如图所示,某空间有一竖直向下的匀强电场,电场强度E=1.0×102V/m,一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中,在金属板的正上方高度h=0.80m的a处有

如图所示,某空间有一竖直向下的匀强电场,电场强度E=1.0×102V/m,一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中,在金属板的正上方高度h=0.80m的a处有

题型:0117 期中题难度:来源:
如图所示,某空间有一竖直向下的匀强电场,电场强度E=1.0×102V/m,一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中,在金属板的正上方高度h=0.80m的a处有一粒子源,盒内粒子以v0=2.0×102m/s的初速度向水平面以下的各个方向均匀放出质量为m=2.0×10-15 kg,电荷量为q=+10-12 C的带电粒子,粒子最终落在金属板b上。若不计粒子重力,求:(结果保留两位有效数字)
(1)粒子源所在处a点的电势;
(2)带电粒子打在金属板上时的动能;
(3)从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围(所形成的面积);若使带电粒子打在金属板上的范围减小,可以通过改变哪些物理量来实现?
答案
解:(1)题中匀强电场竖直向下,b板接地
因此
(2)不计重力,只有电场力做功;对粒子由动能定理
可得带电粒子打在金属板上时的动能为
(3)粒子源射出的粒子打在金属板上的范围以粒子水平抛出为落点边界,由平抛运动知识可得:
 ①
 ②
 ③
  ④
联立以上各式得所形成的面积4m2,可以通过改变减小h或增大E来实现
举一反三
如图所示,A、B是一对中间有小孔的金属板,两小孔的连线与金属板面相垂直,两极板间的距离为L,两极板间加上低频交流电压,A板电势为零,B板电势为U=U0cosωt,现有一电子在t=0时刻从A板上的小孔进入电场,设初速度和重力的影响均可忽略不计,则电子在两极板间可能
[     ]
A.以AB间的某一点为平衡位置来回振动
B.时而向B板运动,时而向A板运动,但最后穿出B板
C.一直向B板运动,最后穿出B板,如果ω小于某个值ω0,L小于某个值L0
D.一直向B板运动,最后穿出B板,而不论ω、L为何值
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如图甲所示,真空中水平放置的相距为d的平行金属板板长为L,两板上加有恒定电压后,板间可视为匀强电场。在t=0时,将图乙中所示的交变电压加在两板上,这时恰有一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从两板正中间以速度v0水平飞入电场。若此粒子离开电场时恰能以平行于两板的速度飞出(粒子重力不计),求:
(1)两板上所加交变电压的频率应满足的条件;
(2)该交变电压的取值范围。
题型:同步题难度:| 查看答案
如图所示,匀强电场方向沿x轴的正方向,场强为E。在点有一个静止的中性微粒,由于内部作用,某一时刻突然分裂成两个质量均为m的带电微粒,其中电荷量为q的微粒1沿y轴负方向运动,经过一段时间到达点。不计重力和分裂后两微粒间的作用。试求
(1)分裂时两个微粒各自的速度;
(2)当微粒1到达(点时,电场力对微粒1做功的瞬间功率;
(3)当微粒1到达(点时,两微粒间的距离。
题型:安徽省高考真题难度:| 查看答案
如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接下极板接地,一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离
[     ]
A、带电油滴将沿竖直方向向上运动
B、P点的电势将降低
C、带电油滴的电势能将减小
D、若电容器的电容减小,则极板带电量将增大
题型:福建省高考真题难度:| 查看答案
如图,一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中,在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点,其中M点在轨迹的最右点。不计重力,下列表述正确的是

[     ]

A.粒子在M点的速率最大
B.粒子所受电场力沿电场方向
C.粒子在电场中的加速度不变
D.粒子在电场中的电势能始终在增加
题型:广东省高考真题难度:| 查看答案
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