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9.在真空中水平放置一对平行金属板,两板间的电压为U,一个电子以水平初速度v0沿两板中线射入电场,忽略电子所受的重力.设电子在电场中的竖直偏移距离为Y,当只改变偏转电压U或只改变初速度v0时,下列哪个图象能正确描述Y的变化规律(  )
A.B.C.D.

分析 电子在偏转电场中做类平抛运动,应用类平抛运动规律求出偏移量与U和速度的关系,从而确定对应的图象;

解答 解:电子在电场中做类平抛运动,
水平方向:L=v0t,
竖直方向:Y=$\frac{1}{2}$at2=$\frac{1}{2}$$\frac{eU}{md}{t}^{2}$,
解得:Y=$\frac{eU{L}^{2}}{2md{v}_{0}^{2}}$,
故说明Y与U以及$\frac{1}{{v}_{0}^{2}}$成正比,但要注意当U过大或$\frac{1}{{v}_{0}^{2}}$过大时,电子会打在极板上,不再出来,Y就不随U或$\frac{1}{{v}_{0}^{2}}$增加而变大了,故AD正确,BC错误.
故选:AD.

点评 本题考查了电子在电场中的偏转问题,应用类平抛运动规律即可正确解题.但要注意明确为什么后来转折为水平线.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

19.实验表明,炽热的金属丝可以发射电子.在图中,从炽热金属丝射出的电子流,经电场加速后进入偏转电场.已知加速电极间的电压U1=2 500V,偏转电极间的电压U2=2.0V,偏转电极极板长l=6.0cm,板间距d=0.2cm.电子的质量是m=0.91×10-30kg,带电量大小为e=1.6×10-19C,电子重力不计,未打到极板上.求:
(1)电子离开加速电场时的速度v的大小;
(2)电子离开偏转电场时的竖直方向速度v⊥的大小;
(3)电子离开偏转电场时竖直方向移动的距离y.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

20.质谱仪是一种精密仪器,是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具.图中所示的质谱仪是由加速电场和偏转磁场组成.带电粒子从容器A下方的小孔Sl飘入电势差为u的加速电场,其初速度几乎为0,然后经过S2沿着与磁场垂直的方向进人磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片D上.不计粒子重力.
(1)若由容器A进入电场的是质量为m、电荷量为q的粒子.求:
a.粒子进入磁场时速度v的大小;
b.粒子在磁场中运动的轨道半径R.
(2)若由容器A进入电场的是互为同位素的两种原子核P1、P2,由底片上获知Ph、P2在磁场中运动轨迹的直径之比是$\sqrt{2}$:1,求P1、P2的质量之比.

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

17.如图所示,两个质量相等的带电粒子a、b在同一位置A以大小相同的速度射入同一匀强磁场,两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°,经磁场偏转后两粒子都经过B点,AB连线与磁场边界垂直,则(  )
A.a粒子带正电,b粒子带负电B.两粒子的轨道半径之比Ra:Rb=$\sqrt{3}$:1
C.两粒子所带电荷量之比qa:qb=$\sqrt{3}$:1D.两粒子的运动时间之比ta:tb=2:$\sqrt{3}$

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

4.如图所示的坐标系中,第一象限存在与y轴平行的匀强电场,场强方向沿y轴负方向,第二象限存在垂直纸面向里的匀强磁场.P、Q两点在x轴上,Q点横坐标是C点纵坐标的2倍.一带电粒子(不计重力)若从C点以垂直于y轴的速度υ0向右射入第一象限,恰好经过Q点.若该粒子从C点以垂直于y轴的速度υ0向左射入第二象限,恰好经过P点,经过P点时,速度与x轴正方向成90°角,则电场强度E与磁感应强度B的比值为(  )
A.υ0B.$\frac{1}{2}$υ0C.$\frac{1}{3}$υ0D.$\frac{1}{4}$υ0

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

14.正负电子对撞机是使正负电子以相同速率对撞(撞前速度在同一直线上的碰撞)并进行高能物理研究的实验装置,该装置一般由高能加速器(同步加速器或直线加速器)、环形储存室(把高能加速器在不同时间加速出来的电子束进行积累的环形真空室)和对撞测量区(对撞时发生的新粒子、新现象进行测量)三个部分组成.为了使正负电子在测量区内不同位置进行对撞,在对撞测量区内设置两个方向相反的匀强磁场区域.对撞区域设计的简化原理如图所示:MN和PQ为足够长的竖直边界,水平边界EF将整个区域分成上下两部分,Ⅰ区域的磁场方向垂直纸面向内,Ⅱ区域的磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小均为B.现有一对正负电子以相同速率分别从注入口C和注入口D同时水平射入,在对撞测量区发生对撞.已知两注入口到EF的距离均为d,边界MN和PQ的间距为L,正电子的质量为m,电量为+e,负电子的质量为m,电量为-e.

(1)试判断从注入口C入射的是正电子还是负电子;
(2)若L=4$\sqrt{3}$d,要使正负电子经过水平边界EF一次后对撞,求正负电子注入时的初速度大小;
(3)若只从注入口C射入电子,间距L=13(2-$\sqrt{3}$)d,要使电子从PQ边界飞出,求电子射入的最小速率,及以此速度入射到从PQ边界飞出所需的时间.

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

1.如图甲所示,闭合线圈固定在小车上,总质量为1kg.它们在光滑水平面上,以10m/s的速度进入与线圈平面垂直、磁感应强度为B的水平有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.已知小车运动的速度v随车的位移x变化的v-x图象如图乙所示.则(  )
A.线圈的长度L=15 cm
B.磁场的宽度d=25 cm
C.线圈进入磁场过程中做匀加速运动,加速度为0.4 m/s2
D.线圈通过磁场过程中产生的热量为48 J

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

18.一个初速度为零的带正电的粒子电荷量q=10-10C,质量m=10-20kg,经宽度L=8cm,电压U=200V的电场加速后,以水平速度v.穿越一宽度也为L的真空无场区域,沿中心线(图中水平虚线)飞入边长仍为L的正方形电场区域abcd,区域内有平行于ab且竖直向下的匀强电场,场强3750V/m,如图所示,若粒子飞出电场后恰好绕固定在O点的负点电荷Q开始做匀速圆周运动,不计粒子重力,不考虑各部分电场之间的相互影响(静电力常数k=9.0×109N•m2/C2),试求:
(1)该粒子从开始运动到离开abcd电场所用的时间;
(2)该粒子离开abcd电场时偏离中心线的距离;
(3)点电荷Q的电荷量.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

19.(1)用起重机把质量为200kg的物体匀速提高了5m,钢绳的拉力做了多少功?重力做了多少功?克服重力做了多少功?这些力的总功是多少?(g=10m/s2
(2)若物体匀加速上升,加速度a=2m/s2,绳的拉力做了多少功?物体所受各力的总功是多少?

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同步练习册答案