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(13分)如图所示,在竖直平面内有一平面直角坐标系xoy,第一、四象限内存在大小相等方向相反且平行于y轴的匀强电场。在第四象限内某点固定一个点电荷Q(假设该点电荷对第一象限内的电场无影响)。现有一质量为m=9×10-4kg,带电量为 q=3×10-12C的带电微粒从y轴上A 点(y=0.9cm)以初速度v0=0.8m/s垂直y轴射入第一象限经x轴上的B点进入第四象限做匀速圆周运动且轨迹与y轴相切(图中A、B及点电荷Q的位置均未标出)。不考虑以后的运动。(重力加速度g=10m/s2,静电力常量k=9.0×109Nm/C2sin37°=0.6,cos37°=0.8)

试求:(1)点电荷通过B的速度(要求画出带点微粒运动轨迹)
(2)点电荷Q的电荷量
(1)1m/s,  (2)


试题分析:(1) 由于粒子在第四象限做匀速圆周运动,因此重力和电场力平衡,
即    mg="qE" -----(1分)
所以粒子在第一象限做类平抛运动,其加速度大小为
     ----(1分)

微粒在第一象限运动时间为
    -------(1分)    
通过B点沿y轴负方向 的速度为
         ------(1分)
微粒通过B点速度为
  ----(1分)
方向与x轴正向夹角为
      ------(1分)
(2)微粒在0.03秒内沿x方向的位移为
      ------(1分)
设微粒做圆周运动的半径为r,由图可知
r+rsinθ=x
r=0.015m          ------(3分)
微粒在第四象限做圆周运动的向心力为库仑力,根据牛顿第二定律

          -------(3分)
点评:难题。解题关键:(1)弄清电场的分布情况,(2)了解带电粒子的受力情况,(3)画出运动轨迹,(4)找出几何关系。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,水平放置的平行板电容器,原来两极板不带电,上极板接地,极板长L="0.1" m,两板间距离d="0.4" cm,有一束由相同粒子组成的带正电粒子流,以某一初速度v0从两板中央平行于极板射入,由于重力的作用,粒子恰能落到下板中点O处.已知粒子质量为m=2×10-6 kg,电荷量q=1×10-8 C,电容器的电容C=1×10-6 F,g取10 m/s2,不计空气阻力及粒子间的相互影响.

(1)求粒子入射速度v0的大小;
(2)若在两极板间加上适当的恒定电压,要让以速度v0入射的上述带电粒子,恰好做匀速直线运动从两板间飞出,试确定下极板的带电性质和电荷量?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)两块水平金属极板AB正对放置,每块极板长均为l、极板间距为dB板接地(电势为零)、A板电势为+U,重力加速度为g.两个比荷(电荷量与质量的比值)均为的带正电质点以相同的初速沿AB板的中心线相继射入,如图所示.第一个质点射入后恰好落在B板的中点处.接着,第二个质点射入极板间,运动一段时间后, A板电势突然变为并且不再改变,结果第二个质点恰好没有碰到极板.求:

(1)带电质点射入时的初速
(2)在A板电势改变之前,第二个质点在板间运动的时间

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,有三个质量相等,分别带正电、负电和不带电的粒子从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度先后射入电场中,最后分别打在正极板的ABC处,则
A.三种粒子在电场中运动时间相同  
B.三种粒子在电场中的加速度为
C.三种粒子到达正极板时动能
D.落在C处的粒子带负电,落在B处的粒子不带电,落在A处的粒子带正电

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

一束初速度不计的电子流在经U =5000V的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若板间距离d =1.0cm,板长L =5.0cm,则

(1)要使电子能从平行板间飞出,两个极板上最多能加多大电压?
(2)若在偏转电场右侧距极板右边缘X ="2.5" cm处放置一半径0.5 cm的光屏(中线过光屏中心且与光屏垂直),要使电子能从平行板间飞出,且打到光屏上,则两个极板上最多能加多大电压?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)如图所示,一长为L的细线上端固定,下端拴一质量为m的带电小球,将它置于一水平向右的匀强电场E中,当细线偏角为θ=450时,小球处于平衡状态,

试问:(1)小球的带电荷量q多大?
(2)若细线的偏角θ从450增加到900,然后由静止释放小球,细线到达竖直位置时小球速度?该位置绳子对球的拉力为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,平行线代表电场线,但未标明方向,一个带正电、电荷量为10-6C的粒子在电场中仅受电场力作用,当它从A点运动到B点时动能减少了10-5J。已知A点的电势为-10 V,则以下判断正确的是
A.粒子的运动轨迹如图虚线l所示
B.粒子的运动轨迹如图虚线2所示
C.B点电势为零
D.B点电势为-20V

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)如图所示电子射线管.阴极K发射电子,阳极P和阴极K间 加上电压后电子被加速。A、B是偏向板,使飞进的电子偏离.若已知P、K间所加电压UPK=2.5×103V,两极板长度L=6.0×10-2m,板间距离d=3.6×10-2m,所加电压UAB=1000V,R=3×10-2m, 电子质量me=9.1×10-31kg,电子的电荷量e=-1.6×10-19C。设从阴极出来的电子速度为0,不计重力。 试问:
(1)电子通过阳极P板的速度υ0是多少? (2分)
(2)电子通过偏转电极时具有动能Ek是多少?(3分)
(3)电子过偏转电极后到达距离偏转电极R=3×10-2m荧光屏上O′点,此点偏离入射方向的距离y是多少?(5分)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,a?b带等量异种电荷,M? N是a?b连线的中垂线,现有一个带电粒子从M点以一定的初速度v0射出,开始一段轨迹如图中实线所示,不考虑粒子重力,则在飞越该电场的过程中(    )
A.该粒子带负电
B.该粒子的动能先减小后增大
C.该粒子的电势能先增大后减小
D.该粒子运动到无穷远处,速率大小一定仍为v0

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