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如图所示,一带电粒子电荷量为q=+2×10-10C,质量为m=1.0×10-12kg,从静止开始在电势差为U1的电场中加速后,从水平放置的电容器两极板正中央沿水平方向进入偏转电场,电容器的上极板带正电,电荷量为Q=6.0×10-9C,下极板接地,极板长10cm,两极板相距5cm,电容C=12pF(粒子重力不计)。求.:

(1)当U1=2000V时,粒子射出电容器的速率v和沿垂直于板面方向的偏移距离y;
(2)要使该粒子能从电容器中射出,加速电压U1的取值范围
(1)1000m/s2;1.25cm(2)

试题分析:离子经过加速电场的过程中,由动能定理得:
     
经过偏转电场的过程中,粒子仅受垂直于极板向下的静电力
平行板电容器的电压 
解法一:将粒子的运动分别沿v0方向(x)和垂直于v0方向(y)分解
x方向:
y方向:    
1000m/s2   
  
=1.25cm  
解法二:由动能定理得
 

联立得1000m/s2  
要使电荷从电容器中射出,则必须满足条件
   即     
解得  
点评:本题难度中等,带电粒子在电场中做的是类平抛运动,计算电场力做功可利用公式W=qU计算,抓住临界条件是求解本题的关键
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹,粒子先经过M点,再经过N点,可以判定…:
A.M点的电势大于N点的电势
B.M点的电势能小于N点的电势能
C.粒子可能带负电
D.粒子在M点的动能小于在N点的动能

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限有沿-y方向的匀强电场,第Ⅳ象限有垂直于纸面向外的匀强磁场.现有一质量为m、带电量为+q的粒子(重力不计)以初速度v0沿-x方向从坐标为(3ll)的P点开始运动,接着进入磁场后由坐标原点O射出,射出时速度方向与y轴方向夹角为45°,求:

(1)粒子从O点射出时的速度v;
(2)电场强度E的大小;
(3)粒子从P点运动到O点所用的时间.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一粒子从A点射入电场,从B点射出,电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示,图中左侧前三个等势面彼此平行,不计粒子的重力。下列说法正确的有(    )
A.粒子带负电
B.粒子的加速度先不变,后变小
C.粒子的速度不断增大
D.粒子的电势能先减小,后增大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,带电量为q的负电荷,以初动能Ek从两平行板的正中央沿垂直于电场线方向进入平行板间的匀强电场,恰沿B板边缘飞出电场,且飞出时其动能变为2Ek,则A、B两板间的电势差为(     )

A、Ek/q,A板电势高            B、Ek/q,B板电势高
C、2Ek/q,A板电势高           D、2Ek/q,B板电势高

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图ab为两平行板,a板上的0为离子发射源,能发出质量为m带电量为q初速度为零的带电离子,ab板间加速电压为U1 ,在b板中央有小孔k让离子通过。在b板右侧有AB两块平行金属板,k正好位于AB板间的中心线上,已知AB板间距离为d,板长为L,板间电压为U2,求:

(1)离子到达k点时的速度
(2)如离子穿过k点后经偏转正好打在B板的中点p处,则

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一带电的粒子射入一固定的点电荷Q形成的电场中,沿图中虚线由a点运动到b点,a、b两点到点电荷的距离分别是ra、rb,且ra>rb,若粒子只受电场力,则在这一过程中(      )
A.粒子一定带正电荷
B.电场力一定对粒子做负功
C.粒子在b点的电势一定高于a点的电势
D.粒子在b点的加速度一定小于在a点的加速度

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,如图所示.如果在荧光屏上P点出现亮斑,那么示波管中的                        (   )
A.极板X的电势高于极板X′B.极板X ′的电势高于极板X
C.极板Y的电势高于极板Y ′D.极板Y ′的电势高于极板Y

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示电路,平行板电容器的一个极板与滑动变阻器的滑动端P相连接.电子以速度v0垂直于电场线方向射入并穿过平行板间的电场.在保证电子还能穿出平行板间电场的情况下,若使滑动变阻器的滑动端P上移,则关于电容器极板上所带电量q和电子穿越平行板所需的时间t的说法正确的是( )
A.电量q增大,时间t也增大
B.电量q不变,时间t增大
C.电量q增大,时间t不变
D.电量q不变,时间t也不变

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