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有一平行板电容器,内部为真空,两个极板的间距为,极板长为L,极板间有一匀强电场,U为两极板间的电压,电子从极板左端的正中央以初速射入,其方向平行于极板,并打在极板上的D点,如图所示。电子的电荷量用e表示,质量用表示,重力不计。求

(1)电子打到D点时的动能;
(2)D点与电子出发点间的水平距离;
(3)电子的初速必须满足什么条件,电子才能飞出极板。

(1) (2) (3)v>

解析试题分析:(1)设电子打到D点时的动能为Ek
由动能定理可得  ①
由①式解得:     ②
(2)电子在电容器内做类平抛运动
      ③
         ④
水平位移s=v0t    ⑤
联立以上③④⑤各式可得D点与电子出发点间的水平距离s=
(3)设电子刚好能打到极板边缘时的入射初速度为v
L=vt           ⑥
由③④⑥式联立解得    ⑦
所以电子要逸出电容器,必有:v>
考点:带电粒子在电场中的偏转 动能定理

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

带有等量异号电荷、相距10cm的平行板A和B之间有一个匀强电场,电场强度E=2.0×104N/C,方向向下。电场中C点距B板3cm,D点距A板2cm。则C、D两点的电势差UCD=__________V,如果令A板接地(即电势φ=0),则C的电势φC是__________V。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图,在第一象限存在匀强磁场,磁感应强度方向垂直于纸面(xy平面)向外;在第四象限存在匀强电场,方向沿x轴负向。在y轴正半轴上某点以与x轴正向平行、大小为v0的速度发射出一带正电荷的粒子,该粒子在(d,0)点沿垂直于x轴的方向进人电场。不计重力。若该粒子离开电场时速度方向与y轴负方向的夹角为θ,求:

(1)电场强度大小与磁感应强度大小的比值;
(2)该粒子在电场中运动的时间。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)如图所示,一电荷量q=3×10-5C带正电的小球,用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点。电键S闭合后,当小球静止时,细线与竖直方向的夹角α=37°。已知两板相距d=0.1m,电源电动势E=15v,内阻r=0.5Ω,电阻R1=3Ω,R2=R3=R4=8Ω。g取10m/s2,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。

(1)电源的输出功率;
(2)两板间电场强度大小;
(3)带电小球质量。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(10分)如图所示,在空间中取直角坐标系Oxy,在第一象限内平行于y轴的虚线MN与y轴距离为d,从y轴到MN之间的区域充满一个沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E。初速度可以忽略的电子经过另一个电势差为U的电场加速后,从y轴上的A点以平行于x轴的方向射入第一象限区域,A点坐标为(0,h)。已知电子的电量为e,质量为m,加速电场的电势差U>,电子的重力忽略不计,求:

(1)电子从A点进入电场到离开该电场区域所经历的时间t和离开电场区域时的速度v;
(2)电子经过x轴时离坐标原点O的距离l。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

在匀强电场中,将一电荷量为2×10-5C的负电荷(仅受电场力作用)由A点移动到B点,其电势能增加了0.1J,已知A,B两点间距为2cm,两点连线与电场方向成600角,如图所示,求:

(1)电荷由A移到B的过程中,电场力做的功W
(2)A,B两点间的电势差为UAB
(3)该匀强电场的场强E

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(8分)如图所示,在xOy平面上第一象限内有平行于y轴的有界匀强电场,方向如图。有一电子先后两次以相同的初速度垂直于y轴从P点射入电场中,当匀强电场的场强为E1时,电子从A点射出,A点的坐标为(xA,0),当匀强电场的场强为E2时,电子从B点射出,B点的坐标为(xB,0),求匀强电场的场强E1、E2大小之比;

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图.在Oxy平面的ABCD区域内,存在两个场强大小均为E的匀强电场Ⅰ和Ⅱ,两电场的边界均是边长为L的正方形(不计电子所受重力).
 
(1)在该区域AB边的中点处由静止释放电子,求电子在ABCD区域内运动经历的时间和电子离开ABCD区域的位置;
(2)在电场Ⅰ区域内适当位置由静止释放电子,电子恰能从ABCD区域左下角D处离开,求所有释放点的位置。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

在电场中一条电场线上有A、B两点,如图所示.若将一负电荷q=-2.0×10-7C,从A点移至B点,电荷克服电场力做功4.0×10-4J,试求:

(1)电场方向;
(2)A、B两点的电势差多大? 哪一点电势高?
(3)在这一过程中,电荷的电势能怎样变化,变化了多少?
(4)如在这一电场中有另一点C,已知,若把这一负荷从B移至C电场力做多少功?是正功还是负功?

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