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(11分) 如图所示,一个质量为 m=2.0×10-11 kg,电荷量 q=+1.0×10-5 C 的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经 U1=100 V 电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场,偏转电场的电压 U2=100 V.金属板长L=20 cm,两板间距d=10cm.

求:(1)微粒进入偏转电场时的速度 v0 大小;
(2)微粒射出偏转电场时的偏转角θ.

1.0×104 m/s  30°

解析试题分析:(1)微粒在加速电场中运动由动能定理得:
qU1mv      ①        解得v0=1.0×104 m/s
(2)微粒在偏转电场中做类平抛运动,有:
a=
vy=at=a
飞出电场时,速度偏转角的正切为:
tan θ=   ②            解得θ=30°
考点:本题考查动能定理、带电粒子在匀强电场中的运动。

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,真空中相距d="5" cm的两块平行金属板A、B与电源连接(图中未画出),其中B板接地(电势为零),A板电势变化的规律如图所示.
将一个质量m=2.0×10-23 kg,电量q=+1.6×10-15C的带电粒子从紧临B板处释放,不计重力.求:

(1)在t=0时刻释放该带电粒子,释放瞬间粒子加速度的大小;
(2)若在t=时刻从紧临B板处无初速释放该带电粒子,粒子恰好不能到达A板,试求 A板电势变化的周期为多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题


(1)如图1所示,固定于水平面上的金属框架abcd,处在竖直向下的匀强磁场中。金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。框架的ab与dc平行,bc与ab、dc垂直。MN与bc的长度均为l,在运动过程中MN始终与bc平行,且与框架保持良好接触。磁场的磁感应强度为B。

a. 请根据法拉第电磁感应定律,推导金属棒MN中的感应电动势E;
b. 在上述情景中,金属棒MN相当于一个电源,这时的非静电力与棒中自由电子所受洛伦兹力有关。请根据电动势的定义,推导金属棒MN中的感应电动势E。
(2)为进一步研究导线做切割磁感线运动产生感应电动势的过程,现构建如下情景:如图2所示,在垂直于纸面向里的匀强磁场中,一内壁光滑长为l的绝缘细管MN,沿纸面以速度v向右做匀速运动。在管的N端固定一个电量为q的带正电小球(可看做质点)。某时刻将小球释放,小球将会沿管运动。已知磁感应强度大小为B,小球的重力可忽略。在小球沿管从N运动到M的过程中,求小球所受各力分别对小球做的功。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,有一放射源可以沿轴线ABO方向发射速度大小不同的粒子,粒子质量均为,带正电荷。A、B是不加电压且处于关闭状态的两个阀门,阀门后是一对平行极板,两极板间距为,上极板接地,下极板的电势随时间变化关系如图(b)所示。O处是一与轴线垂直的接收屏,以O为原点,垂直于轴线ABO向上为轴正方向,不同速度的粒子打在接收屏上对应不同的坐标,其余尺寸见图(a),其中均为已知。已知,不计粒子重力。
(1)某时刻A、B同时开启且不再关闭,有一个速度为的粒子恰在此时通过A阀门,以阀门开启时刻作为图(b)中的计时零点,试求此粒子打在轴上的坐标位置(用表示)。
(2)某时刻A开启,后A关闭,又过后B开启,再过后B也关闭。求能穿过阀门B的粒子的最大速度和最小速度。
(3)在第二问中,若以B开启时刻作为图(b)中的计时零点,试求解上述两类粒子打到接收屏上的坐标(用表示)。

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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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(9分)如图所示,水平放置的平行板电容器,原来两板不带电,上极板接地,极板长L=0.1m,两板间距离d=0.4cm,有一束由相同微粒组成的带正电粒子流,以相同的初速度V0从两板中央依次水平射入(每隔0.1s射入一个微粒),由于重力作用微粒能落到下板,已知微粒质量m=2×10-6kg,电量q=l×10-8C,电容器电容C=l×10-6F。取g=10m/s2,整个装置处在真空中。求:

(1)第一颗微粒落在下板离端点A距离为的O点,微粒射人的初速度V0应为多大? 
(2)以上述速度V0射入的带电微粒最多能有多少个落在下极板上?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(9分)如图在竖直放置的铅屏A的右表面上贴着能放射电子的仪器P,放射源放出的电子速度大小均为v0=1.0×107m/s,各个方向均有。足够大的荧光屏M与铅屏A平行放置,相距d=2.0×10-2m,其间有水平向左的匀强电场,电场强度大小E=2.5×104N/C。已知电子电量e=1.6×10-19C,电子质量m=9.0×10-31kg,不计电子重力。求:

(1)电子到达荧光屏M上的动能
(2)荧光屏上的发光面积(结果保留3位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(16分)如图甲所示,热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计,电子发射装置的加速电压为U0,偏转电场板间距离L=8cm,极板长为2L,下极板接地,偏转电场极板右端到荧光屏的距离也是2L,在两极板间接有一交变电压,电压变化周期T=4s,上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示,大量电子从偏转电场中央持续射入,穿过平行板的时间都极短,可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的。

⑴求电子进入偏转电场时的速度v0(用电子比荷、加速电压U0表示);
⑵在电势变化的每个周期内荧光屏会出现“黑屏”现象,即无电子击中屏幕,求每个周期内的“黑屏”时间有多长;
⑶求荧光屏上有电子打到的区间的长度。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)如图,两平行金属板A、B间为一匀强电场,A、B相距6cm,C、D为电场中的两点,且CD=4cm,CD连线和场强方向成60°角.已知电子从D点移到C点电场力做3.2×10-17J的功,求:

(1)匀强电场的场强大小;
(2)A、B两点间的电势差;
(3)若A板接地,D点电势为多少?(电子带电量e=

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