如图甲所示,边长为L的正方形区域ABCD内有竖直向下的匀强电场,电场强度为E,与区域边界BC相距L处竖直放置足够大的荧光屏,荧光屏与AB延长线交于O点.现有一质量为m,电荷量为+q的粒子从A点沿AB方向以一定的初速度进入电场,恰好从BC边的中点P飞出,不计粒子重力.
(1)求粒子进入电场前的初速度的大小.
(2)其他条件不变,增大电场强度使粒子恰好能从CD边的中点Q飞出,求粒子从Q点飞出时的动能.
(3)现将原来电场分成AEFD和EBCF相同的两部分,并将EBCF向右平移一段距离x(x≤L),如图乙所示.设粒子打在荧光屏上位置与O点相距y,请求出y与x的关系.
(1)(2) (3)
解析试题分析:(1)粒子在电场内做类平抛运动,水平方向:,竖直方向:,得 (2)其他条件不变,增大电场强度,从CD边中点Q飞出与从BC边中点P飞出相比,水平位移减半,竖直位移加倍,根据类平抛运动知识,水平位移减半则时间减半,竖直位移加倍则加速度为原来8倍,电场强度为原来8倍,电场力做功为
粒子从CD边中点Q飞出时的动能
(3)将EBCF向右平移一段距离x,粒子在电场中的类平抛运动分成两部分,在无电场区域做匀速直线运动,轨迹如图所示,
粒子从电场AEDF出来时速度与水平夹角,则有水平位移竖直方向
则有
在中间无电场区域匀速运动竖直方向的位移
粒子从电场AEDF出来时速度与水平夹角则有水平位移竖直方向
考点:类平抛运动
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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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(16分)如图所示,在xOy平面内,x轴的上方分布有沿x轴负方向的场强E=1.2×103N/C的匀强电场,x轴的下方分布有垂直纸面向里的磁感应强度B=0.2 T的匀强磁场。在x轴上有一个足够大的垂直于y轴的平板MN,平板上开有一个小孔P,P点距O点的距离Sx=3cm,P处连接有一段长度d=lcm内径不计的准直管,管内由于静电屏蔽没有电场。y轴负方向上距O点cm的粒子源S可以向平面内各个方向发射a粒子,假设发射的a粒子速度大小均为2×105m/s,打到平板和准直管管壁上的a粒子均被吸收。已知a粒子带正电,比荷为×l07C/kg重力不计,求
(1)a粒子在磁场中运动的轨道半径和粒子从S到达P孔的时间;
(2)经过准直管进入电场中运动的a粒子,到达y轴的位置与O点的距离。
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
如图所示,正方形ABCD处在一个匀强电场中,电场线与正方形所在平面平行.已知A、B、C三点的电势依次为φA=6.0V,φB=4.0V,φC=-2.0V.
⑴D点的电势φD= V。
⑵在图中画出过A点的电场线(要把作图过程画在图上)
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(15分)如图所示,一束质量为m、电荷量为q的带正电粒子从O点由静止开始经过匀强电场加速后,均从边界AN的中点P垂直于AN和磁场方向射入磁感应强度为B=的匀强磁场中。已知匀强电场的宽度为d=R,匀强磁场由一个长为2R、宽为R的矩形区域组成,磁场方向垂直纸面向里,粒子间的相互作用和重力均不计。
(1)若加速电场加速电压为9U,求粒子在电磁场中运动的总时间;
(2)若加速电场加速电压为U,求粒子在电磁场中运动的总时间。
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(20分) 如图所示,在MN左侧QP上方有匀强电场。在MN右侧存在垂直于纸面的矩形匀强磁场(图中未画出),其左边界和下边界分别与MN、AA/重合。现有一带电粒子以初速度自O点沿水平方向射入,并恰好从P点射出,又经过在矩形有界磁场中的偏转,最终垂直于MN从A点向左水平射出。已知PA距离为d,,距离。不计带电粒子重力。
求:(1)粒子从下极板边缘射出时的速度;
(2)粒子在从O到A经历的时间
(3)矩形有界磁场的最小面积。
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
如图所示,带负电的粒子垂直磁场方向进入圆形匀强磁场区域,出磁场时速度偏离原方向60°角,已知带电粒子质量m=3×10-20kg,电量q=10-13C,速度v0=105m/s,磁场区域的半径R=3×10-1m,不计重力,求磁场的磁感应强度。
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题
如图所示,电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接.只合上开关S1,三个灯泡都能正常工作.如果再合上S2,则下列表述正确的是
A.外电路的总电阻减少 |
B.L1两端的电压增大 |
C.通过R1上的电流增大 |
D.通过R3上的电流增大 |
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题
如图所示为某商厦安装的光敏电阻自动计数器的示意图。其中A为光源,B为由电动机带动匀速运行的自动扶梯,R1为光敏电阻,R2为定值电阻。每当扶梯上有顾客经过,挡住由A射向R1的光线时,计数器就计数一次。此光计数器的基本工作原理是
A.当有光照射R1时,信号处理系统获得低电压 |
B.当有光照射R1时,信号处理系统获得高电压 |
C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次 |
D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次 |
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