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在真空中,一束初速度不计的电子流,在经U=5000V的加速电压加速后,从两板中央垂直进入平行板电容器板间的匀强电场中,如图所示.已知电子的比荷(电荷量e和质量m之比),板间距离
d=1.0cm,板长l=10.0cm.
(1)假设某非常微弱的匀强电场的场强E=1V/m,电子在该电场中所受电场力产生的加速度是重力加速度的多少倍(取重力加速度g=10m/s2)?由此可以判断电子在电场中加速或偏转时,其重力是否可以忽略不计?
(2)要使电子能从平行板间飞出,平行板电容器板间电压的最大值Um是多少?

【答案】分析:(1)由F=Uq可求得粒子受到的电场力,由牛顿第二定律可求得电场力产生的加速度,从而求出电场力加速度与重力加速度的比值;
(2)粒子在平行板内做类平抛运动,由运动的合成与分解可求得平行板电容器板间的最大值.
解答:解:(1)根据牛顿第二定律可知,电子在该电场中所受电场力产生的加速度大小为
所以
所以电子在电场中加速或偏转时,其重力完全可以忽略不计;
(2)在加速电压一定时,偏转电压U′越大,电子在极板间的偏转距离就越大.当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出,此时的偏转电压即为题目要求的最大电压Um.在加速过程中,由动能定理得:进入偏转电场,电子在平行于极板的方向上做匀速运动 l=vt  在垂直于极板的方向上做初速度为零的匀加速直线运动,其加速度偏转距离联立解得:
答:(1)电子在该电场中所受电场力产生的加速度为重力加速度的1.76×1010;(2)平行板电容器板间电压的最大值Um是100V.
点评:带电粒子在电场中的运动要注意正确用好运动的合成与分解的规律,明确沿电场线方向上粒子做加速运动,垂直于电场方向上粒子做匀速直线运动.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

在真空中,一束初速度不计的电子流,在经U=5000V的加速电压加速后,从两板中央垂直进入平行板电容器板间的匀强电场中,如图所示.已知电子的比荷(电荷量e和质量m之比)
em
=1.76×1011C/kg
,板间距离
d=1.0cm,板长l=10.0cm.
(1)假设某非常微弱的匀强电场的场强E0=1V/m,电子在该电场中所受电场力产生的加速度是重力加速度的多少倍(取重力加速度g=10m/s2)?由此可以判断电子在电场中加速或偏转时,其重力是否可以忽略不计?
(2)要使电子能从平行板间飞出,平行板电容器板间电压的最大值Um是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

精英家教网[选做题]本题包括A、B、C三小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答.若三题都做,则按A、B两题评分.
A.(模块3-3)
(1)下列说法正确的是
 

A.当气体被压缩时,分子间距离变小,表现为斥力,所以必需用力才能压缩
B.液晶并不是晶体,但具有晶体一样的光学各向异性
C.迅速压缩气体时,气体温度一定升高
D.一滴油酸酒精溶液体积为V,在水面上形成的单分子油膜的面积为S,则油酸分子的直径d=
VS

(2)(4分)已知铁的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为N0.试求一块边长为d的正方形铁块中含有铁原子的个数为
 

(3)如图甲所示,筒形绝热气缸平放在水平面上,用绝热的活塞封闭一部分气体.活塞的横截面积为S,质量为m,外界大气压强恒为P0.活塞与气缸之间无摩擦且不漏气,气缸内有一个电阻丝可以给气体加热.现把气缸立起来,如图乙所示,发现活塞下降距离为h,则立起后气缸内气体分子势能
 
(填“变大”、“变小”或“不变”);当电阻丝通电后产生的热量为Q时,活塞刚好回到原来的位置处于平衡,则在此过程中,气体内能增加了
 
.(用题中已知物理量符号表示)
B.(模块3-4)
(1)下列说法正确的是:
 

A.全息照相利用了光的偏振原理
B.亮度相同的紫光与红光不会发生干涉现象
C.X射线的比紫外线更容易发生干涉现象
D.地面上的人发现,坐在高速离开地球的火箭里的人新陈代谢变慢了,而火箭里的人发现地面上的人新陈代谢也变慢了.
(2)(4分)有一束复色光中含有两种单色光,在真空中a光的波长大于b光的波长.若让此复色光通过半圆形玻璃砖,经过圆心O射向空气,则下列四个光路图中符合实际情况的有:
 

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(3)一列沿x轴正方向传播的简谐横波,在t=0时刻波刚好传播到x=6m处的质点A,如图所示,已知波的传播速度为48m/s.请回答下列问题:
①从图示时刻起再经过
 
s,质点B第一次处于波峰;
②写出从图示时刻起质点A的振动方程:
 

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C.(模块3-5)(1)下列说法正确的有
 

A.单色光从光密介质进入光疏介质,光子的能量不变
B.贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象,从而揭示出原子核具有复杂结构
C.当氢原子核外电子从第3能级跃迁到第4能级时,氢原子一定吸收能量,电子的动能增大
D.在光电效应实验中,入射光强度越强,产生的光电子初动能就越大
(2)先完成下列核反应方程,再回答题.1327Al+24He→1430Si+01n+
 

该核反应所属核反应类型是
 

A.衰变            B.人工转变            C.裂变
(3)光滑水平面上一个质量为0.2kg的小球A,以3m/s的速度与另一个质量为0.4kg的静止小球B发生正碰,碰后小球A的速度大小变为1m/s,与原来速度方向相反,则在碰撞过程中,小球A的动量变化大小为
 
kg?m/s,碰后小球B的速度大小为
 
m/s.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

在真空中,一束初速度不计的电子流,在经U=5000V的加速电压加速后,从两板中央垂直进入平行板电容器板间的匀强电场中,如图所示.已知电子的比荷(电荷量e和质量m之比)
e
m
=1.76×1011C/kg
,板间距离
d=1.0cm,板长l=10.0cm.
(1)假设某非常微弱的匀强电场的场强E0=1V/m,电子在该电场中所受电场力产生的加速度是重力加速度的多少倍(取重力加速度g=10m/s2)?由此可以判断电子在电场中加速或偏转时,其重力是否可以忽略不计?
(2)要使电子能从平行板间飞出,平行板电容器板间电压的最大值Um是多少?
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科目:高中物理 来源:2011年江苏省高考物理模拟试卷(一)(解析版) 题型:填空题

[选做题]本题包括A、B、C三小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答.若三题都做,则按A、B两题评分.
A.(模块3-3)
(1)下列说法正确的是   
A.当气体被压缩时,分子间距离变小,表现为斥力,所以必需用力才能压缩
B.液晶并不是晶体,但具有晶体一样的光学各向异性
C.迅速压缩气体时,气体温度一定升高
D.一滴油酸酒精溶液体积为V,在水面上形成的单分子油膜的面积为S,则油酸分子的直径
(2)(4分)已知铁的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为N.试求一块边长为d的正方形铁块中含有铁原子的个数为   
(3)如图甲所示,筒形绝热气缸平放在水平面上,用绝热的活塞封闭一部分气体.活塞的横截面积为S,质量为m,外界大气压强恒为P.活塞与气缸之间无摩擦且不漏气,气缸内有一个电阻丝可以给气体加热.现把气缸立起来,如图乙所示,发现活塞下降距离为h,则立起后气缸内气体分子势能    (填“变大”、“变小”或“不变”);当电阻丝通电后产生的热量为Q时,活塞刚好回到原来的位置处于平衡,则在此过程中,气体内能增加了    .(用题中已知物理量符号表示)
B.(模块3-4)
(1)下列说法正确的是:   
A.全息照相利用了光的偏振原理
B.亮度相同的紫光与红光不会发生干涉现象
C.X射线的比紫外线更容易发生干涉现象
D.地面上的人发现,坐在高速离开地球的火箭里的人新陈代谢变慢了,而火箭里的人发现地面上的人新陈代谢也变慢了.
(2)(4分)有一束复色光中含有两种单色光,在真空中a光的波长大于b光的波长.若让此复色光通过半圆形玻璃砖,经过圆心O射向空气,则下列四个光路图中符合实际情况的有:   

(3)一列沿x轴正方向传播的简谐横波,在t=0时刻波刚好传播到x=6m处的质点A,如图所示,已知波的传播速度为48m/s.请回答下列问题:
①从图示时刻起再经过    s,质点B第一次处于波峰;
②写出从图示时刻起质点A的振动方程:   

C.(模块3-5)(1)下列说法正确的有   
A.单色光从光密介质进入光疏介质,光子的能量不变
B.贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象,从而揭示出原子核具有复杂结构
C.当氢原子核外电子从第3能级跃迁到第4能级时,氢原子一定吸收能量,电子的动能增大
D.在光电效应实验中,入射光强度越强,产生的光电子初动能就越大
(2)先完成下列核反应方程,再回答题.1327Al+24He→1430Si+1n+   
该核反应所属核反应类型是   
A.衰变            B.人工转变            C.裂变
(3)光滑水平面上一个质量为0.2kg的小球A,以3m/s的速度与另一个质量为0.4kg的静止小球B发生正碰,碰后小球A的速度大小变为1m/s,与原来速度方向相反,则在碰撞过程中,小球A的动量变化大小为    kg?m/s,碰后小球B的速度大小为    m/s.

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