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如图所示,匀强电场分布在正方形ABCD区域内,场强方向平行于AB边,M、N分别为AB边和BC边的中点.一个具有初动能E0的带电粒子射入电场(沿纸面运动).如果带电粒子从M点垂直于电场方向进入电场后,恰好从C点离开电场,则带电粒子从C点离开电场时的动能为______;如果带电粒子以相同初动能从N点垂直于BC边方向射入电场,则它离开电场时的动能为______.(带电粒子重力不计)
①从M点射入,粒子做类似平抛运动;
粒子在竖直方向上做匀加速直线运动,水平方向做匀速直线;
设正方向边长为L,水平分运动:L=vot;
竖直分运动:
1
2
L=
vy
2
t

故vy=v0
合速度v=
2
v0

Ek=
1
2
mv2=2E0

②这个类似于竖直上抛,从第一题电场力做功效果来看,粒子到达正方形中心后就反方向返回了.最后从N点向下离开,在电场中位移为零,故动能不变,故Ek′=E0
故答案为:2E0,E0
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

一电子的质量为m,电量为e,静止在一对平行金属板的左板,金属板间距离为d,如果在某时刻起在金属板间加上电压随时间的变化关系如右图所示的交变电压,经过两个周期的时间,电子刚好到达右极板,且此时电子的速度恰好为零,交变电压的变化周期为T,求:
(1)用medT表示U0
(2)在上问中如果在t1=T/6时才让电子静止释放,那么到t2=7T/6时刻止,这段时间内电子的位移多大?
(3)如果在t1=T/6时才让电子静止释放,那么经过多少时间电子到达右极板?(电子重力不计)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在纸面内有一匀强电场,一带正电的小球(重力不计)在一恒力F的作用下沿图中虚线由A至B做匀速运动,已知力F和AB间夹角为θ,AB间距离为d,小球带电量为q,则下列结论正确的是(  )
A.匀强电场的电场强度E=
Fcosθ
q
B.AB两点的电势差为
Fdcosθ
q
C.带电小球由A运动至B过程中电势能增加了Fdcosθ
D.若带电小球由B向A做匀速直线运动,则F必须反向

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,A为粒子源.在A和极板B间的加速电压为U1,在两水平放置的平行导体板C、D间加有偏转电压U2.C、D板长L,板间距离d.现从粒子源A发出的带电粒子,由静止开始经加速电场加速后进入偏转电场,不计粒子的重力,求粒子离开偏转电场时的侧移距离和粒子的动能.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,空间存在着电场强度E=2.5×102N/C、方向竖直向上的匀强电场,在电场内一长为L=0.5m的绝缘细线一端固定于O点,另一端拴着质量m=0.5kg、电荷量q=4×10-2C的小球.现将细线拉至水平位置,将小球由静止释放,当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂,取g=10m/s2.求:
(1)小球带何种电荷;
(2)小球运动到圆周最高点的速度;
(3)细线能承受的最大拉力值;
(4)当细线断后,小球继续运动到与O点水平方向的距离为L时,小球距离O点的高度.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,两平行金属板A、B长L=8cm,两板间距离d=8cm,A板比B板电势高300V,一个不计重力的带正电的粒子电荷量q=10-10C,质量m=10-20kg,沿电场中心线RD垂直电场线飞入电场,初速度υ0=2×106m/s,粒子飞出平行板电场后可进入界面MN、PS间的无电场区域.已知两界面MN、PS相距为12cm,D是中心线RD与界面PS的交点.求:
(1)粒子穿过界面MN时偏离中心线RD的距离以及速度的大小?
(2)粒子到达PS界面时离D点的距离为多少?
(3)设O为RD延长线上的某一点,我们可以在O点固定一负点电荷,使粒子恰好可以绕O点做匀速圆周运动,求在O点固定的负点电荷的电量为多少?(静电力常数k=9.0×109N?m2/C2,保留两位有效数字)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

平行金属板A、B相距为d,如图(a)所示,板间加有随时间而变化的电压,如图(b)所示.设U0和T已知.A板上O处有一静止的带电粒子,其电量为q,质量为m(不计重力).在t=0时刻受板间电场加速向B板运动,途中由于电场反向又向A板返回,
(1)为使t=T时粒子恰好回到O点,求
U0
Ux
的比值应满足什么关系?粒子返回O点时的动能是多少?
(2)为使粒子在由A向B运动中不致碰到B板,求Ux的取值范围.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图甲所示,两块正对的平行金属板AB和CD板间距为d,长度为?,B、D为两板的右端点,在金属板B、D端的右侧有一与金属板垂直放置的荧光屏MN,荧光屏距B、D端的距离为?.质量m、电量e的电子以相同的初速度从极板左边中央沿平行极板的直线连续不断地射入.当两板均不带电时,这些电子通过两板之间的时间为3T/2;当在两板间加如图乙所示的周期为T,幅值恒为U0的周期性电压时(t=0时刻AB板电势高于CD板),所有电子均能从两板间通过.试确定:
(1)在t=
T
2
时刻从两板间飞入的电子在飞出电场时运动方向与水平方向的夹角为多少(用e、m、U0、T、?、d及反正切函数表示);
(2)电子在荧光屏上分布的范围.(忽略极板边缘处电场的影响,不计电子的重力以及电子之间的相互作用,取e/m=2×1010c/kg,U0=20V,T=10-6s,d=1m).

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图1所示,在xoy坐标系中,两平行金属板如图放置,OD与x轴重合,板的左端与原点O重合,板长L=2m,板间距离d=1m,紧靠极板右侧有一荧光屏.两金属板间电压UAO变化规律如图2所示,变化周期为T=2×10-3s,U0=103V,t=0时刻一带正电的粒子从左上角A点,以平行于AB边v0=1000m/s的速度射入板间,粒子电量q=1×10-5C,质量m=1×10-7kg.不计粒子所受重力.求:
(1)粒子在板间运动的时间;
(2)粒子打到荧光屏上的纵坐标;
(3)粒子打到屏上的动能.

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