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一个初动能为E0的电子,垂直电场线飞入平行板电容器中,飞出电容器的动能为2E0,如果此电子的初速度减为原来的一半,则它飞出电容器的动能变为
4.25E0
4.25E0
分析:两个过程中带电粒子做类平抛运动,水平方向匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,两过程初速度不同故在磁场中运动时间不同,在竖直方向的位移不同,最后用动能定理求解.
解答:解:设粒子第一个过程中初速度为v,E0=
1
2
mv2
,电场宽度L,
第一个过程中沿电场线方向的位移为:h=
1
2
a(
L
v
)2

第一个过程由动能定理:qEh=2K0-E0
即可得qEh=E0
第二个过程中:电子的初速度减为原来的一半,初动能变为原来的
1
4
,为
1
4
E0

沿电场线方向的位移为:H=
1
2
a(
L
0.5v
)2
=4h
根据动能定理得:qEH=E-
1
4
E0
解得:E=4.25E0
故答案为:4.25E0
点评:本题是动能定理和类平抛运动知识的综合应用,用相同的物理量表示电场力做功是解题的关键.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图(甲)所示,A、B为两块距离很近的平行金属板,板中央有小孔O和O',一束电子以初动能E0=120eV,从小孔O不断地垂直于A板射入A、B之间,在B板右侧,平行金属板M、N关于OO'连线对称放置,在M、N之间形成一个匀强电场,金属板长L=2×10-2m,板间距离d=4×10-3m,偏转电场所加电压为u2=20V,现在A、B两板间加一个如图(乙)所示的变化电压u1,在t=0到t=2s的时间内,A板电势低于B板,则在u1随时间变化的第一个周期内:
(1)在哪段时间内射入A板的电子可从B板上的小孔O′射出?
(2)在哪段时间内射入A板的电子能从偏转电场右侧飞出?
(由于A、B两板距离很近,可认为电子穿过A、B板所用的时间极短,可不计.)

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图甲所示,A,B为两块平行金属板,板中央均有小孔,M、N是两块与B板垂直的平行金 属板,与M和N板等距离的中间轴线(图中虚线)通过0孔.M、N板长L=2X 1O -2m,板间距离d=4x10-3m,两板间所加电压U0=20V,在两板间形成匀强电场.一束电子 以初动能E0=120eV,从A板上的小孔0不断垂直于板射入A、B之间,现在A、B两板间 加一个如图乙所示的作周期性变化的电压U,在t=0到t=2s时间内A板电势高于B板 电势,则从t=0到t=4s的时间内.
(1)在哪段时间内从小孔0射入的电子可以从B板小孔射出?
(2)在哪段时间内从小孔0射入的电子能从偏转电场右侧射出?(A、B两板距离很近,认为电子穿过A、B板所用时间很短,可以不计)

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科目:高中物理 来源: 题型:

(12分)如图所示,AB为两块距离很近的平行金属板,板中央均有小孔,一束电子以初动能E0=120eV,从A板上的小孔O不断地垂直于板射入AB之间,在B板右侧,平行金属板MN间有一个匀强电场,板长L=0.02m,板间距离d=0.004m,MN间所加电压为U2=20V,现在AB两板间加一个如图所示的变化电压u1,在t=0到t=2s的时间内,A板电势低于B板,则在u1随时间变化的第一个周期内:

(1)电子在哪段时间内可从B板上的小孔O'射出加速电场?

(2)在哪段时间内电子能从偏转电场右侧飞出?(由于A、B两板距离很近,电子穿过AB板所用的时间极短,可忽略不计。)

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科目:高中物理 来源:2013届浙江省诸暨中学高三上学期期中考试物理试卷(带解析) 题型:计算题

(20分)如图(甲)所示,A、B为两块距离很近的平行金属板,板中央有小孔O和O',一束电子以初动能E0=120eV,从小孔O不断地垂直于A板射入A、B之间,在B板右侧,平行金属板M、N关于OO'连线对称放置,在M、N之间形成一个匀强电场,金属板长L=2×10-2m,板间距离d=4×10-3m,偏转电场所加电压为u2=20V,现在A、B两板间加一个如图(乙)所示的变化电压u1,在t=0到t=2s的时间内,A板电势低于B板,则在u1随时间变化的第一个周期内:

(1)在哪段时间内射入A板的电子可从B板上的小孔O'射出?
(2)在哪段时间内射入A板的电子能从偏转电场右侧飞出?
(由于A、B两板距离很近,可认为电子穿过A、B板所用的时间极短,可不计。)

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科目:高中物理 来源:2012-2013学年浙江省高三上学期期中考试物理试卷(解析版) 题型:计算题

(20分)如图(甲)所示,A、B为两块距离很近的平行金属板,板中央有小孔O和O',一束电子以初动能E0=120eV,从小孔O不断地垂直于A板射入A、B之间,在B板右侧,平行金属板M、N关于OO'连线对称放置,在M、N之间形成一个匀强电场,金属板长L=2×10-2m,板间距离d=4×10-3m,偏转电场所加电压为u2=20V,现在A、B两板间加一个如图(乙)所示的变化电压u1,在t=0到t=2s的时间内,A板电势低于B板,则在u1随时间变化的第一个周期内:

(1)在哪段时间内射入A板的电子可从B板上的小孔O'射出?

(2)在哪段时间内射入A板的电子能从偏转电场右侧飞出?

(由于A、B两板距离很近,可认为电子穿过A、B板所用的时间极短,可不计。)

 

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