分析 (1)电子从进入电场到打到D点的过程,运用动能定理可求得电子打到D点的动能;
(2)电子在平行板电容器间做类平抛运动,刚好飞出极板时,水平位移为L,竖直位移为$\frac{1}{2}$d,将电子的运动分解法水平和竖直两个方向,由牛顿第二定律和运动学公式结合求解.
解答 解:(1)设电子打到D点时的动能为Ek,由动能定理可得:$e•\frac{1}{2}U={E}_{k}-\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$…①
由①式解得:Ek=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}+\frac{1}{2}eU$…②
(2)设电子刚好打到极板边缘时的速度为v,电子在平行板电容器间做类平抛运动,设其在竖直方向的加速度为a,在电场中的飞行时间为t,则由电场力及牛顿第二定律、平抛运动的规律可得:$\frac{eU}{d}$=ma…③
$\frac{1}{2}a{t}^{2}≤\frac{1}{2}d$ ④
$t=\frac{L}{{v}_{0}}$ ⑤
由③④⑤式联立解得:$U≤\frac{m{v}_{0}^{2}{d}^{2}}{e{L}^{2}}$.
所以电子要逸出电容器,必有满足$U≤\frac{m{v}_{0}^{2}{d}^{2}}{e{L}^{2}}$.
答:(1)电子打到D点的动能是$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}+\frac{1}{2}eU$;
(2)平行板电容器两端所加的电压满足$U≤\frac{m{v}_{0}^{2}{d}^{2}}{e{L}^{2}}$时,电子能避开电极板,逸出电容器外
点评 粒子在电场中做类平抛运动时,常用运用运动的分解法研究,要抓住临界条件,由力学的规律如牛顿第二定律、运动学和动能定理进行处理.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 飞行员反映快 | B. | 飞行员的手有力 | ||
C. | 子弹相对飞行员是静止的 | D. | 子弹的速度为零了 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 点电荷Q是正电荷 | B. | 电势Ua>Ub | ||
C. | 场强Ea<Eb | D. | 带电粒子的动能EKa<EKb |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 该粒子带负电 | |
B. | 三个等势面中,a的电势最高 | |
C. | 带电粒子通过P点时的动能比通过Q点时小 | |
D. | 带电粒子通过P点时的加速度比通过Q点时大 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 若两电荷是异种电荷,则OM的中点与ON的中点电势一定相等 | |
B. | 若两电荷是异种电荷,则O点的电场强度大小,与MN上各点相比是最小的,而与HG上各点相比是最大的,且O点电势与HG上各点电势相等 | |
C. | 若两电荷是同种电荷,则OM中点与ON中点处的电场强度一定相同 | |
D. | 若两电荷是同种电荷,则O点的电场强度大小,与MN上各点相比是最小的,与HG上各点相比是最大的,且O点电势是HG上电势最高的 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
U/V | 0.10 | 0.30 | 0.70 | 1.00 | 1.50 | 1.70 | 2.30 |
I/A | 0.020 | 0.060 | 0.160 | 0.220 | 0.340 | 0.460 | 0.520 |
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