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如图所示,在长为2L、宽为L的区域内有正好一半空间有场强为E、方向平行于短边的匀强电场,有一个质量为m,电量为e的电子,以平行于长边的速度v0从区域的左上角A点射入该区域,不计电子所受重力,要使这个电子能从区域的右下角的B点射出,求:

(1)无电场区域位于区域左侧一半内时,如图甲所示,电子的初速度应满足什么条件?
(2)无电场区域的左边界离区域左边的距离为x时,如图乙所示,电子的初速度又应满足什么条件。

(1)      (2)

解析试题分析:(1)电子先做匀速运动,进入电场后做类平抛运动,设电子恰好从C点射出电场。
电子在电场中运动的加速度
设电子在电场中的运动时间为t,则有   L=v0t 又
解得:
(2)电子先做类平抛运动,接着做匀速直线运动,最后做类斜下抛运动。
设电子整个运动时间为t1,则有 2L=v0t1       
联立解得:
考点:本题考查带电粒子的运动涉及直线运动、抛体运动的计算问题,意在考查学生的综合分析能力。

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图.在Oxy平面的ABCD区域内,存在两个场强大小均为E的匀强电场Ⅰ和Ⅱ,两电场的边界均是边长为L的正方形(不计电子所受重力).
 
(1)在该区域AB边的中点处由静止释放电子,求电子在ABCD区域内运动经历的时间和电子离开ABCD区域的位置;
(2)在电场Ⅰ区域内适当位置由静止释放电子,电子恰能从ABCD区域左下角D处离开,求所有释放点的位置。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

在电场中一条电场线上有A、B两点,如图所示.若将一负电荷q=-2.0×10-7C,从A点移至B点,电荷克服电场力做功4.0×10-4J,试求:

(1)电场方向;
(2)A、B两点的电势差多大? 哪一点电势高?
(3)在这一过程中,电荷的电势能怎样变化,变化了多少?
(4)如在这一电场中有另一点C,已知,若把这一负荷从B移至C电场力做多少功?是正功还是负功?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,在边长为l的正方形二个顶点A、B上依次放置电荷量为+q、+q、的点电荷,求正方形中心O点的电场强度.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示的匀强电场中有a、b、c三点,ab与场强方向平行,bc与场强方向成60°,ab=4cm,bc=10cm,将一个带电量为+2×10-8C的电荷从a移到b时,电场力做功4×10-6J,求:

(1)a、b两点的电势差;
(2)匀强电场的场强大小;
(3)a、c两点的电势差。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根所做的油滴实验测得的。密立根油滴实验的原理如图所示:两块水平放置的平行金属板与电源相连接,上板带正电,下板带负电,油滴从喷雾器喷出后,由于与喷嘴摩擦而带负电,油滴散布在油滴室中,在重力作用下,少数油滴通过上面金属板的小孔进入(可认为初速度为0)平行金属板间,落到两板之间的匀强电场中。在强光照射下,观察者通过显微镜观察油滴的运动。
从喷雾喷出的小油滴可以视为球形,小油滴在空气中下落时受到的空气阻力f大小跟它下落的速度v的大小的关系是:f=6πηrv,式中r为油滴半径,η为粘滞系数。设重力加速度为g,不考虑油滴的蒸发。

(1)实验中先将开关断开,测出小油滴下落一段时间后达到匀速运动时的速度v1,已知油的密度为ρ,空气的密度为ρ′,粘滞系数为η,试由以上数据计算小油滴的半径r;
(2)待小球向下运动的速度达到v1后,将开关闭合,小油滴受电场力作用,最终达到向上匀速运动,测得匀速运动的速度v2,已知两金属板间的距离为d,电压为U。试由以上数据计算小油滴所带的电荷量q;
(3)大致(不要求精确的标度)画出油滴从进入平行金属板到向上匀速运动这段过程中的v—t图像(设竖直向下为正方向)。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(14分)质量为m,电荷量为q的带负电粒子自静止开始,经M、N板间的电场加速后,从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中,该粒子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L,如图所示.已知M、N两板间的电压为U,粒子的重力不计.

(1)正确画出粒子由静止开始至离开匀强磁场时的轨迹图(用直尺和圆规规范作图);
(2)求匀强磁场的磁感应强度B.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(10分)如图所示,粒子源O产生初速度为零、电荷量为q、质量为m的正离子,被电压为的加速电场加速后通过直管,在到两极板等距离处垂直射入平行板间的偏转电场,两平行板间电压为2。离子偏转后通过极板MN上的小孔S离开电场。已知ABC是一个外边界为等腰三角形的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,边界AB=AC=L,,离子经过一段匀速直线运动,垂直AB边从AB中点进入磁场。(忽略离子所受重力)
试求:

(1)若磁场的磁感应强度大小为,离子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)若离子能从AC边穿出,试求磁场的磁感应强度大小的范围。

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科目:高中物理 来源: 题型:作图题

示波管原理如图所示,如果加在之间的电压如图a所示(0~t1Y正、负),而在电极之间所加的电压按图b所示(0~t1正、X负)的规律变化,请在图c中画出荧光屏上应该看到的图形。

 

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