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如图所示,在长为2L、宽为L的区域内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。
(2)

试题分析:⑴左侧一半无场,电子匀速运动.右侧一半类平抛运动的侧向位移为L,在电场中由电场力作用产生的加速度为 ,  (2分)
,  (2分)
   (2分)
   (2分)
(2)无电场的一半区域位于距左侧x处,则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.但水平方向上一直匀速运动,(1分)
在竖直方向上匀加速时间和匀速时间各为一半,即.(1分)
设竖直方向上匀速运动的速度为V,则有   (3分)
又电子恰从区域的右下角射出,故, (3分)
解得. (1分)
点评:难度较大,处理粒子在交变电场中的运动问题,粒子进入另外一个电场中的速度大小以及方向是解决的关键,可灵活应用力的独立作用原理处理此类问题
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,匀强电场方向沿x轴的正方向,场强为E。在Ad,0)点有一个静止的中性微粒,由于内部作用,某一时刻突然分裂成两个质量均为m的带电微粒,其中电荷量为q的微粒1沿y轴负方向运动,经过一段时间到达(0,-d)点。不计重力和分裂后两微粒间的作用。试求
(1)分裂时两个微粒各自的速度;
(2)当微粒1到达(0,-d)点时,电场力对微粒1做功的瞬间功率;
(3)当微粒1到达(0,-d)点时,两微粒间的距离。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(16分)如图甲所示,M和N是相互平行的金属板,OO1O2为中线,O1为板间区域的中点,P是足够大的荧光屏.带电粒子连续地从O点沿OO1方向射入两板间.

(1)若只在两板间加恒定电压U,M和N相距为d,板长为L(不考虑电场边缘效应).若入射粒子是电量为e、质量为m的电子,试求能打在荧光屏P上偏离点O2最远的电子的动能.
(2)若两板间只存在一个以O1点为圆心的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,已知磁感应强度B=0.50T,两板间距d=cm,板长L=1.0cm,带电粒子质量m=2.0×10-25kg,电量q=8.0×10-18C,入射速度v =×105m/s.若能在荧光屏上观察到亮点,试求粒子在磁场中运动的轨道半径r,并确定磁场区域的半径R应满足的条件.
(3)若只在两板间加如图乙所示的交变电压u,M和N相距为d,板长为L(不考虑电场边缘效应).入射粒子是电量为e、质量为m的电子.某电子在t0=时刻以速度v0射入电场,要使该电子能通过平行金属板,试确定U0应满足的条件.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图甲所示,一电子以v0的初速度沿平行金属板的轴线射入金属板空间.从电子射入的时刻开始在金属板间加如图乙所示的交变电压,假设电子能穿过平行金属板.则下列说法正确的是(   )
A.电子只可能从轴线到上极板之间的空间射出(不包括轴线)
B.电子只可能从轴线到下极板之间的空间射出(不包括轴线)
C.电子可能从轴线到上极板之间的空间射出,也可能沿轴线方向射出
D.电子射出后动能一定增大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图甲所示,两个平行金属板PQ竖直放置,两板间加上如图乙所示的电压,t=0时,Q板比P板电势高5 V,此时在两板的正中央M点有一个电子,速度为零,电子在电场力作用下运动,使得电子的位置和速度随时间变化。假设电子始终未与两板相碰。在0<t<8×10-10s的时间内,这个电子处于M点的右侧,速度方向向左且大小逐渐减小的时间是(  )
A.0<t<2×10-10s
B.2×10-10s<t<4×10-10s
C.4×10-10s<t<6×10-10s
D.6×10-10s<t<8×10-10s

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在两极板中间有一静止的电子,在交变电压作用下电子的运动情况是(不计重力,t=0时,M板电势为正,板间距离足够长)   (  )
A.一直向M板运动
B.一直向N板运动
C.先向M板运动,再一直向N板运动
D.在M、N间做周期性的来回运动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)如图17所示,质量为m=5×10-8 kg的带电粒子以v0=2 m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B中央飞入电场,已知板长L=10 cm,板间距离d=2 cm,当A、B间加电压UAB=103 V时,带电粒子恰好沿直线穿过电场(设此时A板电势高).求:

(1)带电粒子的电性和所带电荷量;                              
(2)A、B间所加电压在什么范围内带电粒子能从板间飞出?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如下图所示,在y=0和y=2m之间有沿着x轴方向的匀强电场,MN为电场区域的上边界,在x轴方向范围足够大。电场强度的变化如图所示,取x轴正方向为电场正方向。现有一个带负电的粒子,粒子的比荷q/m=1×102C/kg为,在t=0时刻以速度Vo=50m/s从O点沿y轴正方向进入电场区域,不计粒子重力。求:
小题1:粒子通过电场区域的时间;
小题2:粒子离开电场时的位置坐标;
小题3:粒子离开电场区域时的速度大小和方向。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示为示波管的示意图.左边竖直放置的两极板之间有水平方向的加速电场,右边水平放置的两极板之间有竖直方向的偏转电场.电子束经加速电场加速后以v0进入偏转电场偏转,加在水平放置的偏转电极的每单位电压引起的偏转距离叫示波器的灵敏度.下述对提高示波管灵敏度有用的措施是(  )
A.尽可能把偏转极板l做得长一些
B.尽可能把偏转极板l做得短一些
C.尽可能把偏转极板间距离d做得小些
D.将加速电场的两极板间的电压提高

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