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(10分)如图所示,两块长3cm的平行金属板AB相距1cm,并与300V直流电源的两极相连接,,如果在两板正中间有一电子(m=9×10-31kg,e=1.6×10-19C),沿着垂直于电场线方向以2×107m/s的速度飞入,则:(1)电子能否飞离平行金属板?

(2)如果在A到B之间的区域分布宽1cm的电子带通过此电场,能飞离电场的电子数占总数的百分之几?

 

【答案】

(1)粒子不能飞出电场。(2)40﹪。

【解析】分析和解答:(1)当电子从正中间沿着垂直于电场线方向以2×107m/s的速度飞入时,若能飞出电场,则电子在电场中的运动时间为,在沿AB方向上,电子受电场力的作用,在AB方向上的位移为,其中,联立求解,得y=0.6cm,而cm,所以,故粒子不能飞出电场。

(2)从(1)的求解可知,与B板相距为y的电子带是不能飞出电场的,而能飞出电场的电子带宽度为cm,所以能飞出电场的电子数占总电子数的百分比为:﹪=﹪=40﹪。

本题考查带电粒子在电场中的偏转,如果粒子能够飞出电场,水平方向做的是匀速运动,由此可求得运动时间,在竖直方向粒子做匀加速直线运动,由位移与时间的关系可求得竖直位移大小,与两极板间距进行对比,如果大于两极板距离的一半说明不能飞出电场,反之能飞出电场

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,三辆小车A、B、C并排紧靠,静止在水平面上.每辆小车上都有两块金属板,金属板底部中央带有小孔,竖直固定于车的两端,两板间的电压分别为2U、3U、4U.每辆小车的质量M=lkg,长L=0.1m,上表面绝缘光滑,与地面之间的摩擦力为压力的k=0.1倍.一质量m=0.2kg,带电量q=+1×10-3C的小球以v0=3m/s的初速度沿垂直于金属板的方向从A车的左端小孔进入,小车对小球带电量的影响忽略不计.
(1)若小车均固定不动,小球恰好可以到达C车的右端,则U多大?
(2)若小车彼此粘连但不固定,小球仍以相同的初速度从A车左端小孔射入,则小球速度减小到零时,小车的速度多大?
(3)若小车彼此不粘连也不固定,则小球至少以多大的初速度射入,才能从A车左端小孔到达B车的右端?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,电源电动势E=60V,内阻r=1Ω,R1=3Ω,R2=6Ω.间距d=0.03m的两平行金属板A、B水平放置,闭合开关S,两板之间存在着匀强电场.在B板上开有两个间距为L=1.2m的小孔.M、N为两块同心1/4圆弧形金属板,圆心都在贴近B板的O′处,两板间的距离很近,两板上端的中心线正对着B板上的小孔(与B板的间隙可忽略不计),下端切线水平,P点恰好在O′的正下方,两圆弧形金属板间的电场强度可认为大小处处相等,方向都指向O′.现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m=1.0×10-5Kg、电量为q=1×10-3C的带正电微粒(微粒的重力不计),问:
(1)微粒穿过B板小孔时的速度多大;
(2)为了使微粒能在MN板间运动而不碰板,MN板间的电场强度大小应满足什么条件;
(3)从释放微粒开始,经过多长时间微粒通过两圆弧形金属板?
(4)为了让P点出射的带电粒子能射到B板的右侧C点小孔,现在P点外侧虚线框内另加一个竖直方向的有界匀强电场,则电场强度E为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?河南模拟)如图所示,MN和PQ是两根放在竖直面内且足够长的平行金属导轨,相距l=50cm.导轨处在垂直纸面向里的磁感应强度B=5T的匀强磁场中.一根电阻为r=0.1Ω的金属棒ab可紧贴导轨左右运动.两块平行的、相距d=10cm、长度L=20cm的水平放置的金属板A和C分别与两平行导轨相连接,图中跨接在两导轨间的电阻R=0.4Ω.其余电阻忽略不计.已知当金属棒ab不动时,质量m=10g、带电量q=-10-3C的小球以某一速度v0沿金属板A和C的中线射入板间,恰能射出金属板(g取10m/s2).求:
(1)小球的速度v0
(2)若使小球在金属板间不偏转,则金属棒ab的速度大小和方向;
(3)若要使小球能从金属板间射出,则金属棒ab匀速运动的速度应满足什么条件?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,MNPQ是两根放在竖直面内且足够长的平行金属导轨,相距l=50cm。导轨处在垂直纸面向里的磁感应强度B=5T的匀强磁场中。一根电阻为r=0.1Ω的金属棒ab可紧贴导轨左右运动。两块平行的、相距d=10cm、长度L=20cm的水平放置的金属板AC分别与两平行导轨相连接,图中跨接在两导轨间的电阻R=0.4Ω。其余电阻忽略不计。已知当金属棒ab不动时,质量m=10g、带电量q=-10-3C的小球以某一速度v0沿金属板AC的中线射入板间,恰能射出金属板(g取10m/s2)。求:

(1)小球的速度v0

(2)若使小球在金属板间不偏转,则金属棒ab的速度大小和方向;

(3)若要使小球能从金属板间射出,则金属棒ab匀速运动的速度应满足什么条件?

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(1)微粒穿过B板小孔时的速度多大;
(2)为了使微粒能在MN板间运动而不碰板,MN板间的电场强度大小应满足什么条件;
(3)从释放微粒开始,经过多长时间微粒通过两圆弧形金属板?
(4)为了让P点出射的带电粒子能射到B板的右侧C点小孔,现在P点外侧虚线框内另加一个竖直方向的有界匀强电场,则电场强度E为多少?

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