分析 粒子在加速电场中运动的过程中,电场力做功W=qU,根据动能定理求出离子的速度v0的大小;离子在偏转电场中做类平抛运动,水平方向匀速直线运动,竖直方向初速度为零的匀加速直线运动;电场力的大小为F=qE;根据牛顿第二定律解出离子在偏转电场中的加速度.
解答 解:(1)粒子在加速电场中运动的过程中,只有电场力做功W=qU,求出离子的速度v0的大小
根据动能定理得:eU1=$\frac{1}{2}$mv02,
解得:v0=$\sqrt{\frac{2e{U}_{1}}{m}}$
(2)离子在偏转电场中做类平抛运动,水平方向匀速直线运动,
所以:L=v0t
解得:t=$\frac{L}{{v}_{0}}$=$L\sqrt{\frac{m}{2e{U}_{1}}}$
偏转电场的场强:E=$\frac{U{\;}_{2}}{d}$
则电场力:F=eE=$\frac{q{U}_{2}}{d}$=ma
解得:a=$\frac{e{U}_{2}}{md}$
(3)离子在偏转电场中做类平抛运动,竖直方向初速度为零的匀加速直线运动;
所以:y=$\frac{1}{2}$at2=$\frac{1}{2}×\frac{e{U}_{2}}{md}×\frac{{L}^{2}m}{2e{U}_{1}}=\frac{{U}_{2}{L}^{2}}{4d{U}_{1}}$
答:(1)电子飞出加速电场时的速度v0为$\sqrt{\frac{2e{U}_{1}}{m}}$;
(2)电子在偏转电场运动的加速度为$\frac{e{U}_{2}}{md}$,时间t为$L\sqrt{\frac{m}{2e{U}_{1}}}$;
(3)电子在偏转电场中发生的偏转位移y为$\frac{{U}_{2}{L}^{2}}{4d{U}_{1}}$.
点评 本题关键是分析清楚粒子的运动规律,对于类平抛运动,可以运用正交分解法分解为初速度方向的匀速直线运动和沿电场力方向的匀加速直线运动.
科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 入射速率越大,在磁场中运动的轨道半径越小 | |
B. | 入射速率越大,在磁场中运动时间越短 | |
C. | 入射速率越大,穿过磁场后速度方向偏转角度越大 | |
D. | 无论入射速率多大,射出磁场时质子速度方向都背向圆心 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 两次带电粒子在磁场中经历的时间之比为1:1 | |
B. | 两次带电粒子在磁场中运动的路程长度之比为3:4 | |
C. | 两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为3:4 | |
D. | 两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为4:3 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则它运动的最小速度为$\sqrt{gL}$ | |
B. | 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则小球运动到D点时的机械能最小 | |
C. | 若将小球在A点由静止开始释放,它将在ACBD圆弧上往复运动 | |
D. | 若将小球在A点以大小为$\sqrt{gL}$的速度竖直向上抛出,它将能够到达B点 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 当物体做匀加速直线运动时,v1>v2,t1>$\frac{t}{2}$ | |
B. | 当物体做匀减速直线运动时,v1>v2,t1<$\frac{t}{2}$ | |
C. | 当物体做匀加速直线运动时,v1<v2,t1<$\frac{t}{2}$ | |
D. | 当物体做匀减速直线运动时,v1<v2,t1>$\frac{t}{2}$ |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 静止在水平路面上的汽车受到的支持力,是汽车轮胎发生了形变而产生的 | |
B. | 绳拉物体时绳对物体拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向 | |
C. | 水杯放在水平桌面上对桌面施加的弹力,是水杯发生微小形变而产生的 | |
D. | 用细竹杆拨动水中漂浮的木块,木块受到的弹力是竹杆形变而产生的 |
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