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如图所示,在x>0的空间中,存在沿轴正方向的匀强电场E;在x<0的空间中,存在沿轴负方向的匀强电场,场强大小也为E。一电子(电荷量大小为e、质量为m.)在x=d处的P点以沿y轴正方向的初速度v0开始运动,不计电子重力。

求:
(1)电子第一次到达y轴时的坐标
(2)电子从P到第二次到达Y轴所经历时间
(1)    (2)

试题分析:(1)电子在电场中运动的受力情况及轨迹如图所示(略)。在的空间中,沿y轴正方向以v0的速度做匀速直线运动,沿x轴负方向做匀加速直线运动,设加速度的大小为a
                  
解得,         即电子第一次到达Y轴时的坐标
(2)电子从A点进入的空间后,沿y轴正方向仍做v0的匀速直线运动,沿x轴负方向做加速度大小仍为a的匀减速直线运动,到达Q点。根据运动的对称性得,电子在x轴方向速度减为零的时间,电子沿y轴正方向的位移
电子到达Q点后,在电场力作用下,运动轨迹 QCP1与QAP关于QB对称,而后的运动轨迹沿y轴正方向重复PAQCP1,所以有:电子的沿y轴正方向分运动的周期,所以第二次到达P点的时间为
点评:带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同.先分析受力情况再分析运动状态和运动过程(平衡、加速、减速,直 线或曲线),然后选用恰当的规律解题.解决这类问题的基本方法有两种,第一种利用力和运动的观点,选用牛顿第二定律和运动学公式求解;第二种利用能量转化 的观点,选用动能定理和功能关系求解.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一个带电粒子射入一固定在O点的点电荷的电场中,粒子运动轨迹如图虚线abc所示,图中实线表示电场的等势面,下列判断错误的是 (  )
A.粒子在a→b→c的过程中,电场力始终做正功;
B.粒子在a→b→c的过程中,一直受静电引力作用;
C.粒子在a→b→c的过程中,ab段受引力,bc段受斥力;
D.粒子在a→b→c的过程中,ab段逆着电场线,bc段顺着电场线。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一带负电的油滴,从坐标原点O以速率v0射入水平的匀强电场,v0的方向与电场方向成θ角,已知油滴质量为m,测得它在电场中运动到最高点P时的速率恰为v0,设P点的坐标为(xp,yp),则应有(   )
A.xp>0B.xp<0C.xp=0D.条件不足,无法判定

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一水平放置的平行板电容器充电后与电源断开,一带电小球以初速度v0水平地飞入电场,落在下极板的P点.若在断开电源后将上极板向下移一些,以减小两板间距离(下极板不动),此带电小球仍以v0从原处飞入,则小球将落在P点的(  )
A.左侧
B.右侧
C.仍在P
D.因不知小球带电的正负,故无法判断小球落在P点的左侧还是右侧

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图甲所示,水平放置的平行金属板A和B间的距离为d,金属板长L=2d, B板的右侧边缘恰好是倾斜挡板NM上的一个小孔K,现有质量为m、带正电且电荷量为q的粒子组成的粒子束,从AB的中点O以平行于金属板方向OO′的速度v0不断射入,不计粒子所受的重力.

(1)若在A、B板间加一恒定电压U=U0,则要使粒子穿过金属板后恰好打到小孔K,求U0的大小;
(2)若在A、B板间加上如图乙所示的电压,电压为正表示A板比B板的电势高,其中T=,且粒子只在0~时间内入射,则能打到小孔K的粒子在何时从O点射入?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图,在x>0的空间中,存在沿x轴方向的匀强电场,电场强度E=10N/C;在x<0的空间中,存在垂直xy平面方向的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,一带负电的粒子(比荷q/m=160C/kg),在x=0.06m处的d点以v0=8m/s的初速度沿y轴正方向开始运动,不计带电粒子的重力。

求:(1)带电粒子开始运动后第一次通过y轴的速度大小和方向;
(2)带电粒子进入磁场后经多长时间返回电场;
(3)带电粒子运动的周期。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,虚线a、b、c代表点电荷电场中的三个等势面,它们的电势分别为φa、φb和φc, φabc。一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如图中实线KLMN所示。由图可知下列说法中正确的是(  )
A.粒子在K点的速度比在L点的速度大
B.粒子在K点的速度与在N点的速度相同
C.粒子在L点的电势能比在M点的电势能大
D.粒子在L点的加速度比在M点的加速度大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,质子、氘核和α粒子都沿平行板电容器两板中线OO′方向垂直于电场线射入板间的匀强电场,射出后都打在同一个与OO′垂直的荧光屏上,使荧光屏上出现亮点.下列说法中正确的是(  )
A.若它们射入电场时的速度相等,在荧光屏上将出现3个亮点
B.若它们射入电场时的动量相等,在荧光屏上将只出现2个亮点
C.若它们射入电场时的动能相等,在荧光屏上将只出现1个亮点
D.若它们是由同一个电场从静止加速后射入此偏转电场的,在荧光屏上将只出现1个亮点

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)如图(a)所示,A、B为两块平行金属板,极板间电压为,板中央有小孔O和O'。现有足够多的电子源源不断地从小孔O由静止进入A、B之间。在B板右侧,平行金属板M、N长L1=4×10-2m,板间距离d=4×10-3m,在距离M、N右侧边缘L2=0.1m处有一荧光屏P,当M、N之间未加电压时电子沿M板的下边沿穿过,打在荧光屏上的并发出荧光。现给金属板M、N之间加一个如图(b)所示的变化电压u1,在t=0时刻,M板电势低于N板。已知电子质量为kg,电量为C。(1)每个电子从B板上的小孔O'射出时的速度多大?(2)打在荧光屏上的电子范围是多少?(3)打在荧光屏上的电子的最大动能是多少?

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