分析 (1)电子在电场I区域做初速度为0的匀加速运动,根据动能定理求加获得的速度.电子在两个电场区域之间做匀速运动,电子进入Ⅱ区域时的速度等于在Ⅰ区域加速获得的速度.
(2)根根据电子在电场I中做匀加速运动,在两电场间做匀速直线运动,进入电场II做类平抛运动,离开电场II做匀速直线运动,根据运动的合成与分解求解电子离开OABC区域的位置坐标和速度.
解答 解:(1)电子在电场I区域做初速度为0的匀加速直线运动,根据动能定理得:
eEL=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$…①
得电子离开电场I时的速度:v=$\sqrt{\frac{2eEL}{m}}$
电子在两个电场区域之间做匀速运动,所以电子进入Ⅱ区域时的速度等于v,为$\sqrt{\frac{2eEL}{m}}$.
(2)电子在电场I中加速过程,由动能定理得:eE•$\frac{L}{2}$=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$…②
电子在电场Ⅱ中做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,满足:L=v0t…③
竖直方向做初速度为0的匀加速直线运动,有:y=$\frac{1}{2}$at2…④
加速度为:a=$\frac{eE}{m}$…⑤
由②③④⑤可解得电子在电场II区域内偏转的位移为:y=$\frac{L}{2}$
所以电子离开Ⅱ区域时的位置坐标为(3L,$\frac{L}{2}$).
设电子离开电场Ⅱ的速度大小为v′,由动能定理得:
eE•$\frac{L}{2}$=$\frac{1}{2}$mv′2-$\frac{1}{2}$mv02…⑥
解得:v′=$\sqrt{\frac{2eEL}{m}}$
设电子射出电场时速度的方向与水平方向的夹角为 α,则
tanα=$\frac{at}{{v}_{0}}$…⑦
联立②③⑤得 tanα=1,得 α=45°
答:(1)该区域OP边的中点处由静止释放电子,电子进入Ⅱ区域时的速度大小是$\sqrt{\frac{2eEL}{m}}$;
(2)若在Ⅰ区域坐标为($\frac{L}{2}$,$\frac{L}{2}$)的Q点由静止释放电子,电子离开Ⅱ区域时的位置坐标是(3L,$\frac{L}{2}$),电子射出电场时速度的大小是$\sqrt{\frac{2eEL}{m}}$、方向与水平方向成45°斜向右下方.
点评 分析电子在电场中的受力特点,根据运动特征确定电子的运动情况,再根据运动的规律求解.掌握运动的合成与分解求解曲线运动的规律是正确解题的关键.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 物体单位时间内速度改变量大,其加速度一定大 | |
B. | 物体只要有加速度,速度一定就增大 | |
C. | 物体的加速度大,速度的变化一定快 | |
D. | 物体的速度变化率大,加速度一定大 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | $\frac{3π{G}_{2}}{G({G}_{2}-{G}_{1}){T}^{2}}$ | B. | $\frac{3π({G}_{2}-{G}_{1})}{GG{{\;}_{2}T}^{2}}$ | ||
C. | $\frac{3π{G}_{2}}{GG{{\;}_{1}T}^{2}}$ | D. | $\frac{3π{G}_{1}}{G{G}_{2}{T}^{2}}$ |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 区域Ⅰ和区域Ⅱ的磁感应强度方向相反 | |
B. | 粒子在区域Ⅱ中的速率小于在区域Ⅰ中的速率 | |
C. | 区域Ⅰ的磁感应强速小于Ⅱ的磁感应强度 | |
D. | 粒子在ap段的运动时间大于在pb段的运动时间 |
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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. | 若甲、乙为同种带电粒子,速率之比为1:1 | |
B. | 若甲、乙为同种带电粒子,角速度之比为1:1 | |
C. | 若甲、乙为同种带电粒子,在磁场中运动的时间之比为1:1 | |
D. | 甲、乙为不同种带电粒子但速率相同,它们的比荷为2:1 |
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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:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 增大R1的阻值 | B. | 增大R2的阻值 | ||
C. | 增大两板间的距离 | D. | 增大电容器的极板面积 |
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