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(10分)一束初速度不计的电子流经加速电压U加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若平行板间距离d =1.0cm,板长L =5.0cm,电子的质量和电荷量大小分别为m和e,电子的重力不计,问:

(1)电子离开加速电场时的速度v是多少?
(2)要使电子能从平行板间飞出,两个极板间能加的最大电压Um与加速电压U之比是多少?
(1)v0=√2eU/m;(2)0.08

试题分析:(1)加速过程,由动能定理得:           ①(2分)
所以v0=√2eU/m         ②(2分)
(2)加速电压一定时,偏转电压越大,电子在极板间的偏转距离就越大。当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出,此时的偏转电压即为最大电压。
进入偏转电场,电子在平行于板面的方向上作做匀速运动:  ③ (1分)
在垂直于板面的方向上做匀加速直线运动,加速度为: ④(1分)
偏转距离:   能飞出的条件为    ⑤ (1分)
得:       ⑥(3分)
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(22分)离子推进器是太空飞行器常用的动力系统,某种推进器设计的简化原理如图1所示,截面半径为R的圆柱腔分为两个工作区。I为电离区,将氙气电离获得1价正离子II为加速区,长度为L,两端加有电压,形成轴向的匀强电场。I区产生的正离子以接近0的初速度进入II区,被加速后以速度vM从右侧喷出。I区内有轴向的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在离轴线R/2处的C点持续射出一定速度范围的电子。假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动,截面如图2所示(从左向右看)。电子的初速度方向与中心O点和C点的连线成α角(0<α<90?)。推进器工作时,向I区注入稀薄的氙气。电子使氙气电离的最小速度为v0,电子在I区内不与器壁相碰且能到达的区域越大,电离效果越好。已知离子质量为M;电子质量为m,电量为e。(电子碰到器壁即被吸收,不考虑电子间的碰撞)。

(1)求II区的加速电压及离子的加速度大小;
(2)为取得好的电离效果,请判断I区中的磁场方向(按图2说明是“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”);
(3)α为90?时,要取得好的电离效果,求射出的电子速率v的范围;
(4)要取得好的电离效果,求射出的电子最大速率vM与α的关系。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动,下列说法中正确的是(  )
A.带电粒子沿电场线方向射入,电场力对带电粒子做正功,粒子动能一定增加
B.带电粒子垂直于电场线方向射入,电场力对带电粒子不做功,粒子动能不变
C.带电粒子沿磁感线方向射入,洛伦兹力对带电粒子做正功,粒子动能一定增加
D.不管带电粒子怎样射入磁场,洛伦兹力对带电粒子都不做功,粒子动能不变

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在Oxy平面的ABCD区域内,存在两个场强大小均为E的匀强电场I和II,已知A、D两点的坐标分别为(L,0)和(-2L,0),两电场的边界均是边长为L的正方形(不计电子所受重力),现在该区域AB边的中点处由静止释放一电子,已知电子质量为m,带电量为e,试求:
 
(1)电子离开ABCD区域的位置坐标;
(2)电子从电场II出来后经过多少时间到达x轴;
(3)电子到达x轴时的位置坐标。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(15分)如图所示,极板A、B、K、P连入电路,极板P、K,A、B之间分别形成电场,已知电源电动势E=300V,电源内阻不计 ,电阻R1="2000KΩ," R2=1000KΩ,A、B两极板长,间距。一个静止的带电粒子,电荷量、质量,从极板K中心经 P、K间电场加速后,进入极板A、B间电场中发生偏转。(极板间电场可视为匀强电场且不考虑极板边缘效应,不计粒子重力)求:

⑴极板P、K之间电压UPK,A、B之间电压UAB
⑵粒子刚进入偏转极板A、B时速度v0
⑶粒子通过极板A、B时发生偏转距离y

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,有一质量为m、带电量为q的油滴,被置于竖直放置的两平行金属板间的匀强电场中,设油滴是从两板中间位置,并以初速度为零进入电场的,可以判定
A.油滴在电场中做抛物线运动
B.油滴在电场中自由落体运动
C.油滴打在极板上的运动时间只决定于电场强度和两板间距离
D.油滴打在极板上的运动时间不仅决定于电场强度和两板间距离,还决定于油滴的荷质比

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U2的两块平行板间的电场中,入射方向跟极板平行,整个装置处于真空中,重力可忽略.在满足电子能射出平行板的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏角φ变大的是:
A.U1变大,U2变大B.U1变小,U2变大
C.U1变大,U2变小D.U1变小,U2变小

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如下图所示,水平放置的平行板间的匀强电场正中有一带电微粒正好处于静止状态。如果把两平行带电板改为竖直放置,带电微粒的运动状态将是 (    )           
A.保持静止状态
B.从P点开始作自由落体运动
C.从P点开始做类平抛运动
D.从P点开始做初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(16分)如图所示,电子自静止开始经M、N板间的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中,两板间的电压为U,电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L,在距离磁场边界S处有屏幕N, 电子射出磁场后打在屏上。(已知电子的质量为m,电荷量为e)求:
(1)电子进入磁场的速度大小
(2)匀强磁场的磁感应强度
(3)电子打到屏幕上的点距中心O点的距离是多少?

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