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精英家教网如图示匀强电场宽度为L,一带电粒子质量为m,带电荷量为+q,从图中A点以V0垂直于场强方向进入匀强电场,若经电场偏转后粒子从B点飞出,B点到入射线距离也为L.不计粒子重力.
求:①A、B两点间电势差UAB
②粒子飞出B点时的速度.
分析:①粒子在电场中类平抛运动,运用运动的分解法,由牛顿第二定律和运动学公式结合求解.
②用平均速度表示竖直位移,由速度乘以时间表示水平位移,根据两个方向分位移相等,求解粒子飞出B点时的竖直分速度,再由合成法求解粒子飞出B点时的速度.
解答:解:①粒子做类平抛运动,
 水平方向有:L=V0t
 竖直方向由牛顿第二定律有:L=
1
2
?
qE
m
t2
又A、B两点间电势差 UAB=EL
联立解得:UAB=
2m
V
2
0
q

②粒子在电场力方向上的分速度设为VBY.则:
 根据竖直方向位移:L=
VBy
2
t
     水平方向位移:L=V0t
解得:VBy=2V0
粒子飞出B点时的速度 VB=
V
2
By
+
V
2
0
5
V0
B点速度与水平方向的夹角设为α,tanα=
VBY
V0
=2

答:
①A、B两点间电势差UAB
2m
V
2
0
q

②粒子飞出B点时的速度为
5
V0
点评:本题根据类平抛运动的特点,运用运动的分解法,根据力学的基本规律,如牛顿第二定律、运动学,第2题也可运用动能定理求解.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图示,不计重力的带正电粒子在电容器中,由正极板静止释放.电容器两极板电势差为U,带电粒子电量为q,质量为m,粒子从右极板中心小孔射出后,垂直进入竖直向下的匀强电场,电场所在区域水平宽度为L,粒子穿出电场时速度方向与竖直方向夹角为30°,求:
(1)带电粒子射出电容器的速度
(2)带电粒子在竖直向下的匀强电场中运动的时间
(3)竖直向下的匀强电场的电场强度大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,有三个宽度均相等的区域I、Ⅱ、Ⅲ;在区域I和Ⅲ内分别为方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场(虚线为磁场边界面,并不表示障碍物),区域I磁感应强度大小为B,某种带正电的粒子,从孔O1以大小不同的速度沿图示与aa′夹角α=300的方向进入磁场(不计重力).已知速度为v0和2v0时,粒子仅在区域I内运动且运动时间相同,均为t0
(1)试求出粒子的比荷
q
m
、速度为2v0的粒子从区域I射出时的位置离O1的距离L;
(2)若速度为v的粒子在区域I内的运时间为
t0
5
,在图中区域Ⅱ中O1O2上方加竖直向下的匀强电场,O1O2下方对称加竖直向上的匀强电场,场强大小相等,使速度为v的粒子每次均垂直穿过I、Ⅱ、Ⅲ区域的边界面并能回到O1点,则请求出所加电场场强大小与区域Ⅲ磁感应强度大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,有三个宽度均为d的区域I、Ⅱ、Ⅲ;在区域I和Ⅲ内分别为方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场(虚线为磁场边界面,并不表示障碍物),区域I磁感应强度大小为B,某种带正电的粒子,从孔O1以大小不同的速度沿图示与aa'夹角α=30°的方向进入磁场(不计重力),已知速度为υo和2υo时,粒子在区域I内的运动时间相同,均为to;速度为υ时粒子在区域I内的运时间为
to
5
.求:
(1)粒子的比荷
q
m
和区域I的宽度d;
(2)若区域Ⅲ磁感应强度大小也为B,速度为υ的粒子打到边界cc'上的位置P点到O2点的距离;
(3)若在图中区域Ⅱ中O1O2上方加竖直向下的匀强电场,O1O2下方对称加竖直向上的匀强电场,场强大小相等,使速度为υ的粒子每次均垂直穿过I、Ⅱ、Ⅲ区域的边界面并能回到O1点,则所加电场场强和区域Ⅲ磁感应强度大小为多大?并求出粒子在场中运动的总时间.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图示,一水平宽度为d、竖直范围足够大的匀强电场,场强为E,一带电量为+q的粒子以不同的初速度从一侧垂直电场方向进入电场,不计重力。则该粒子

A.当初速度大于某一个值,不能飞出电场

B.当初速度小于某一个值,不能飞出电场

C.能飞出电场,且初速度越大,飞出电场时的速度变化越小

D.能飞出电场,且初速度越小,飞出电场时的速度变化越小

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