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(10分)两块水平金属极板AB正对放置,每块极板长均为l、极板间距为dB板接地(电势为零)、A板电势为+U,重力加速度为g.两个比荷(电荷量与质量的比值)均为的带正电质点以相同的初速沿AB板的中心线相继射入,如图所示.第一个质点射入后恰好落在B板的中点处.接着,第二个质点射入极板间,运动一段时间后, A板电势突然变为并且不再改变,结果第二个质点恰好没有碰到极板.求:

(1)带电质点射入时的初速
(2)在A板电势改变之前,第二个质点在板间运动的时间
(1)(2)

试题分析:(1)第一个质点在极板间做类平抛运动
               ①(1分)
                     ②(1分)
                   ③(1分)
解得质点的初速      ④(1分)
(2)第二个质点射入极板后,在时间内做类平抛运动,有
                    ⑤(1分)
                  ⑥(1分)
                    ⑦(1分)
A板电势突然变为后,质点所受电场力与重力平衡,做匀速直线运动,经过时间恰好射出极板,则
              ⑧(1分)
             ⑨(1分)
由以上各式解得
             ⑩(1分)
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:计算题

如图所示,xoy平面内存在着沿y轴正方向的匀强电场,一个质量为m、电荷量为+q的粒子从坐标原点O以速度v0沿x轴正方向开始运动。当它经过图中虚线上的点时,撤去电场,粒子继续运动一段时间进入一个矩形匀强磁场区域(图中未画出),后又从虚线上的某一位置N处沿y轴负方向运动并再次经过M点,已知磁场方向垂直xOy平面向里,磁感应强度大小为B,不计粒子的重力。求:
(1)电场强度的大小;
(2)N点的坐标;
(3)矩形磁场的最小横截面积。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一个带电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域,穿出电场后接着又进入匀强磁场区域.设电场和磁场区域有明确的分界线,且分界线与电场强度方向平行,如图中的虚线所示.在如图所示的几种情况中,可能出现的是(    )

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)如图所示,水平放置的两块平行金属板长L=5cm,两板间距d=1cm,两板间电压U=91V不变,上板带正电。距离极板右端s=10cm处有一接收屏,各种速度的电子沿水平方向从两板中央射入。电子的质量=0.91×10-30kg,电荷量e=1.6×10-19C。求:

(1)到达接收屏上的电子的初速度应满足的条件;
(2)电子打到接收屏上距中心O的最大距离;

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一带电粒子从电场中的A点运动到B点,径迹如图中虚线所示,不计粒子所受重力,则下列说法正确的是
A.粒子带正电B.粒子的速度逐渐减小
C.粒子的加速度逐渐增大D.粒子的电势能减小

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(15分)如图所示的装置,左半部为速度选择器,右半部为匀强的偏转电场.一束同位素离子流从狭缝S1射入速度选择器,能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S2射出的离子,又沿着与电场垂直的方向,立即进入场强大小为E的偏转电场,最后打在照相底片D上.已知同位素离子的电荷量为q(q>0),速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为E0的匀强电场和磁感应强度大小为B0的匀强磁场,照相底片D与狭缝S1S2的连线平行且距离为L,忽略重力的影响.
(1)求从狭缝S2射出的离子速度v0的大小;
(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v0方向飞行的距离为x,求出x与离子质量m之间的关系式(用E0B0EqmL表示).

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,两平行金属板间有一匀强电场,板长为,板间距离为d,在板右端处有一竖直放置的荧光屏M.一带电量为q、质量为m的粒子从两极板中央射入板间,最后垂直打在M屏上,则下列结论正确的是(   )
A.板间电场强度大小为mg/q
B.板间电场强度大小为2mg/q
C.粒子在板间运动的时间跟它从板的右端运动到光屏的时间相等
D.粒子在板间运动的时间大于它从板的右端运动到光屏的时间

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(13分)如图所示,在竖直平面内有一平面直角坐标系xoy,第一、四象限内存在大小相等方向相反且平行于y轴的匀强电场。在第四象限内某点固定一个点电荷Q(假设该点电荷对第一象限内的电场无影响)。现有一质量为m=9×10-4kg,带电量为 q=3×10-12C的带电微粒从y轴上A 点(y=0.9cm)以初速度v0=0.8m/s垂直y轴射入第一象限经x轴上的B点进入第四象限做匀速圆周运动且轨迹与y轴相切(图中A、B及点电荷Q的位置均未标出)。不考虑以后的运动。(重力加速度g=10m/s2,静电力常量k=9.0×109Nm/C2sin37°=0.6,cos37°=0.8)

试求:(1)点电荷通过B的速度(要求画出带点微粒运动轨迹)
(2)点电荷Q的电荷量

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)如图所示,水平放置的平行板电容器,原来两板不带电,上极板接地,它的极板长L = 0.1m,两板间距离 d = 0.4 cm,有一束相同的带电微粒以相同的初速度先后从两板中央平行极板射入,由于重力作用微粒能落到下板上,微粒所带电荷立即转移到下极板且均匀分布在下极板上。设前一微粒落到下极板上时后一微粒才能开始射入两极板间。已知微粒质量为 m = 2×10-6kg,电量 q = 1×10-8 C,电容器电容为 C =10-6 F,取 g=10m/s2.求:(1)为使第一个微粒的落点范围能在下板中点到紧靠边缘的 B 点之内,求微粒入射的初速度 v0 的取值范围;(2)若带电微粒以第一问中初速度 v0 的最小值入射,则最多能有多少个带电微粒落到下极板上?      

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