热门试卷

解析：（1）电容器不带电时，微粒做平抛运动，设初速度为v0，则有：

           联立两式得： 代入数据得：v0=2.5m/s    

（2）若使微粒能从电容器右侧射出，则要求A板的电势大于0，且B板接地电势等于0，则 

                                                    UAB=φA-φB=φA  

A板电势最小时，微粒刚好从A板右侧边缘射出，则有：

  联立以上各式得：φAmin=6V  A板电势最大时，微粒刚好从B板右侧边缘射出，则有：

                                       且有：a2=a1

代入数据得：φAmin=10V  

综上可得：6V≤φA≤10V

答：（1）粒子入射时初速度v0的大小为：v0=2.5m/s 

      （2）则带电后A板的电势为：6V≤φA≤10V

解：（1）根据题意，由电容的公式C=，

 极板间的距离变为原来的2倍，则电容变为原来的一半；

则．

（2）设粒子射出电场时沿平行电场线方向的速度为vy，

，

所以

所以粒子在的偏转距离为．

答：（1）两板间的电压为；

（2）粒子打到屏上的点P到O点的距离为．

解：（1）粒子在加速电场中加速，不计自身重力，由动能定理得：

解得：=

（2）粒子进入偏电场中，只受电场力作用，做类平抛运动，由牛顿第二得：

F=qE=ma

偏转电场的电场强度为E，两极板间电势差为U2，故有

所以粒子加速度为：=4×109m/s2

粒子在水平方向做匀速直线运动：L=v0t

粒子在竖直方向做初速度为0的匀加速直线运动：y=

所以粒子做类平抛运动时间为：t==

得：L=v0t=8×104×10-5m=0.8m

（3）对粒子经加速电场加速和偏转电场偏转整个过程中运用动能定理有：

得粒子离开偏转电场时的动能为：

=J=6.4×10-16J

答：（1）粒子经加速电场加速后的速度大小为8×104m/s；

（2）平行金属板的长度L=0.8m；

（3）粒子离开偏转电场时的动能为6.4×10-16J．

解：（1）从A→B过程，对小球用动能定理得：mg2R+qE2R=

得：vB=．

（2）在B点，小球由重力、电场力和轨道的弹力的合力提供其向心力向心力，则有：

  FB-mg-qE=m

联立上两式得：FB=5mg+5qE．

答：

（1）小球下滑到B点时速度的大小vB为．

（2）小球下滑到B点时圆环对小球作用力大小FB为5mg+5qE．

解：（1）当UAB=1000V时，粒子做直线运动，则有：q=mg，

代入数据解得：q=1×10-9C，

粒子所受电场力向上，与电场方向相反，则粒子带负电．

（2）当电压UAB比较小时，即qE＜mg，粒子向下偏，

设刚好能从下板边缘飞出，有：

mg-q=ma1

y=a1t2=

代入数据解得：

U1=200V

答：该粒子带负电，电荷量为1×10-9C；当AB间电压200V时，此带电粒子恰能从B右边飞出．

解：（1）带电离子在平行板a、b间运动时，根据动能定理得：，

解得：v=，即：v=．

带电离子在平行板a、b间的加速度，即：．

所以，带电离子在平行板a、b间运动的时间为“．

带电离子在平行板M、N间运动的时间为：．

所以，带电离子的全部飞行时间为：t=t1+t2=．

（2）正离子在平行板M、N间水平方向运动位移为x时，在竖直方向运动的位移为y，

水平方向满足x=vt…①

竖直方向满足y=…②

加速度：…③

由上述①②③得：y=…④

④式是正离子的轨迹方程，与正离子的质量和电荷量均无关，所以，不同正离子的轨迹是重合的．

（3）离开偏转电场时x=L，且满足y＜时离子不打在极板上．临界情况下有vx=vy

根据电势能转化为粒子动能，有

从而可知U1＜2U0时，离子不打在极板上．

答：（1）离子从a板到探测器的飞行时间为．

（2）证明如上所示．

（3）U1＜2U0时，离子不打在极板上．

解：（1）因为负电荷由A移到B的过程中，电势能增加了0.1J，所以电场力负功，大小为0.1J，即：

WAB=-△EAB=-0.1J；

（2）A、B两点间的电势差：

UAB==

根据UAB=ΦA-ΦB，有：

ΦA=UAB+ΦB=2000V+0=2000V

（3）因为在匀强电场中U=Ed，所以有：

E==1.0×105V/m

答：（1）在电荷由A点移到B点的过程中，电场力做的功WAB为-0.1J；

（2）A、B两点间的电势差UAB以B为零势能点，A点电势ΦA为2000V；

（3）该匀强电场的电场强度E为1.0×105V/m．