热门试卷

X 查看更多试卷
1
题型:简答题
|
简答题

在足够大的绝缘光滑水平面上有一质量m=1.0×10-3kg、带电量q=1.0×10-10C的带正电的小球,静止在O点.以O点为原点,在该水平面内建立直角坐标系Oxy.在t0=0时突然加一沿x轴正方向、大小E1=2.0×106V/m的匀强电场,使小球开始运动.在t1=1.0s时,所加的电场突然变为沿y轴正方向、大小E2=2.0×106V/m的匀强电场.在t2=2.0s时所加电场又突然变为另一个匀强电场E3,使小球在此电场作用下在t3=3.0s时速度变为零.求:

(1)在t1=1.0s时小球的速度v1的大小;

(2)在t2=2.0s时小球的位置坐标x2、y2

(3)匀强电场E3的大小;

(4)请在图的坐标系中绘出该小球在这3s内的运动轨迹.

正确答案

(1)在0-1.0s时间内小球沿x轴正方向做匀加速运动,则有  a1==m/s2=0.2m/s2,v1=a1•△t1=0.2×1.0m/s=0.2m/s;在0-1.0s时间内小球的位移为x1=a1(△t)2=0.1m,小球从原点运动到(0.1m,0)处;

(2)在t1=1.0s到t2=2.0s的时间内,x2=x1+a1△t22+v1△t2=0.1m+×0.2×1.02m+0.2×1m=0.4m,y2=a2△t22=×0.2×1.02m=0.1m.

(3)由v22=2v12,得t2=2.0s时小球的速度为:v2=v1=×0.2m/s=0.28m/s,a3==m/s2=0.28m/s2

E3===2.8×106V/m

(4)带电小球的运动情况如下:在0-1.0s时间内小球的位移为x1=a1(△t)2=0.1m,小球从原点运动到(0.1m,0)处;在t1=1.0s到t2=2.0s的时间内,小球的轨迹是抛物线,从(0.1m,0)处运动到(0.4m,0.1m)处;在t2=2.0s到t3=3.0s的时间内,小球运动的位移为x3=a3(△t)2=0.28m,从(0.4m,0.1m)处沿直线运动到(0.4m,0.2m)处;画出三段运动轨迹如图,

答:(1)在t1=1.0s时小球的速度v1的大小为0.2m/s;

(2)在t2=2.0s时小球的位置坐标x2为0.4m,y2为0.1m.

(3)匀强电场E3的大小为2.8×106V/m;

(4)绘出该小球在这3s内的运动轨迹如图所示.

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,匀强电场方向沿x轴的正方向,场强为E.在A(l,0)点有一个质量为m,电荷量为q 的粒子,以沿 y 轴负方向的初速度v0开始运动,经过一段时间到达B(0,-l)点,(不计重力作用).求:

(1)粒子的初速度v0的大小.

(2)当粒子到达B点时,电场力对粒子做功的瞬时功率.

正确答案

1
题型:简答题
|
简答题

在喷墨打印机中,墨滴在进入两块大的平行板间之前,被带上了一定量的电荷.两板的作用是使电荷偏转而被一槽沟挡住,不能到达纸上.如图所示,在长1.5cm的两板间的电场强度E=1.2×106N/C.墨滴的质量为m=1.0×10-10g,所带电量q=1.0×10-16C,且以v=15m/s的速率沿着与板平行的水平方向运动(重力不计).当它离开板时,它在竖直方向上的位移是多大?

正确答案

粒子水平方向运动时间:t==1×10-3 s

粒子在电场中的加速度:a=

带电粒子在竖直方向的位移:y=at2

解得:y=6×10-4  m

答:当它离开板时,它在竖直方向上的位移是6×10-4  m.

1
题型:简答题
|
简答题

长为L的平行金属板电容器,两板间形成匀强电场,一个带电荷量为+q,质量为m的带电粒子,以初速度v0紧贴上极板沿垂直于电场线方向射入匀强电场中,刚好从下极板边缘射出,且射出时速度方向恰好与下板成30°角,如下图所示,求匀强电场的场强大小和两极板间的距离.

正确答案

带电粒子经过匀强电场好似从平行金属板的中间处发生偏转,

则其偏转角的正切为:tanθ═=

所以d=y=tanθ=L,

而y=at2=(

L

v0

)2=L,

则E=

答:匀强电场的场强大小;两极板间的距离L.

1
题型:简答题
|
简答题

如图甲所示,真空中的电极K连续不断地发出电子(电子的初速度可忽略不计),经电压为u的电场加速,加速电压u随时间t变化的图象如图乙所示.每个电子通过加速电场的过程时间极短,可认为加速电压不变.电子被加速后由小孔S穿出,沿两个彼此靠近且正对的水平金属板A、B间中轴线从左边缘射入A、B两板间的偏转电场,A、B两板长均为L=0.20m,两板之间距离d=0.050m,A板的电势比B板的电势高.A、B板右侧边缘到竖直放置的荧光屏P(面积足够大)之间的距离b=0.10m.荧光屏的中心点O与A、B板的中心轴线在同一水平直线上.不计电子之间的相互作用力及其所受的重力,求:

(1)要使电子都打不到荧光屏上,则A、B两板间所加电压U应满足什么条件;

(2)当A、B板间所加电压U'=50V时,电子打在荧光屏上距离中心点O多远的范围内.

正确答案

电子加速过程中,根据动能定理有:

eU1=mv2

偏转过程中,由牛顿第二定律有:eE=ma

而 E=,L=vt,y=at2

有 y=•(2=

要使电子都打不到屏上,应满足U1取最大值800V时仍有y>0.5d

代入上式可得,U2==V=100V

所以为使电子都打不到屏上,A、B两板间所加电压U2至少为100V.

(2)当A、B板间所加电压U′=50V时,代入

当电子恰好从A板右边缘射出偏转电场时,

其侧移最大ymax=d=×0.05m=0.025m.

设电子通过电场最大的偏转角为θ,设电子打在屏上距中心点的最大距离为Ymax,则:

tanθ==

Ymax=ymax+vy=ymax+

又ymax=t,vt=L

得vyt=2ymax,联立得Ymax=ymax+ymax=0.025+×0.025=0.05m

由第(1)问中的y=可知,在其它条件不变的情况下,U1越大y越小,

所以当U1=800V时,电子通过偏转电场的侧移量最小,

其最小侧移量,ymin===m=0.0125m

同理,电子打在屏上距中心的最小距离 Ymin=ymin+ymin=0.0125+×0.125=0.025m

所以电子打在屏上距中心点O在0.025m~0.05m范围内.

答:

(l)要使电子都打不到荧光屏上,则A,B两板间所加电压U应满足至少为100V条件;

(2)当A、B板间所加电U′=50V时,打到荧光屏上的电子距离中心点O在0.025m~0.05m的范围内.

百度题库 > 高考 > 物理 > 带电粒子在电场中运动的综合应用

扫码查看完整答案与解析

  • 上一题
  • 1/5
  • 下一题