热门试卷

设任一正电荷的电量为q，加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转电极的极板为L，板间距离为d．

在加速电场中，根据动能定理得：

qU1=m

在偏转电场中，离子做类平抛运动，运动时间 t=

偏转距离 y=at2=•t2

联立以上各式得：y=

设偏转角度为θ，则 tanθ===

由上可知y、θ与带电粒子的质量、电荷量无关，则一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子在偏转电场轨迹重合，所以它们不会分成三股，而是会聚为一束射出．

答：一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子不会分成三股，而是会聚为一束射出．

（1）在0～时间内，粒子加速向A板运动，当t=时，粒子第一次达到最大速度．

根据牛顿第二定律可知，粒子运动的加速度a==

设粒子的最大速度为vm，此时的位移为s，则根据运动学公式有：s=at2==0.04m

vm=at==2.4×105m/s

（2）粒子在第一周期的前T时间内，先加速后减速向A板运动，位移为sA；后内先加速后减速向B板运动，位移为sB．以后的每个周期都将重复上述运动．

由于粒子在加速减速运动中的加速度大小相等，所以有：sA=2s=0.08m

sB=2s′=2×at′2=2×()2=0.02m

所以粒子在一个周期内的位移为s1=sA-sB=0.06m

第二个周期末，粒子与B板的距离为s2=2s1=0.12m．

此时粒子距离A板的距离为s3=d-s2=0.03m＜0.04m，

表明粒子将在第三个周期内的前内到达A板．

设粒子到达A板时的速度为v，根据速度位移的关系有：v==s3=12×104m/s

答：（1）当粒子的位移为0.04m时，粒子速度第一次达最大值，最大速度为vm=2.4×105m/s；

（2）粒子运动过程中将与A极板相碰撞，撞击极板时的速度大小v=12×104m/s．

（1） （2）d/3

试题分析：粒子在匀强电场中加速度为a，前半个周期做加速运动，后半个周期做减速运动，一个周期末速度恰好为零，因此在前半个周期末速度最大

根据对称性可知

，

加速度

最大速度

（2）若粒子在时刻开始从A板运动，在时间内向右加速运动

运动的距离

在向右减速运动，运动的距离同样为

在向左加速运动，运动的距离

在向左减速运动，运动的距离仍为

以后做周期性运动

因此在相同的时间内位移

整理得：

小球在运动过程中受到重力、电场力与环的弹力作用，环的弹力对小球不做功；

（1）从A到D的过程中，

由动能定理得：-mgr+qEr=0-0，

解得：E=

（2）从A到B的过程中，

由动能定理得：mgr+qEr=mv2-0，

解得：v=2 ；

小球在B点做圆周运动，环的支持力与重力的合力提供向心力，

由牛顿第二定律得：F-mg=m，

解得：F=5mg，

由牛顿第三定律得：小球在B点时对环的压力大小F′=F=5mg；

（3）从A点到最高点（D与A中点）过程中，

由动能定理可得，W电+WG=0-Ek0

即-mgR+mg(R-R)=0-EK0

解得：Eko=(-1)mgR

答：（1）电场强度大小为；

（2）小球在B点时对环的压力大小为5mg．

（3）若欲使此小球从与环心O在同一水平线上的A点开始绕环做完整的圆周运动，则小球的初动能至少为(-1)mgR．