热门试卷

解：（1）因为平行金属板和电阻R1并联，故根据闭合电路欧姆定律可得：

=

根据动能定理，粒子通过AB过程中电场力对粒子做的功等于粒子动能的变化：

得粒子获得的速度v==60m/s．

（2）粒子以v=60m/s进入MN电场，在电场力作用下沿轨道做匀速圆周运动，根据题意知轨道的半径R==0.6m，电场力提供圆周运动的向心力

得

MN间电场强度==60N/C．

（3）粒子在AB间做初速度为0的匀加速直线运动，粒子受到电场力F=，粒子产生的加速度a=，则粒子通过AB所用的时间

===10-3s

当粒子从O到P刚好经过圆周，已知粒子圆周运动的线速度v=60m/s，半径R=0.6m，可知，粒子运动时间

则粒子从释放到通过两圆弧形金属板所需的时间t=t1+t2=0.001+0.016s=0.017s．

（4）因为从P点射出是粒子速度v=60m/s在水平方向，为使粒子落在右侧C点，在区域中加入竖直向上的匀强电场，使得粒子在水平方向以v=60m/s做匀速直线运动，在竖直方向粒子在电场力作用下做初速度为0的匀加速直线运动，根据题意粒子落在C点的过程中，粒子在水平和竖直方向的位移均为，令所加电场为E

则有：竖直方向加速度a=，水平方向位移为0.6m，速度为60m/s，则有：

即：

代入数据可解得：E=120N/C．

答：（1）微粒穿过B板小孔时的速度为60m/s；

（2）为了使微粒能在MN板间运动而不碰板，MN板间的电场强度大小应满足EMN=60N/C；

（3）从释放微粒开始，经过0.017s微粒通过两圆弧形金属板；

（4）为了让P点出射的带电粒子能射到B板的右侧C点小孔，现在P点外侧虚线框内另加一个竖直方向的有界匀强电场，则电场强度E为120N/C．

解：（1）微粒的轨迹如图所示，由类平抛运动的特点，水平方向粒子做匀速直线运动，有：L=v0t，

竖直方向粒子做初速度为0的匀加速直线运动，有：

，

如图，根据几何关系有：

代入数据可解得：

UAB==104V

（2）由（1）分析可得粒子在电场中运动时在电场方向上运动的距离为：

=

粒子从射出至打在挡板上只有电场力做功，根据动能定理有：

得粒子打在挡板上时的动能为：

==5.8×10-2J

（3）当粒子沿着偏转板边沿飞出时粒子偏转距离最大，即当　时，偏转距离达到最大，

所以有：

，

解得：U′AB=1.25×104V

此时由，

解得：y′2=25cm

答：（1）加在A、B两板上的偏转电压为104V；

（2）粒子击中挡板时的动能为5.8×10-2J；

（3）改变偏转电压UAB，则当U′AB为1.25×104V时，微粒落点P′离开初速度延长线的距离最大，最大距离是25cm．