热门试卷

解：（1）由题意，当带电微粒恰好沿直线穿过板间时有电场力和重力平衡：F电=G，由F电=qE和E=，可得：=mg

q===10-11C，

由粒子所受电场力方向竖直向上，与场强方向相反，可知粒子带负电．

（2）粒子在电场中的运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动．设运动时间为t，竖直方向的加速度为a，AB间电压为U，当粒子恰好由电场边缘飞出时，有：x=L=v0t

y==at2

 解得a===8m/s2①

若粒子向上偏转，则电场力＞重力，F合=F电-G=-mg

a==-g②

得：U=，代入数据，解得 U=1800V

若粒子向下偏转，电场力＜重力，

F合=G-F电=mg-q

所以a==g-③

得：U=，

代入数据，解得 U=200V

因此，要使粒子能穿过平行金属板，而不打在板上，电压U的范围应满足200V＜U＜1800V．

答：（1）粒子带电量q为10-11C，（2）AB间所加电压在200V＜U＜1800V范围该带电微粒能从板间飞出．

解：（1）电子在极板间做类平抛运动，水平位移x=L，电子水平方向做匀速直线运动，则有：x=v0t，

得：t=

电子飞出两板时竖直分速度为：

vy=at=•

速度为：v==

（2）电子飞出两板时偏转的距离为：y==

电子好像从水平位移的中点飞出两板，设电子束射到荧光屏的位置离图中的中心O的距离为Y，由几何关系可得：

=

解得：Y=

答：（1）电子飞出两板时速度大小是；

（2）电子束射到荧光屏的位置离图中的中心O的距离是．

解：（1）对A处进入的正电子，由类平抛运动规律得：

L=v0tA

L=atA2=tA2．

得：E=．

对C处进入的负电子，由牛顿第二定律得：

ev0B=

可得 B=

负电子在C点所受的洛伦兹力向左，由左手定则判断可知磁场B的方向垂直纸面向外． 

（2）对A处进入的正电子，由动能定理得：

EeL=EkA-

所以 EkA=

而 EkB=

故

从C进入的负电子运动的时间为：tB==，

正电子在电场中运动的时间为：tA=

则△t=tB-tA=-=

（3）不能相碰．原因是：带电粒子在磁场中匀速圆周运动的轨迹半径与速度成正比，则知从A经过P点的正电子在y轴右侧做圆周运动的轨迹半径大于L不能与C点射入的电子轨迹相交．

答：（1）电场强度E的大小是，磁感应强度B的大小是，方向垂直纸面向外；

（2）P点相碰的正、负电子的动能之比是5：1，射入小孔的时间差△t是；

（3）在以后的运动中不能在第一象限内与C点射入的电子不能相碰．原因是：带电粒子在磁场中匀速圆周运动的轨迹半径与速度成正比，则知从A经过P点的正电子在y轴右侧做圆周运动的轨迹半径大于L不能与C点射入的电子轨迹相交．

解：（1）粒子恰好从上极板边缘飞出时，

在水平方向：L=v0t，

竖直方向：d=a1t2，

由牛顿第二定律得：-mg=ma1，

代入数据解得：U1=240V，

（2）粒子恰好从下极板边缘飞出时，

在水平方向：L=v0t，

竖直方向：d=a2t2，

由牛顿第二定律得：mg-=ma2，

代入数据解得：U2=60V，

答：（1）两极板间电压的最大值为240V．

（2）两极板间电压的最小值60V．