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题型:简答题
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简答题

C为平行板电容器,虚线到两极板距离相等,极板间电压U=5.4V,极板长L1=8.0×10-2m,两板间距d=1.0×10-2m.S为光屏,与极板垂直,到极板左端的距离L2=0.16m.有一电子沿图中虚线以速度V0=8.0×106m/s射入电容器中.已知电子电荷量e=1.6×10-19C,电子质量m=9.0×10-31kg.求

(1)电子飞出电容器C时的偏转量y1

(2)电子到达光屏S上时,它离O点的距离y(保留两位有效数字).

正确答案

解:(1)设电子在极板间穿行时加速度大小为a,穿过C的时间为t1,穿出时电子偏转的距离为y1,则:

水平方向有:L1=v0t1

竖直方向有:y1=a=

联立得:y1===4.8×10-3m

(2)电子离开电场时竖直分速度为:vy=at1=

偏转角度的正切为:tanθ==

根据数学知识得,电子到达光屏S上时,它离O点的距离为:

y=y1+L2tanθ=+L2=)=×(4×10-2+0.16)m=2.4×10-2m.

答:

(1)电子飞出电容器C时的偏转量y1为4.8×10-3m.

(2)电子到达光屏S上时,它离O点的距离y为2.4×10-2m.

解析

解:(1)设电子在极板间穿行时加速度大小为a,穿过C的时间为t1,穿出时电子偏转的距离为y1,则:

水平方向有:L1=v0t1

竖直方向有:y1=a=

联立得:y1===4.8×10-3m

(2)电子离开电场时竖直分速度为:vy=at1=

偏转角度的正切为:tanθ==

根据数学知识得,电子到达光屏S上时,它离O点的距离为:

y=y1+L2tanθ=+L2=)=×(4×10-2+0.16)m=2.4×10-2m.

答:

(1)电子飞出电容器C时的偏转量y1为4.8×10-3m.

(2)电子到达光屏S上时,它离O点的距离y为2.4×10-2m.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,质量相同的两个带点粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中,P从两极板正中央射入,Q从下极板边缘处射入,他们最后打在同一点(不计P、Q的重力以及它们间的相互作用力),则从开始射入到达到上极板的过程中,下列说法正确的是(  )

A它们运动的时间tP:tQ=1:

B它们所带的电荷量之比为qp:qQ=2:1

C它们的电势能减少量之比EP:EQ=1:2

D它们的动能增量之比EKP:EKQ=1:4

正确答案

D

解析

解:

A、垂直于电场方向粒子不受力,做匀速直线运动,位移相等,速度相等,则运动时间相等,故A错误;

B、平行电场方向受到电场力,做初速度为零的匀加速直线运动,

根据位移时间关系公式,有:y=at2

由于两带电粒子平行电场方向分位移之比为yP:yQ=1:2,

根据牛顿第二定律,有:qE=ma…②

由①②两式解得:q=

由m、E、t相等,则知它们所带的电荷量之比 qP:qQ=yP:yQ=1:2,故B错误;

C、电势能的减小量等于电场力做的功,即△E=qEy,因为竖直位移之比是1:2,电荷量之比也是1:2,所以电场力做功之比为1:4,

它们电势能减少量之比△EM:△EN=1:4.故C错误;

D、根据动能定理,有:

  qEx=△Ek

而:qP:qQ=1:2,xP:xQ=1:2,

所以动能增加量之比:△EkP:△EkQ=1:4,故D正确;

故选:D.

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题型: 单选题
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单选题

图中竖直平面xOy内存在有竖直向下的电场,带电小球以初速度v0从O点沿x轴水平射入,恰好通过平面中的A点,OA连线与Ox夹角为30°,已知小球质量为m,则带电小球通过A点时的动能为(  )

A

B

C2m

D

正确答案

A

解析

解:小球做类平抛运动,tan30°==,所以,在A点的动能为=

故选:A

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题型:简答题
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简答题

有一电子由静止开始经电压U1加速后,进入两块间距为d,电压为U2的平行金属板间,若电子从两板正中间垂直电场方向射入,且正好能穿出电场,设电子的电量为e,质量为m.(重力不计)求:

(1)电子刚进入U2电场时的初速度V0

(2)金属板的长度L

(3)电子离开电场时的动能.

正确答案

解:(1)设电子飞离加速电场时速度为v,由动能定理有:

eU1=mv2   

解得:v=…①

(2)电子在平行板间运动的时间为:t=…②

电子在平行板间的加速度为:a=…③

电子的偏转的距离为:y=d=at2…④

由①②③④解得:L=d

(3)设电子穿过电场时的动能为Ek,根据动能定理为:

Ek=eU1+e=e(U0+).

答:(1)电子刚进入U2电场时的初速度为

(2)金属板AB的长度为d

(2)电子穿出电场时的动能为e(U1+).

解析

解:(1)设电子飞离加速电场时速度为v,由动能定理有:

eU1=mv2   

解得:v=…①

(2)电子在平行板间运动的时间为:t=…②

电子在平行板间的加速度为:a=…③

电子的偏转的距离为:y=d=at2…④

由①②③④解得:L=d

(3)设电子穿过电场时的动能为Ek,根据动能定理为:

Ek=eU1+e=e(U0+).

答:(1)电子刚进入U2电场时的初速度为

(2)金属板AB的长度为d

(2)电子穿出电场时的动能为e(U1+).

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题型:简答题
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简答题

如图,匀强电场的方向水平向右.一个质量为m,电荷量为+q的小球,以初速度v0从a点竖直向上射入电场中,小球通过电场中的b点时速度为2v0,方向恰好水平向右,(已知重力加速度为g)求:

(1)a、b两点间的距离lab

(2)a、b两点间的电势差Uab

正确答案

解:((1)设小球从a运动到b点的时间为t,故小球竖直和水平方向的加速度大小分别为  

可得,ax=2ay;   ①

设小球在竖直和水平方向的位移分别为y、x,有运动学公式得

 

解得:x=2y ②

又因为:,所以, ③

故a、b两点间的距离  ④

(2)由ax=2ay可得小球所受电场力:Eq=2mg ⑤

a、b两点间的电势差  ⑥

答:

(1)a、b两点间的距离lab

(2)a、b两点间的电势差Uab

解析

解:((1)设小球从a运动到b点的时间为t,故小球竖直和水平方向的加速度大小分别为  

可得,ax=2ay;   ①

设小球在竖直和水平方向的位移分别为y、x,有运动学公式得

 

解得:x=2y ②

又因为:,所以, ③

故a、b两点间的距离  ④

(2)由ax=2ay可得小球所受电场力:Eq=2mg ⑤

a、b两点间的电势差  ⑥

答:

(1)a、b两点间的距离lab

(2)a、b两点间的电势差Uab

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