题目内容
20.如图所示,电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中,射入方向跟极板平行,整个装置处在真空中,重力可忽略,在满足电子能射出平行板区的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角θ变大的是( )A. | U1不变、U2变大 | B. | U1变小、U2不变 | C. | U1不变、U2变小 | D. | U1变大、U2变小 |
分析 电子在加速电场中,在电场力的作用下,做匀加速直线运动,可由电场力做功求出射出加速电场时的速度.电子在水平放置的平行板之间,因受到的电场力的方向与初速度的方向垂直,故电子做类平抛运动.运用平抛运动的竖直方向的速度与水平方向的速度的关系,可求出角度θ的变化情况.
解答 解:设电子被加速后获得初速为v0,则由动能定理得:qU1=$\frac{1}{2}$mv02-0 …①
又设极板长为l,则电子在电场中偏转所用时间:t=$\frac{L}{{v}_{0}}$…②
又设电子在平行板间受电场力作用产生加速度为a,由牛顿第二定律得:a=$\frac{qE}{m}$=$\frac{q{U}_{2}}{md}$…③
电子射出偏转电场时,平行于电场方向的速度:vy=at…④
由①、②、③、④可得:vy=at=$\frac{q{U}_{2}L}{md{v}_{0}}$,
又有:tanθ=$\frac{{v}_{Y}}{{v}_{0}}$,
解得:tanθ=$\frac{{U}_{2}L}{2d{U}_{1}}$,则有:
A、U1不变,U2变大,偏转角一定增大,故A正确;
B、U1变小,U2不变,偏转角变大,故B正确;
C、U1不变,U2变小,偏转角减小,故C错误;
D、U1变大,U2变小,偏转角变小,故D错误;
故选:AB.
点评 带电粒子在电场中的运动,可分为三类,第一类是在匀强电场中做匀变速速直线运动,此过程是电势能与带电粒子动能之间的转化.第二类是带电粒子在匀强电场中偏转,带电粒子垂直进出入匀强电场时做匀变速曲线运动,分解为两个方向的直线运动,分别用公式分析、求解运算,是这类问题的最基本解法.第三类是带电粒子在点电荷形成的电场中做匀速圆周运动,应用圆周运动的知识求解.
练习册系列答案
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10.如图甲所示,A、B是一条电场线上的两点,若在某点释放一个初速度为零的电子,电子仅受电场力作用,沿电场线由A运动到B,其速度随时间变化的规律如图乙所示,则( )
A. | 电势φA<φB | B. | 电场强度EA=EB | ||
C. | 电场力FA>FB | D. | 电子的电势能EPA<EPB |
11.设某固体物质的摩尔质量为m,密度为ρ,此物体样品总质量为M,体积为V,总分子数为N,阿伏伽德罗常数为NA,则下列表达一个分子的质量的表达式中正确的是( )
A. | $\frac{N}{M}$ | B. | $\frac{m}{{N}_{A}}$ | C. | $\frac{M}{N}$ | D. | $\frac{M}{ρN}$ |
6.北京时间2008年8月21日,奥运会田径比赛在鸟巢正常进行,引人注目的男子110米栏决赛中,古巴天才罗伯斯以12秒93的成绩首次获得他个人的奥运会冠军.假设罗伯斯发令枪打响后5s时的速度为12m/s、撞线时的速度为8m/s,则( )
A. | 题中的12m/s和8m/s均为瞬时速度 | |
B. | 他在此次比赛中的平均速度约为13.75 m/s | |
C. | 他在此次比赛中的平均速度约为11 m/s | |
D. | 他在此次比赛中的平均速度约为8.5m/s |
7.如图所示,人站立在体重计上处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. | 人所受的重力就是人对体重计的压力 | |
B. | 人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力 | |
C. | 人所受的重力和人对体重计的压力是一对平衡力 | |
D. | 人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力 |