题目内容




(1)      求粒子从电场中飞出时的侧向位移为h
(2)      求粒子穿过界面PS时偏离中心线OR的距离为y
(3)求粒子从匀强电场中飞出时的速度v
(4)求粒子刚进入点电荷的电场时速度与其电场线的夹角ß
(5)求点电荷的电量Q
(6)若在界面PS处放一荧光屏,在两板上改加如图所示的随时间变化的电压。则由于视觉暂留和荧光物质的残光特性,则电子打在荧光屏上后会形成一个什么图形?其范围如何?

(1)3cm (2)12cm (3)
(4)ß=900(5)1.04×10-8C(6)在荧光屏上形成一条亮线 0.12m
(1)设粒子从电场中飞出时的侧向位移为h,
则:            (1分)                            
 
      即: (1分)                 
代入数据,解得:       h=0.03m=3cm      (1分)
(2)设穿过界面PS时偏离中心线OR的距离为y ,由带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动,由相似三角形知识得:                      
       (1分)                                             
代入数据,解得:     y=0.12m=12cm     (1分)                       
(3)设粒子从电场中飞出时沿电场方向的速度为vy
则:vy=at=
代入数据,解得:      vy=1.5×106m/s   (1分)                       
所以粒子从电场中飞出时沿电场方向的速度为:
          (1分)                        
设粒子从电场中飞出时的速度方向与水平方向的夹角为θ,则:
                (1分)
(4)粒子刚进入点电荷的电场时速度与其电场线的夹角ß=90(1分)
(5)设点电荷的电量Q
因为粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏上,所以该带电粒子在穿过界面PS后将绕点电荷Q作匀速圆周运动,其半径与速度方向垂直。
匀速圆周运动的半径:     (1分)                
由:            (2分)
代入数据,解得:Q=1.04×10-8C       (1分)
(6)因为每个电子穿过偏转电场的时间极短,所以其中任意一个电子都在偏转电场中做类平抛运动。由(2)问结果知,其侧移量与对应的电压成正比。又因为电子是连续发射,所以会在荧光屏上形成一条亮线,其长度为:y=0.12m  (2分)
练习册系列答案
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(20分)
如图12所示,A、B是两块竖直放置的平行金属板,相距为,分别带有等量的负、正电荷,在两板间形成电场强度大小为E的匀强电场。A板上有一小孔(它的存在对两板间匀强电场分布的影响可忽略不计),孔的下沿右侧有一条与板垂直的水平光滑绝缘轨道,一个质量为,电荷量为的小球(可视为质点),在外力作用下静止在轨道的中点P处。孔的下沿左侧也有一与板垂直的水平光滑绝缘轨道,轨道上距A板处有一固定档板,长为的轻弹簧左端固定在挡板上,右端固定一块轻小的绝缘材料制成的薄板Q。撤去外力释放带电小粒,它将在电场力作用下由静止开始向左运动,穿过小孔后(不与金属板A接触)与薄板Q一起压缩弹簧,由于薄板Q及弹簧的质量都可以忽略不计,可认为小球与Q接触过程中不损失机械能。小球从接触 Q开始,经历时间T0第一次把弹簧压缩至最短,然后又被弹簧弹回。由于薄板Q的绝缘性能有所欠缺,使得小球每次离开Q瞬间,小球的电荷量都损失一部分,而变成刚与Q接触时小球电荷量的。求:
(1)小球第一次接触Q时的速度大小;
(2)假设小球第次弹回两板间后向右运动的最远处没有到达B板,试导出小球从第次接触 Q,到本次向右运动至最远处的时间T0的表达式;
(3)假设小球被第N次弹回两板间后向右运动最远处恰好到达B板,求N为多少。

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