题目内容
如图所示，三块平行金属板竖直固定在表面光滑的绝缘小车上，并与车内的电池连接，小车的总质量为Ｍ，Ａ、Ｂ板，Ｂ、Ｃ板间距均为Ｌ，金属扳Ｂ、Ｃ上，开有小孔，两小孔的连线沿水平方向且垂直于三块金属板，整个装置静止在光滑水平面上，已知车内电池Ｇ的电动势为Ｅ１，电池Ｈ的电动势为Ｅ２，现有一质量为ｍ，带电量为＋ｑ的小球以初速度ｖ０沿两孔连线方向射入小车（设带电小球不影响板间电场）． （1）小球进入小车中由Ｃ板向Ｂ板运动时，小球和小车各做什么运动?
（2）证明小球由Ｃ板到Ｂ板的过程中，电场力对球和小车组成的系统做功为ｑＥ１；
（3）为使小球不打到Ａ板上，电池Ｈ的电动势Ｅ２应满足什么条件?
(1)向左做匀加速直线运动，车向右做匀加速直线运动(2)Ｗ＝Ｗ１＋Ｗ２＝ＦＬ＝ｑＥ１(3) Ｅ２＞Ｅ１＋（Ｍｍｖ０２／2ｑ（Ｍ＋ｍ））
（1）带电小球进入小车由Ｃ向Ｂ运动的过程中，由于车和球受恒定电场力的作用球向左做匀加速直线运动，车向右做匀加速直线运动．
?（2）金属板Ｂ、Ｃ间的电场强度为
Ｅ＝Ｅ１／Ｌ，
?带电小球和车所受的电场力为 Ｆ＝ｑＥ＝ｑＥ１／Ｌ．
?设小车的位移为ｓ，则球的位移为Ｌ－ｓ，电场力对车的功为Ｗ１＝Ｆｓ，电场力对球所做的功为
?Ｗ２＝Ｆ（Ｌ－ｓ），所以电场力对球与车组成的系统做功为
?Ｗ＝Ｗ１＋Ｗ２＝ＦＬ＝ｑＥ１．
?（3）小球进入Ａ、Ｂ板间运动后，小球和车均做匀减速运动，设小球相对小车静止时，小球和车的速度为ｖ，由动量守恒，有 ｍｖ０＝（Ｍ＋ｍ）ｖ，
由动能定理知
?ｑＥ２－ｑＥ１＞（1／2）ｍｖ０２－（1／2）（Ｍ＋ｍ）ｖ２，
则 Ｅ２＞Ｅ１＋（Ｍｍｖ０２／2ｑ（Ｍ＋ｍ））．
?（2）金属板Ｂ、Ｃ间的电场强度为
Ｅ＝Ｅ１／Ｌ，
?带电小球和车所受的电场力为 Ｆ＝ｑＥ＝ｑＥ１／Ｌ．
?设小车的位移为ｓ，则球的位移为Ｌ－ｓ，电场力对车的功为Ｗ１＝Ｆｓ，电场力对球所做的功为
?Ｗ２＝Ｆ（Ｌ－ｓ），所以电场力对球与车组成的系统做功为
?Ｗ＝Ｗ１＋Ｗ２＝ＦＬ＝ｑＥ１．
?（3）小球进入Ａ、Ｂ板间运动后，小球和车均做匀减速运动，设小球相对小车静止时，小球和车的速度为ｖ，由动量守恒，有 ｍｖ０＝（Ｍ＋ｍ）ｖ，
由动能定理知
?ｑＥ２－ｑＥ１＞（1／2）ｍｖ０２－（1／2）（Ｍ＋ｍ）ｖ２，
则 Ｅ２＞Ｅ１＋（Ｍｍｖ０２／2ｑ（Ｍ＋ｍ））．
练习册系列答案
科学实验活动册系列答案
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的直线运动。现将该小球从电场中某点以初速度
竖直向上抛出，求（取
）
=1.6×10
C，质量
=0.91×10
kg，电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计，不考虑相对论效应。
J，求加速电压
为多大；
=4.0cm，两板间距离
=1.0cm，极板右端与荧光屏的距离
=18cm，当在偏转电极上加
的正弦交变电压时，如果电子进入偏转电场的初速度
，求电子打在荧光屏上产生亮线的最大长度；
、
和
三个阳极除了对电子加速外，还共同完成对电子的聚焦作用，其中聚焦电场可简化为如图14丁所示的电场，图中的虚线是该电场的等势线。请简要说明聚焦电场如何实现对电子的聚焦作用。
