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(10分)如图所示,一带电荷量为q的带电粒子以一定的初速度由P点射入匀强电场,入射方向与电场线垂直.粒子从Q点射出电场时,其速度方向与电场线成30°角.已知匀强电场的宽度为d,P、Q两点的电势差为U,不计重力作用,求此匀强电场的场强大小。
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(2分),
(2分) d
得:
(2分) ,
(4分)
本题考查带电粒子在电场中的偏转,只受重力作用,粒子做类平抛运动,根据水平方向匀速竖直方向匀加速规律列式求解
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(14分)如图所示,一束初速度为零的带电粒子流经电压U
1
的加速电场加速后,沿垂直于偏转电场的场强方向进入偏转电场.已知偏转电场两平行板间的电势差为U
2
,极板长为L,两板间的距离为d,带电粒子通过偏转电场时的偏转角为θ.试证明:
如图所示,带电的粒子以一定的初速度v
0
沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内,恰好沿下板的边缘飞出,已知板长为L,板间距离为d,板间电压为U,带电粒子的电荷量为q,粒子通过平行金属板的时间为t(不计粒子的重力),则
A.在前
时间内,电场力对粒子做的功为
B.在后
时间内,电场力对粒子做的功为
Uq
C.在粒子下落前
和后
的过程中,电场力做功之比为1∶2
D.在粒子下落前
和后
的过程中,电场力做功之比为1∶1
(15分)如图所示,水平放置的平行板电容器,两板间距为d=8cm,板长为L=25cm,接在直流电源上,有一带电液滴以υ
0
=0.5m/s的初速度从板间的正中央水平射入,恰好做匀速直线运动,当它运动到P处时迅速将下板向上提起
cm,液滴刚好从金属板末端飞出,
求(1)将下板向上提起后,液滴的加速度大小和方向;
(2)液滴从金属板末端飞出时的速度大小;
(3)液滴从射入运动到P点所用时间。(g取10m/s
2
)
(10分)如图所示,两块长3cm的平行金属板AB相距1cm,并与300V直流电源的两极相连接,
,如果在两板正中间有一电子(m=9×10
-31kg
,e=1.6×10
-19C
),沿着垂直于电场线方向以2×10
7
m/s的速度飞入,则:(1)电子能否飞离平行金属板?
(2)如果在A到B之间的区域分布宽1cm的电子带通过此电场,能飞离电场的电子数占总数的百分之几?
(14分)示波器的示意图如图所示,金属丝发射出来的电子被加速后从金属板的小孔穿出,进入偏转电场,电子在穿出偏转电场后沿直线匀速前进,最后打在荧光屏上。设加速电压为U
1
,偏转极板长为
,偏转极板间距为d,电子的电量为e。当电子加速后从两偏转极板的中央沿板平行方向进入偏转电场,电子的重力忽略不计。
(1)电子被加速后进入偏转电场时的速度v
0
为多大?
(2)偏转电压U
2
为多大时,电子束打在荧光屏上偏转距离最大?
(3)如果偏转板右端到荧光屏的距离L,则电子束在荧光屏上的最大偏转距离y为多少?
(14分)飞行时间质谱仪可对气体分子进行分析。如图所示,在真空状态下,脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生电荷量为q、质量为m的正离子,自a板小孔进入a、b间的加速电场,从b板小孔射出,沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区,到达探测器。已知a、b板间距为d,极板M、N的长度和间距均为L。不计离子重力及进入a板时的初速度。
(1)当a、b间的电压为U
1
,在M、N间加上适当的电压U
2
,使离子到达探测器。求离
子到达探测器的全部飞行时间。
(2)为保证离子不打在极板上,试求U
2
与U
1
的关系。
一带电油滴在场强为E的匀强电场中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下。若不计空气阻力,则此带电油滴从A运动到B的过程中,则油滴:
A.带正电
B.所受电场力小于重力
C.重力势能增加,电势能减少
D.在A点电势高于在B点电势
一带电粒子射入一正点电荷的电场中,运动轨迹如图所示,粒子从
A
运动到
B
,则
A.粒子带负电
B.粒子的动能一直变大
C.粒子的加速度先变小后变大
D.粒子在电场中的电势能先变小后变大
关 闭
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