题目内容

【题目】如图甲所示,质量为m、电荷量为-e的粒子初速度为零,经加速电压U1加速后,从水平方向沿O1O2垂直进入偏转电场。已知形成偏转电场的平行板电容器的极板长为L,两极板间距为dO1O2为两极板的中线,P是足够大的荧光屏,且屏与极板右边缘的距离为L。不考虑电场边缘效应,不计粒子重力。则下列说法正确的是

A. 粒子进入偏转电场的速度大小为

B. 若偏转电场两板间加恒定电压U0,粒子经过偏转电场后正好击中屏上的A点,A点与上极板M在同一水平线上,则所加电压

C. 若偏转电场两板间的电压按如图乙所示作周期性变化,要使粒子经加速电场后在=0时刻进入偏转电场后水平击中A点,则偏转电场周期T应该满足的条件为

D. 若偏转电场两板间的电压按如图乙所示作周期性变化,要使粒子经加速电场并在=0时刻进入偏转电场后水平击中A点,则偏转电场电压U0应该满足的条件为

【答案】ACD

【解析】

根据动能定理求出粒子进入偏转电场的速度v的大小。粒子出电场后反向速度的反向延长线经过偏转电场中轴线的中点,根据几何关系得出速度与水平方向的夹角,结合牛顿第二定律和运动学公式求出偏转电压的大小。

在加速电场中,根据动能定理得:,解得A正确粒子出偏转电场时,速度的反向延长线经过中轴线的中点,由题意知,电子经偏转电场偏转后做匀速直线运动到达A点,设电子离开偏转电场时的偏转角为,则由几何关系得:,解得,又解得:B错误交变电压的周期等于粒子在偏转电场中的周期,当粒子出偏转电场时,粒子在沿电场方向上的分速度为零,可知要使电子在水平方向击中A点,电子必向上极偏转,且vy=0,则电子应在t=0时刻进入偏转电场,且电子在偏转电场中运动的时间为整数个周期,设电子从加速电场射出的速度为v0,则因为电子水平射出,则电子在偏转电场中运动时间满足,而 ,解得:,在竖直方向位移应满足,解得:,故CD正确,故选ACD。

练习册系列答案
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【题目】如图为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系

(1)完成下列实验步骤中的填空:

①平衡小车所受的阻力,小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列_______的点。

②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。

③打开电源,释放小车,获得带有点列的纸带,在纸带上标出小车中砝码的总质量m

④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。

⑤在标有m的纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距,求出与不同m相对应的加速度的大小a

⑥以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上画出关系图线。若a与小车和砝码的总质量成反比,则m应成________(选填线性非线性)关系。

(2)完成下列填空:

i)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是___________

)设纸带上四个相邻计数点的间距为。用(计时器打点的时间间隔)表示加速度,则加速度的大小_____。如下图为用米尺测量某一纸带上的的情况,由图可读出_____mm______mm。由此求得加速度的大小______

)如下图为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿第二定律成立,则小车受到的拉力为_____,小车的质量为______

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