题目内容
如图(1),电子以水平速度V沿两平行金属板A、B的中心轴线MN射入,两金属板间电压UAB的变化规律如图(2)所示.已知电子质量为m,电荷量为e,电压周期为T,电压为U,若电子(不计重力及电子之间的相互作用力)从t=0时刻进入两板间,在A.若电子从t=
B.若电子从t=
C.在从t=0时刻到t=
D.在从t=0时刻到t=
【答案】分析:将电子的运动沿水平方向和竖直方向正交分解,水平方向做匀速运动,竖直方向仅在电场力作用下做初速度为零的变速直线运动;若是在不同时刻射入,可以根据运动学公式列式分析,也可以结合图象法分析.
解答:解:若电子从t=0时刻进入两板间,在
时刻恰好能从板的上边缘飞出,则有
水平方向 L=vt ①
竖直方向
=
at2 ②
其中:t=
,a=
③
A、电子在t=
时刻进入两板间,在半个周期内其竖直方向运动分两个过程:
-
时间段内匀加速;
-
T时间段内先匀减速后匀加速,整个过程为匀变速;
竖直分位移为
y=
+(a?
)
-
=
故电子会从上方射出,故A错误;
B、若电子从
时刻进入电场,则竖直方向先加速后匀速,竖直分位移为
y=
a(
)2+a?(
)?
=
aT2 ④
由①③④得到y=
d<
,即电子经过半个周期从上方射出,故B正确;
C、若电子在竖直方向先加速后匀减速再加速下降,其竖直分位移有可能为零,故C正确;
D、在从t=0时刻到t=
时刻这一段时间进入两板间的电子中,电场力对电子做功为:W=eEy≤eE
=
eU,故D错误;
故选BC.
点评:本题中电子在水平方向匀速,故经过电场区域的时间是一定的,竖直方向在电场力的作用下做变速运动,根据运动学公式列式求解即可.
解答:解:若电子从t=0时刻进入两板间,在
水平方向 L=vt ①
竖直方向
其中:t=
A、电子在t=
竖直分位移为
y=
故电子会从上方射出,故A错误;
B、若电子从
y=
由①③④得到y=
C、若电子在竖直方向先加速后匀减速再加速下降,其竖直分位移有可能为零,故C正确;
D、在从t=0时刻到t=
故选BC.
点评:本题中电子在水平方向匀速,故经过电场区域的时间是一定的,竖直方向在电场力的作用下做变速运动,根据运动学公式列式求解即可.
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