(20分)如圖甲所示,在豎直方向存在著兩種區(qū)域:無電場(chǎng)區(qū)域和有理想邊界的勻強(qiáng)電 場(chǎng)區(qū)域。兩種區(qū)域相互間隔出現(xiàn)，豎直高度均為h。電場(chǎng)區(qū)域共有n個(gè)，水平方向足夠長,每一電場(chǎng)區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)的大小均為E,且E=，場(chǎng)強(qiáng)的方向均豎直向上。一個(gè)質(zhì)量為m、電 荷 量 為   q  的帶正電小球(看作 質(zhì)點(diǎn)），從第一無電場(chǎng)區(qū)域的上邊緣由靜止下落，不計(jì)空氣阻力。求：

(1)小球剛離開第n個(gè)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度大小；
(2)小球從開始運(yùn)動(dòng)到剛好離開第n個(gè)電場(chǎng)區(qū)域所經(jīng)歷的總時(shí)間；
(3)若在第n個(gè)電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)加上水平方向的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示，已知圖象中，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期T是帶電小球在磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)周期的2倍，問哪段時(shí)間內(nèi)進(jìn)入第n個(gè)電場(chǎng)的小球能返回到與出發(fā)點(diǎn)等高的位置？
（１） （2）（3）

試題分析：（１）小球在無電場(chǎng)區(qū)，只受重力作用，做加速度等于重力加速度的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，小球在電場(chǎng)區(qū)，所受電場(chǎng)力等于重力，做勻速直線運(yùn)動(dòng)。  
小球剛好進(jìn)入第n個(gè)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度


（２）小球在無電場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間


設(shè)小球在第１、第２、第３、……第個(gè)電場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)的速度分別為、、……、；
　　　　　　
　
　　
………
　　　
小球在第１、第２、第３、--------第個(gè)電場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為、、……、；小球在電場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間：




　　   
設(shè)小球從開始運(yùn)動(dòng)到剛好離開第n個(gè)電場(chǎng)區(qū)域所經(jīng)歷的總時(shí)間。


(3)當(dāng)在第n個(gè)電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)加上方向垂直豎直平面的磁場(chǎng)時(shí)，電場(chǎng)力與重力平衡，帶電小球僅在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
在0~時(shí)間內(nèi)進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)中的帶電小球，

在~時(shí)間內(nèi)進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)中的帶電小球，

只有在時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)中的帶電小球，運(yùn)動(dòng)后沿豎直方向進(jìn)入第n個(gè)無電場(chǎng)區(qū)，根據(jù)動(dòng)能定理:


所以在時(shí)間段內(nèi)進(jìn)入第n個(gè)電場(chǎng)的小球能返回到與出發(fā)點(diǎn)等高的位置。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示為示波器的原理圖，電子槍中熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子，初速度很小，可視為零。電子槍的加速電壓為U0，緊挨著是偏轉(zhuǎn)電極YY’、XX’，設(shè)偏轉(zhuǎn)電極的極板長均為L1，板間距離均為d，偏轉(zhuǎn)電極XX’的右端到熒光屏的距離為L2，電子電量為e，質(zhì)量為m(不計(jì)偏轉(zhuǎn)電極YY’和XX’之間的間距)。在YY’、XX’偏轉(zhuǎn)電極上不加電壓時(shí)，電子恰能打在熒光屏上坐標(biāo)的原點(diǎn)。

求：（1）若只在YY’偏轉(zhuǎn)電極上加電壓U YY’=U1(U1>0)，則電子到達(dá)熒光屏上的速度多大？（2）在第（1）問中，若再在XX’偏轉(zhuǎn)電極上加上U XX’ =U2(U2>0)，試在熒光屏上標(biāo)出亮點(diǎn)的大致位置，并求出該點(diǎn)在熒光屏上坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。（13分）
 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示為電子顯示儀器（如示波器）的核心部件．如圖所示，左邊部分為加速裝置，陰極產(chǎn)生的熱電子（電荷量為e，質(zhì)量為m）由靜止開始經(jīng)加速電壓μ1加速后，進(jìn)入板長為l，間距為d，直流電壓為μ2的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)區(qū)域，偏轉(zhuǎn)區(qū)域右側(cè)為熒光屏，電子轟擊熒光屏能夠顯示出光斑P．依據(jù)上述信息，求：
（l）電子離開加速電場(chǎng)時(shí)的速度大��；
（2）電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度與進(jìn)入時(shí)速度的夾角的正切值；
（3）若把某時(shí)刻做為計(jì)時(shí)起點(diǎn)t=0，從該時(shí)刻起顯示屏由靜止開始向左做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，試定量說明光斑在屏上的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

分如下圖所示，為一組間距d足夠大的平行金屬板，板間加有隨時(shí)間變化的電壓（如圖所示），設(shè)U0和T已知。A板上O處有一靜止的帶電粒子，其帶電量為q，質(zhì)量為m（不計(jì)重力），在t = 0時(shí)刻起該帶電粒子受板間電場(chǎng)加速向B板運(yùn)動(dòng)，途中由于電場(chǎng)反向，粒子又向A板返回（粒子未曾與B板相碰）。

（1）當(dāng)Ux=2U0時(shí)求帶電粒子在t=T時(shí)刻的動(dòng)能；
（2）為使帶電粒子在t=T時(shí)刻恰能能回到O點(diǎn)，Ux等于多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖甲所示，兩平行金屬板豎直放置，左極板接地，中間有小孔，右極板電勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，一個(gè)電子原來靜止在左極板小孔處，不計(jì)電子的重力，下列說法正確的是
A．從t＝0時(shí)刻釋放電子，電子始終向右運(yùn)動(dòng)，直到打到右極板上
B．從t＝0時(shí)刻釋放電子，電子可能在兩板間振動(dòng)
C．從t＝T/4時(shí)刻釋放電子，電子可能在兩板間振動(dòng)，也可能打到右極板上
D．從t＝3T/8時(shí)刻釋放電子，電子必然打到左極板上

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

一電荷量為q（q＞0）、質(zhì)量為m的帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，在t＝0時(shí)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，場(chǎng)強(qiáng)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。不計(jì)重力，求在t＝0到t＝T的時(shí)間間隔內(nèi)

（1）粒子位移的大小和方向；
（2）粒子沿初始電場(chǎng)反方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖1所示，A和B是真空中兩塊面積很大的平行金屬板、加上交變電壓，在兩板間產(chǎn)生變化的電場(chǎng)。已知B板電勢(shì)為零，在0～T時(shí)間內(nèi)，A板電勢(shì)UA隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖2所示，其中UA的最大值為U0，最小值為 -2U0 。在圖1中，虛線MN表示與A、B板平行且等距的一個(gè)較小的面，此面到A和B的距離皆為L。在此面所在處，不斷地產(chǎn)生電量為q、質(zhì)量為m的帶負(fù)電微粒，微粒隨時(shí)間均勻產(chǎn)生出來。微粒產(chǎn)生后，從靜止出發(fā)在電場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)。設(shè)微粒一旦碰到金屬板，就附在板上不再運(yùn)動(dòng)，且其電量同時(shí)消失，不影響A、B板的電壓。已知在0～T時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生出來的微粒，最終有四分之一到達(dá)了A板，求這種微粒的比荷（q/m）。（不計(jì)微粒重力，不考慮微粒之間的相互作用）。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

真空中兩個(gè)平行金屬板A,B上加有周期性的交變電壓，如圖所示。在t=0時(shí)，電勢(shì)φA>φB，這時(shí)緊靠B板處有一個(gè)初速度為零的電子，在電場(chǎng)力的作用下開始運(yùn)動(dòng)，若已知交變電壓的周期為T，在t=0時(shí)，電壓為U0。電子的質(zhì)量為m,電量為e，求：
（1）若電子正好在3T/8時(shí)刻到達(dá)A板，則電子到達(dá)時(shí)具有的動(dòng)能是多大？
（2）當(dāng)A,B間距離d為多大時(shí)，電子到達(dá)A板的速度為零？?

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在邊長為l的正方形區(qū)域內(nèi)，有與y軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一個(gè)帶電粒子（不計(jì)重力）從原點(diǎn)O沿x軸進(jìn)入場(chǎng)區(qū)，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，穿過場(chǎng)區(qū)的時(shí)間為T0；若撤去磁場(chǎng)，只保留電場(chǎng)，其他條件不變，該帶電粒子穿過場(chǎng)區(qū)的時(shí)間為
1
2
T0；若撤去電場(chǎng)，只保留磁場(chǎng)，其他條件不變，那么，該帶電粒子穿過場(chǎng)區(qū)的時(shí)間應(yīng)該是（　�。�
A．
π
3
T0		B．
π
4
T0		C．
3
π
T0		D．
4
π
T0

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