【題目】(17分)如圖(a)所示,水平放置的平行金屬板AB間的距離d=0.1m,板長L=0.3m,在金屬板的左端豎直放置一帶有小孔的擋板,小孔恰好位于AB板的正中間,距金屬板右端x=0.5m處豎直放置一足夠大的熒光屏,現(xiàn)在AB板間加如圖(b)所示的方波形電壓,已知U0=1.0×102V,在擋板的左側(cè),有大量帶正電的相同粒子以平行于金屬板方向的速度持續(xù)射向擋板,粒子的質(zhì)量m=1.0×10-7kg,電荷量q=1.0×10-2C,速度大小均為v0=1.0×104m/s,帶電粒子的重力不計,則:

(1)求電子在電場中的運(yùn)動時間;

(2)求在t=0時刻進(jìn)入的粒子飛出電場時的側(cè)移量;

(3)求各個時刻進(jìn)入的粒子,離開電場時的速度的大小和方向;

(4)若撤去擋板,求熒光屏上出現(xiàn)的光帶長度。

【答案】(1)3×10-5s(2)3.5×10-2m (3)(4)0.095m

【解析】

試題分析:(1) 根據(jù)解得:

(2)0時刻進(jìn)入的粒子豎直方向上先作勻加速直線運(yùn)動,用時t1=2×10-5s,再作勻減速直線運(yùn)動,用時t2=1×10-5s,加速度大小相等

側(cè)移量

(3)任意時刻進(jìn)入的電子水平方向都是勻速直線運(yùn)動,運(yùn)動時間3×10-5s不變,該時間剛好等于電場變化的周期,所以任何時刻進(jìn)入的電子離開電場時在電場方向的速度均相同;

vy=at1-at2=108×(2×10-5-1×10-5)m/s=103m/s

根據(jù)速度合成離開電場時的速度

速度與豎直方向夾角θ,則有

(4)擋板去后,所以粒子離開電場的速度都相同,如前一問所得。示意圖如下

T=0時刻進(jìn)入的粒子,正向偏轉(zhuǎn)位移最大,且運(yùn)動過程沒有速度反向

,

若粒子進(jìn)入的位置合適,粒子可以從極板的上(或下)邊沿離開電場。t=2×10-5s時刻進(jìn)入的粒子反向偏轉(zhuǎn)過程中位移最大是速度減小到0的時候,若粒子位置合適,粒子此時剛好到達(dá)下極板,隨后開始加速,時間為t=1×10-5s,此粒子下面的粒子將打在下極板上而不能離開電場。次粒子正向偏移為

根據(jù)離開粒子速度大小方向相同,判斷打在熒光屏上面的光帶長度a=

練習(xí)冊系列答案
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【題目】以下說法正確的是( 。

A. 速度越大,速度變化量就越大

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A. 火箭尾部向外噴氣,噴出的氣體反過來對火箭產(chǎn)生一個反作用力,從而讓火箭獲得了向前的推力

B. 火箭尾部噴出的氣體對空氣產(chǎn)生一個作用力,空氣的反作用力使火箭獲得飛行的動力

C. 火箭飛出大氣層后,由于沒有了空氣,火箭雖然向后噴氣,但也無法獲得前進(jìn)的動力

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(1)求長木板A的長度LA

(2)若A、B碰撞后粘在一起,要使C不從 B上滑落,木板B的長度LB至少多長?

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A. B.

C. D.

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A. 人處于失重狀態(tài)B. 人處于超重狀態(tài)C. 人的重力變小D. 人的重力變大

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B. 物體從AO加速運(yùn)動,從OB減速運(yùn)動

C. 物體運(yùn)動到O處時所受合力為零

D. 物體從AO的過程加速度逐漸減少

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