(12分)如圖甲所示,水平放置的平行金屬板AB的距離為d,它們的右端安放著垂直于金屬板的靶MN,現(xiàn)在A、B板上加上如圖乙所示的方波形電壓,電壓的正向值為U0,反向電壓值為,且每隔T/2變向1次,F(xiàn)將質量為m的帶正電,且電荷量為q的粒子束從AB的中點O以平行于金屬板的方向OO′射入,設粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、B間的飛行時間均為T。不計重力的影響,試問:

(1)定性分析在t=0時刻從O點進入的粒子,在垂直于金屬板的方向上的運動情況。
(2)在距靶MN的中心O′點多遠的范圍內有粒子擊中?
(3)要使粒子能全部打在靶MN上,電壓U0的數(shù)值應滿足什么條件?(寫出U0、m、d、q、T的關系式即可)
(1)先向下加速再向下減速。   (2) O正下方O正上方.  (3) U0.

試題分析:
(1)先向下加速再向下減速。
(2)粒子打在靶MN上的范圍,實際上就是粒子在豎直方向所能到達的范圍.
當粒子在0,T,2TnT時刻進入電場中,粒子將打在O′點下方最遠處,在前T/2時間內,粒子在豎直方向上的位移
y1a12
在后T/2時間內,粒子在豎直方向上的位移y2va1()2
其中va1×,a2
可得y2
O′點正下方最大位移yy1y2
當粒子在T/2,3T/2…T時刻進入電場時,粒子將打在O′點上方最遠處,在前T/2時間內,粒子在豎直方向上的位移y1′ =a122
在后T/2時間內,粒子在豎直方向上的位移
y2′=va22
其中v′=a1×,a2′=
可得y2′=0    
O′點正上方最大位移y′=y1′+y2′=.
(3)要使粒子能全部打在靶MN上,則有 ,即U0.
點評:本題是粒子在周期性變化的電場中運動,分析帶電粒子的運動情況是關鍵.
練習冊系列答案
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噴墨打印機的原理示意圖如圖所示,其中墨盒可以發(fā)出墨汁液滴,此液滴經過帶電室時被帶上負電,帶電多少由計算機按字體筆畫高低位置輸入信號加以控制.帶電后液滴以一定的初速度進入偏轉電場,帶電液滴經過偏轉電場發(fā)生偏轉后打到紙上,顯示出字體.計算機無信號輸入時,墨汁液滴不帶電,徑直通過偏轉板最后注入回流槽流回墨盒.
設偏轉極板長L1="1.6" cm,兩板間的距離d="0.50" cm,兩板間的電壓U=8.0×103 V,偏轉極板的右端距紙的距離L2="3.2" cm.若一個墨汁液滴的質量m=1.6×10-10 kg,墨汁液滴以v0="20" m/s的初速度垂直電場方向進入偏轉電場,此液滴打到紙上的點距原入射方向的距離為2. 0 mm.不計空氣阻力和重力作用.求:這個液滴通過帶電室后所帶的電量q.

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如圖,A、B是一對平行金屬板,在兩板間加有周期為T的交變電壓U0,A板電勢φA=0,B板電勢φB隨時間t變化規(guī)律如圖.現(xiàn)有一電子從A板的小孔進入兩板間的電場中,設電子的初速和重力的影響均可忽略,則(   )

A.若電子是在t=0時刻進入的,它將一直向B板運動
B.若電子是在t=T/8時刻進入的,它可能時而向B板運動,時而向A板運動,最后打在B板上
C.若電子是在t=3T/8時刻進入的,它可能時而向B板運動,時而向A板運動,最后打在B板上
D.若電子是在t=T/2時刻進入的,它可能時而向B板運動,時而向A板運動

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,A、B為一對中間開有小孔的平行金屬板,相距一定距離,A板接地,現(xiàn)有一電子在t=0時刻在A板小孔中由靜止開始向B板運動,不計重力及阻力影響,使電子一定能從B板小孔射出,則B板電勢φB與時間t的變化規(guī)律是(       )

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

在真空中速度為v=6.4×107m/s的電子束連續(xù)射入兩平行板間,如圖所示,極板長度L=8.0×10-2m間距d=5.0×10-2m,兩極板不帶電時,電子將沿極板間的中線通過,在極板上加一個50Hz的交變電壓u=U0sinωt,如果所加電壓的最大值U0超過某值UC時,電子束將有時能通過兩極板,有時間斷而不能通過(電子電荷量e=1.6×10-19C,電子質量m=9.1×10-31kg).求:

(1)UC的大小為多少;
(2)求U0為何值時,才能使通過與間斷的時間之比Δt1∶Δt2=2∶1.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(12分)如圖甲所示,M、N為水平放置的平行板電容器的兩個極板,兩極板間距d=0.1m,兩極板間的電壓U=12.5V,O為上極板中心的小孔,以O為坐標,在y=0和y=2m之間有沿著x軸方向的勻強電場,PQ為電場區(qū)域的上邊界,在x軸方向范圍足夠大,電場強度的變化如圖乙所示,取x軸正方向為電場正方向。現(xiàn)有一個帶負電的粒子,在t=0時刻從緊靠下級板中心O´處無初速釋放,經過小孔O進入交變電場中,粒子的比荷,不計粒子重力.求粒子:(1)進入交變電場時的速度;(2)在8×10-3s末的位置坐標;
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖甲所示,A、B是一對平行放置的金屬板,中心各有一個小孔P、Q,P、Q 連線垂直金屬板,兩極板間距離為d,從P點處連續(xù)不斷地有質量為m,帶電量為m的帶正電粒子沿P、Q方向放出,帶電粒子的初速度和重力均忽略不計.從t = 0開始,在A、B間加上如圖乙所示的交變電壓,周期為T,電壓為U.帶電粒子在A、B間運動過程中,粒子間的相互作用力忽略不計.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

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