如圖,一個電子以速度v0=6.0×106m/s和仰角α=45°從帶電平行板電容器的下板邊緣向上板飛行。兩板間場強(qiáng)E=2.0×104V/m,方向自下向上。若板間距離d=2.0×10-2m,板長L=10cm,問此電子能否從下板射至上板?它將擊中極板的什么地方?
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【錯解分析】錯解:規(guī)定平行極板方向為x軸方向;垂直極板方向為y軸方向,將電子的運(yùn)動分解到坐標(biāo)軸方向上。由于重力遠(yuǎn)小于電場力可忽略不計,則y方向上電子在電場力作用下做勻減速運(yùn)動,速度最后減小到零。
∵vt2-v02=2as    y=d=s  vt=0




即電子剛好擊中上板,擊中點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)的水平位移為3.99×10-2(m)。
錯解中,令來求加速度。這就意味著y方向的位移已經(jīng)假定為d,(擊中了上板)再求y為多少,就犯了循環(huán)論證的錯誤,修改了原題的已知條件。
【正解】應(yīng)先計算y方向的實(shí)際最大位移,再與d進(jìn)行比較判斷。

在y方向的最大高度為
由于ym<d,所以電子不能射至上板。

【點(diǎn)評】因此電子將做一種拋物線運(yùn)動,最后落在下板上,落點(diǎn)與出發(fā)點(diǎn)相距1.03cm。
斜拋問題一般不要求考生掌握用運(yùn)動學(xué)方法求解。用運(yùn)動的合成分解的思想解此題,也不是多么困難的事,只要按照運(yùn)動的實(shí)際情況把斜拋分解為垂直于電場方向上的的勻速直線運(yùn)動,沿電場方向上的堅直上拋運(yùn)動兩個分運(yùn)動。就可以解決問題。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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如圖所示,帶箭頭的線段表示某一電場的電場線,在電場力作用下一帶電粒子(不計重力)經(jīng)過A點(diǎn)飛向B點(diǎn),徑跡如圖中虛線所示,則:(    )

A.粒子帶正電
B.粒子在B點(diǎn)加速度較大
C.粒子在B點(diǎn)動能較大
D.A、B兩點(diǎn)相比較,A點(diǎn)電勢高

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

讓一價氫離子、一價鉀離子和二價氦離子的混合物經(jīng)過同一加速電場由靜止開始加速,然后在同一偏轉(zhuǎn)電場里偏轉(zhuǎn),(忽略離子重力影響)則它們會分離成幾股離子流( )
A.一股B.二股C.三股 D.無法確定

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在空間中水平面的下方存在豎直向下的勻強(qiáng)電場,質(zhì)量為的帶電小球由上方的點(diǎn)以一定初速度水平拋出,從點(diǎn)進(jìn)入電場,到達(dá)點(diǎn)時速度方向恰好水平,三點(diǎn)在同一直線上,且,如右圖所示.由此可見(  )
A.電場力為
B.小球帶正電
C.小球從A到B與從B到C的運(yùn)動時間相等
D.小球從A到B與從B到C的速度變化量的大小不相等

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,兩個帶等量異種電荷、豎直放置的、電容為C、間距為d的平行金屬板,兩板之間的電場可視為勻強(qiáng)電場。一個質(zhì)量為m,帶電量為-q的小球,用長為LL<d)的不可伸長細(xì)線懸掛于O點(diǎn),將小球拉至水平位置M,由靜止釋放,當(dāng)小球向下擺過60°到達(dá)N點(diǎn)時,速度恰為零。(細(xì)線始終處于伸直狀態(tài))則:

(1)左極板帶電量Q是多少?
(2)小球到達(dá)N點(diǎn)時的加速度大小是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

粒子和質(zhì)子以相同速度垂直于電場線進(jìn)入兩平行板間勻強(qiáng)電場中,設(shè)都能飛出電場,則它們離開勻強(qiáng)電場時,側(cè)向位移之比y:yH=   ,動能增量之比=  

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖(甲)所示,在場強(qiáng)大小為E、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場中存在著一半徑為R的圓形區(qū)域,O點(diǎn)為該圓形區(qū)域的圓心,A點(diǎn)是圓形區(qū)域的最低點(diǎn),B點(diǎn)是圓形區(qū)域最右側(cè)的點(diǎn).在A點(diǎn)有放射源釋放出初速度大小不同、方向均垂直于場強(qiáng)方向向右的正電荷,電荷的質(zhì)量為m、電量為q,不計電荷重力、電荷之間的作用力.

(1)若某電荷的運(yùn)動軌跡和圓形區(qū)域的邊緣交于P點(diǎn),如圖(甲)所示,∠POA=θ,求該電荷從A點(diǎn)出發(fā)時的速率.
(2)若在圓形區(qū)域的邊緣有一接收屏CBD,如圖(乙)所示,C、D分別為接收屏上最邊緣的兩點(diǎn),∠COB=∠BOD=30°.求該屏上接收到的電荷的最大動能和最小動能.

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(12分)湯姆生用來測定電子的比荷(電子的電荷量與質(zhì)量之比)的實(shí)驗裝置如圖所示,真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子(不計初速、重力和電子間的相互作用)經(jīng)加速電壓加速后,穿過A'中心的小孔沿中心軸O1O的方向進(jìn)入到兩塊水平正對放置的平行極板P和P'間的區(qū)域.當(dāng)極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時,電子束打在熒光屏的中心O點(diǎn)處,形成了一個亮點(diǎn);加上偏轉(zhuǎn)電壓U后,亮點(diǎn)偏離到O'點(diǎn),(O'與O點(diǎn)的豎直間距為d,水平間距可忽略不計.此時,在P和P'間的區(qū)域,再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場.調(diào)節(jié)磁場的強(qiáng)弱,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時,亮點(diǎn)重新回到O點(diǎn).已知極板水平方向的長度為L1,極板間距為b,極板右端到熒光屏的距離為L2(如圖所示).

(1)求打在熒光屏O點(diǎn)的電子速度的大小。
(2)推導(dǎo)出電子的比荷的表達(dá)式

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(16分)在豎直平面內(nèi)有一圓形絕緣軌道,半徑為R=0.4m,勻強(qiáng)磁場垂直于軌道平面向里,一質(zhì)量為m=1×10-3kg、帶電量為q=+3×10-2C的小球,可在內(nèi)壁滑動,如圖甲所示,開始時,在最低點(diǎn)處給小球一個初速度v0,使小球在豎直平面內(nèi)逆時針做圓周運(yùn)動,如圖乙(a)是小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動的速率v隨時間變化的情況,圖乙(b)是小球所受軌道的彈力F隨時間變化的情況,結(jié)合圖象所給數(shù)據(jù),(取g=10m/s2) 求:
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大;
(2)初速度v0的大小。

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