11.如圖所示為研究電子槍中電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化模型示意圖,在Oxy平面的OABC區(qū)域內(nèi),存在兩個(gè)大小均為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)Ⅰ和Ⅱ,電場(chǎng)Ⅰ的方向水平向左,電場(chǎng)Ⅱ的方向豎直向上,兩電場(chǎng)的邊界均是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形(中間為無場(chǎng)區(qū),不計(jì)電子所受重力).
(1)在位置坐標(biāo)(0,$\frac{3}{4}$L)處由靜止釋放一電子,求電子離開OABC區(qū)域時(shí)的位置坐標(biāo);
(2)若在OA邊上的某位置由靜止釋放電子,電子恰能經(jīng)過D(3L,0)處,求該釋放點(diǎn)的位置坐標(biāo).

分析 (1)電子在電場(chǎng)I區(qū)域做初速度為0的勻加速運(yùn)動(dòng),進(jìn)入電場(chǎng)II區(qū)域后做類平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解求解電子離開OABC區(qū)域的位置坐標(biāo);
(2)根根據(jù)電子在電場(chǎng)I中做勻加速運(yùn)動(dòng),在兩電場(chǎng)間做勻速直線運(yùn)動(dòng),進(jìn)入電場(chǎng)II做類平拋運(yùn)動(dòng),離開電場(chǎng)II做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律反推電子的坐標(biāo).

解答 解:(1)電子在電場(chǎng)I區(qū)域做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理有電子離開電場(chǎng)I時(shí)的速度:
$eEL=\frac{1}{2}m{v}^{2}$
可得電子速度$v=\sqrt{\frac{2eEL}{m}}$
電子離開電場(chǎng)I后做勻速直線運(yùn)動(dòng)后再進(jìn)入電場(chǎng)II,在電場(chǎng)II中電子具有水平方向的初速度和豎直方向的電場(chǎng)力,電子做類平拋運(yùn)動(dòng),
水平方方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)滿足:L=vt       ①
在豎直方向做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng):${s}_{y}=\frac{1}{2}a{t}^{2}$        ②
在豎直方向上的加速度$a=\frac{eE}{m}$        ③
由①②③可解得電子在電場(chǎng)II區(qū)域內(nèi)偏轉(zhuǎn)的位移sy=$\frac{1}{2}•\frac{eE}{m}•(\frac{L}{\sqrt{\frac{2eEL}{m}}})^{2}$=$\frac{L}{4}$
所以電子離開電場(chǎng)時(shí)的縱坐標(biāo)y=$\frac{3}{4}L-{s}_{y}=\frac{3}{4}L-\frac{1}{4}L=\frac{L}{2}$,即離開電場(chǎng)II的坐標(biāo)為($\frac{L}{2}$,0)
(2)在OA邊上釋放的電子經(jīng)過電場(chǎng)I加速后進(jìn)入電場(chǎng)II的速度大小為$v=\sqrt{\frac{2eEL}{m}}$,離開電場(chǎng)II時(shí)的速度與水平方向的夾角的正切值
$tanθ=\frac{{v}_{y}}{{v}_{x}}=\frac{\frac{eE}{m}•\frac{L}{\sqrt{\frac{2eEL}{m}}}}{\sqrt{\frac{2eEL}{m}}}=\frac{1}{2}$
離開電場(chǎng)后電子做勻速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過D(3L,0)處根據(jù)幾何關(guān)系知,離子離開電場(chǎng)II區(qū)域的位置坐標(biāo)為($\frac{5L}{2}$,$\frac{L}{2}$),所以由(1)式分析知電子釋放處坐標(biāo)為(0,$\frac{3L}{4}$).
答:(1)在位置坐標(biāo)(0,$\frac{3}{4}$L)處由靜止釋放一電子,電子離開OABC區(qū)域時(shí)的位置坐標(biāo)為($\frac{L}{2}$,0);
(2)若在OA邊上的某位置由靜止釋放電子,電子恰能經(jīng)過D(3L,0)處,釋放點(diǎn)的位置坐標(biāo)為(0,$\frac{3}{4}$L).

點(diǎn)評(píng) 分析電子在電場(chǎng)中的受力特點(diǎn),根據(jù)運(yùn)動(dòng)特征確定電子的運(yùn)動(dòng)情況,再根據(jù)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解.掌握運(yùn)動(dòng)的合成與分解求解曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律是正確解題的關(guān)鍵.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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20.育才中學(xué)科技小組的小明同學(xué)自行設(shè)計(jì)了一個(gè)地磅,其原理如圖1所示.設(shè)電源兩端電壓U恒為定值,R0為定值電阻,滑動(dòng)變阻器的總電阻為R、總長(zhǎng)度為L(zhǎng),滑動(dòng)觸頭與托盤固聯(lián),開始時(shí)觸頭位于變阻器最上端A,并能隨輕彈簧一起上下滑動(dòng).已知滑動(dòng)變阻器的電阻與其接入電路的長(zhǎng)度成正比;當(dāng)對(duì)地磅施加壓力F時(shí),彈簧的長(zhǎng)度會(huì)縮短l.請(qǐng)回答:

(1)定值電阻R0的作用是分壓限流,保護(hù)電路元件作用.
(2)電流表的示數(shù)與待測(cè)物體質(zhì)量m之間的關(guān)系式為I=$\frac{U}{(1-\frac{mgl}{FL})R+{R}_{0}}$;此地磅的刻度特點(diǎn)是不均勻.
(3)有同學(xué)建議小明將原理圖改為圖2所示,你認(rèn)為這樣改不好(填“好”或“不好”)
(4)請(qǐng)你在圖2的基礎(chǔ)上,在圖3的方框里畫出你改進(jìn)后的電路圖,這樣該的好處是電壓與質(zhì)量成正比,反應(yīng)質(zhì)量的刻度線均勻.

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1.金屬桿MN和PQ間距為l,MP間接有電阻R,磁場(chǎng)如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.金屬棒AB長(zhǎng)2l,由圖示位置以A為軸,以角速度ω勻速轉(zhuǎn)過90°求該過程中
(1)R上的最大功率.
(2)通過R的電量.

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18.下列關(guān)于熱學(xué)現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律說法正確的是( 。
A.布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
B.熱量能從高溫傳到低溫物體,但不可能從低溫傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響
C.物體的溫度為0℃時(shí),物體分子的平均動(dòng)能為零
D.只要知道水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量,就可以計(jì)算出阿伏伽德羅常數(shù)
E.一定質(zhì)量的理想氣體當(dāng)氣體等壓膨脹時(shí),氣體的內(nèi)能一定增大

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6.如圖是某繩波形成過程的示意圖,1、2、3、4…為繩上的一系列等間距的質(zhì)點(diǎn),繩處于水平方向.質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)2、3、4…各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng),把振動(dòng)從繩的左端傳到右端.t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)1開始豎直向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)過四分之一周期,質(zhì)點(diǎn)5開始運(yùn)動(dòng).下列判斷正確的是( 。
A.質(zhì)點(diǎn)6開始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向向下B.t=$\frac{T}{2}$時(shí)質(zhì)點(diǎn)6的加速度方向上
C.t=$\frac{3T}{4}$時(shí)質(zhì)點(diǎn)10的運(yùn)動(dòng)方向向上D.t=T時(shí)質(zhì)點(diǎn)16開始運(yùn)動(dòng)

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16.2013年6月20日,我國(guó)宇航員王亞平在天宮授課時(shí),利用質(zhì)量測(cè)量?jī)x粗略測(cè)出了聶海勝的質(zhì)量.若聶海勝受恒力F的作用從靜止開始運(yùn)動(dòng),測(cè)出位移為x時(shí)的速度為v,則聶海勝的質(zhì)量為(  )
A.$\frac{Fx}{{v}^{2}}$B.$\frac{2Fx}{{v}^{2}}$C.$\frac{Fx}{{2v}^{2}}$D.$\frac{\sqrt{2}Fx}{{v}^{2}}$

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3.如圖所示,兩個(gè)完全相同的小車質(zhì)量均為M,放在光滑的水平面上,小車橫梁上用細(xì)線各懸掛一質(zhì)量均為m的小球,若對(duì)甲中的小車施加水平向左的恒力F1,對(duì)乙中小球m施加水平向右的恒力F2,穩(wěn)定后整個(gè)裝置分別以大小為a1、a2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),兩條細(xì)線與豎直方向的夾角均為θ,則下列判斷正確的是( 。
A.兩細(xì)線的拉力大小相等
B.地面對(duì)兩個(gè)小車的支持力大小不相等
C.$\frac{{F}_{1}}{{F}_{2}}$=$\frac{M}{m}$
D.$\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}$=$\frac{m+M}{M}$

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20.如圖所示為畫在同一個(gè)坐標(biāo)系內(nèi)的兩個(gè)電源的端壓與電流的U-I圖線.兩個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為E1、E2和r1、r2,當(dāng)外電路接入相同的電阻R時(shí),其端壓、電流和電源消耗的總功率分別為U1、U2,I1、I2和P1、P2,下列說法正確的是( 。
A.E1>E2、r1<r2B.適當(dāng)選擇R,可使U1=U2且I1=I2
C.適當(dāng)選擇R,可使P1=P2D.適當(dāng)選擇R,可使$\frac{P_1}{r_1}<\frac{P_2}{r_2}$

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

1.10kg的物體靜止在水平地面上受到水平恒力F作用后在時(shí)間t內(nèi)的位移為x,且x=2t2,則物體A的加速度為4m/s2.若t1=4s末撤去力F,物體再經(jīng)過t2=10s停止運(yùn)動(dòng),則物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.16.

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