【題目】如圖所示,電子由靜止開始經(jīng)電場加速后,沿平行于板面的方向入射偏轉(zhuǎn)電場,并從另一側(cè)射出.已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e,加速電場電壓為U0.偏轉(zhuǎn)電場可看作勻強(qiáng)電場,極板間電壓為U極板長度為L,板間距為d

1)忽略電子所受重力,求電子射入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的初速度v0和從電場射出時(shí)沿垂直板面方向的偏轉(zhuǎn)距離Δy ;

2)分析物理量的數(shù)量級(jí),是解決物理問題的常用方法.在解決(1)問時(shí)忽略了電子所受重力,請利用下列數(shù)據(jù)分析說明其原因.已知U= 2.0×102Vd = 2.0×102m,m = 9.1×1031kg,e= 1.6×1019 C ,g = 10m/s2

3)極板間既有靜電場也有重力場.電勢反映了靜電場各點(diǎn)的能的性質(zhì),請寫出電勢Φ的定義式.類比電勢的定義方法,在電場中建立“重力勢”φG的概念,并簡要說明電勢和“重力勢”的共同特點(diǎn).

【答案】1Δy =2)見解析(3)見解析

【解析】試題分析:根據(jù)動(dòng)能定理,即可求得加速的速度大小,再依據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)處理規(guī)律,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,及運(yùn)動(dòng)的合成與分解,從而即可求解;依據(jù)提供的數(shù)據(jù),從而計(jì)算出重力與電場力,并求得它們的比值,即可求解;根據(jù)電勢是電勢能與電荷量的比值,故重力勢等于重力勢能與質(zhì)量的比值,再根據(jù)兩者的聯(lián)系,從而確定共同點(diǎn).

1)電子在加速場中加速,根據(jù)動(dòng)能定理,則有: 解得
電子在偏轉(zhuǎn)電場中加速,做類平拋運(yùn)動(dòng),將其運(yùn)動(dòng)分解成速度方向勻速直線運(yùn)動(dòng),與電場強(qiáng)度方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),則有:

速度方向的位移為: ;

電場強(qiáng)度方向的位移為:

由牛頓第二定律有:

綜上所述,解得:

2)已知U=2.0×102V,d=4.0×10-2m,m=9.1×10-31kg,e=1.6×10-19Cg=10m/s2

電子所受重力為:G=mg=9.1×10-30N

電子受到的電場力為:

那么,由于,所以重力忽略不計(jì),

3)電場中某點(diǎn)電勢φ定義為電荷在該點(diǎn)的電勢能EP與其電荷量q的比值,即:
由于重力做功與路徑無關(guān),可以類比靜電場電勢的定義,將重力場中物體在某點(diǎn)的重力勢能EG與其質(zhì)量m的比值,叫做重力勢,即.電勢φ與重力勢φG都是反映場的能的性質(zhì)的物理量,僅由場自身的因素決定.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】課堂上老師布置了一個(gè)題目:假設(shè)地球是一半徑為、質(zhì)量分布均勻的球體,并忽略自轉(zhuǎn),已知質(zhì)量分布均勻的球殼對內(nèi)物體的引力為零,某一礦井的深度為,求礦井底部的重力加速度為和地球表面處的重力加速度大小之比.

小明同學(xué)的思考過程如下:由萬有引力和重力的關(guān)系可知, 為引力常量, 為地球質(zhì)量, 為各點(diǎn)距地心的距離, 為該點(diǎn)的重力加速度).所以地球表面的重力加速度,礦井底部的重力加速度.由此可知,礦井底部和地球表面處的重力加速度大小之比為

對于小明的思考過程,下列說法中正確的是(

A. 小明的答案是正確的

B. 小明的答案是錯(cuò)誤的,因?yàn)?/span>不成立

C. 小明的答案是錯(cuò)誤的,因?yàn)?/span>不成立

D. 小明的答案是錯(cuò)誤的,比值應(yīng)該為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖是某種靜電礦料分選器的原理示意圖,左側(cè)極板帶有負(fù)電荷,右側(cè)極板帶有正電荷.帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電場后,能夠分落在收集板中線的兩側(cè),對礦粉在兩極板內(nèi)部空間進(jìn)行分離的過程,下列表述正確的是(

A. 帶正電的礦粉落在中線的右側(cè)

B. 電場力對帶正電、帶負(fù)電的礦粉都做負(fù)功

C. 帶正電和帶負(fù)電的礦粉電勢能都變大

D. 帶正電和帶負(fù)電的礦粉電勢能都變小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】)圖是電子射線管示意圖,接通電源后,電子射線由陰極沿軸方向射出,在熒光屏上會(huì)看到一條亮線.要使熒光屏上的亮線向下(軸負(fù)方向)偏轉(zhuǎn),在下列措施中可采用的是__________.(填選項(xiàng)代號(hào))

A.加一磁場,磁場方向沿軸負(fù)方向

B.加一磁場,磁場方向沿軸正方向

C.加一電場,電場方向沿軸負(fù)方向

D.加一電場,電場方向沿軸正方向

)某同學(xué)用圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動(dòng).實(shí)驗(yàn)步驟如下:

a.安裝好實(shí)驗(yàn)器材.

b.接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運(yùn)動(dòng),重復(fù)幾次.選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶,舍去開始密集的點(diǎn)跡,從便于測量的點(diǎn)開始,每兩個(gè)打點(diǎn)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖中、、、…點(diǎn)所示.

c.測量、、、…計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離,分別記做:、、

d.通過測量和計(jì)算,該同學(xué)判斷出小車沿平板做勻加速直線運(yùn)動(dòng).

e.分別計(jì)算出、與對應(yīng)時(shí)間的比值、

f.以為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo),標(biāo)出與對應(yīng)時(shí)間的坐標(biāo)點(diǎn),畫出圖線.

結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟,請你完成下列任務(wù):

①實(shí)驗(yàn)中,除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、平板、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線及開關(guān)外,在下面的儀器和器材中,必須使用的有____________________.(填選項(xiàng)代號(hào))

A.電壓合適的交流電源 B.電壓可調(diào)的直流電源

C.刻度尺 D.秒表 E.天平 F.重錘

②將最小刻度為的刻度尺的刻線與計(jì)數(shù)點(diǎn)對齊,、、計(jì)數(shù)點(diǎn)所在的位置如圖所示,則__________,__________

③該同學(xué)在圖中已標(biāo)出、、計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),請你在該圖中標(biāo)出與、兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),并畫出圖線________________________

④根據(jù)圖線判斷,在打計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí),小車的速度__________;它在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度__________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,在水平地面上固定一對與水平面傾角為的光滑平行導(dǎo)電軌道,軌道間的距離為,兩軌道底端的連線與軌道垂直,頂端接有電源.將一根質(zhì)量為的直導(dǎo)體棒放在兩軌體會(huì)配合,且與兩軌道垂直.已知軌客導(dǎo)體棒的電阻及電源的內(nèi)電阻均不能忽略,通過導(dǎo)體棒的恒定電流大小為,方向由,圖乙為圖甲沿方向觀察的平面圖.若重力加速度為,在軌道所在空間加一豎直向上的勻強(qiáng)磁場,使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止.

)請?jiān)趫D乙所示的平面圖中畫出導(dǎo)體棒受力的示意圖;

)求出磁場對導(dǎo)體棒的安培力的大;

)如果改變導(dǎo)軌所在空間的磁場方向,試確定使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值的大小和方向.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,質(zhì)量均為的木板、并排靜止在光滑水平地面上, 左端緊貼固定于水平面的半徑為的四分之一圓弧底端, 、與圓弧底端均不粘連.質(zhì)量為的小滑塊從圓弧頂端由靜止滑下,經(jīng)過圓弧底端后,沿的上表面從左端水平滑上,并在恰好滑到的右端時(shí)與一起勻速運(yùn)動(dòng).已知重力加速度為, 過圓弧底端時(shí)對軌道的壓力大小為 、上滑行時(shí)受到的摩擦阻力相同, 一起勻速的速度是剛滑上時(shí)的倍.求:

從圓弧頂端滑到底到的過程中克服摩擦力做的功;

)兩板長度之比.

剛滑到的右端時(shí), 右端到左端的水平距離的長度之比.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)以一定的初速度v0=10m/s豎直向上拋出質(zhì)量為m=1kg的物體,物體上升到最高點(diǎn)后又返回拋出點(diǎn)。若運(yùn)動(dòng)中空氣阻力的大小恒為f=2.5Ng10m/s2( )

A. 全程重力做的功為零

B. 全程物體克服空氣阻力做的功為-20J

C. 上升過程中物體重力勢能增加了40J

D. 上升過程空氣阻力的平均功率小于下降過程空氣阻力的平均功率

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,摩托車做騰躍特技表演,沿曲面沖上高0.8m頂部水平高臺(tái),接著以v=3m/s水平速度離開平臺(tái),落至地面時(shí),恰能無碰撞地沿圓弧切線從A點(diǎn)切入光滑豎直圓弧軌道,并沿軌道下滑.A、B為圓弧兩端點(diǎn),其連線水平.已知圓弧半徑為R=1.0m,人和車的總質(zhì)量為180kg,特技表演的全過程中,阻力忽略不計(jì).(計(jì)算中取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6).求:

(1)從平臺(tái)飛出到A點(diǎn),人和車運(yùn)動(dòng)的水平距離s.

(2)從平臺(tái)飛出到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度大小及圓弧對應(yīng)圓心角θ.

(3)若已知人和車運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)O速度v=m/s,求此時(shí)人和車對軌道的壓力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某興趣小組對一輛自制遙控小車的性能進(jìn)行研究。他們讓這輛小車在水平的直軌道上由靜止開始運(yùn)動(dòng),并將小車運(yùn)動(dòng)的全過程記錄下來,通過處理轉(zhuǎn)化為v-t圖象,如圖所示(除2s10s時(shí)間段圖象為曲線外,其余時(shí)間段圖象均為直線)。已知在小車運(yùn)動(dòng)的過程中,2s14s時(shí)間段內(nèi)小車的功率保持不變,在14s末停止遙控而讓小車自由滑行,小車的質(zhì)量為1kg,可認(rèn)為在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中小車所受到的阻力大小不變,則(

A. 小車所受到的阻力為1.5N

B. 小車額定功率為6W

C. 小車在全過程牽引力所做的功為117J

D. 02s內(nèi)汽車的牽引力為4.5N

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同步練習(xí)冊答案