（12分）在金屬板A、B間加上如圖乙所示的大小不變、方向周期性變化的交變電壓Uo，其周期是T。現(xiàn)有電子以平行于金屬板的速度vo從兩板中央射入。已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不計(jì)電子的重力，求：
（1）若電子從t=0時(shí)刻射入，在半個(gè)周期內(nèi)恰好能從A板的邊緣飛出，則電子飛出時(shí)速度的大小是多少？
（2）若電子從t=0時(shí)刻射入，恰能平行于金屬板飛出，則金屬板至少多長？
（3）若電子恰能從兩板中央平行于板飛出，電子應(yīng)從哪一時(shí)刻射入，兩板間距至少多大？
（1）    （2）v0T     （3）

試題分析：（1）電子飛出過程中只有電場力做功，根據(jù)動(dòng)能定理得：      可求：
（2）若電子恰能平行于金屬板飛出，說明電子在豎直方向前半周期做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后半周期做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，到電子飛出電場最少用時(shí)為T；則電子水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)：L=v0T
（3）若電子恰能從兩板中央平行于板飛出，要滿足兩個(gè)條件，第一豎直方向的位移為零，第二豎直方向的速度為零；則電子豎直方向只能先加速到某一速度vy再減速到零，然后反方向加速度到vy再減速到零．由于電子穿過電場的時(shí)間為T，所以豎直方向每段加速、減速的時(shí)間只能為，即電子豎直方向只能先加速時(shí)間到達(dá)某一速度vy再減速時(shí)間速度減小到零，然后反方向加速時(shí)間到達(dá)某一速度vy，再減速時(shí)間速度減小到零，電子回到原高度．根據(jù)以上描述電子可以從t時(shí)刻進(jìn)入：。
設(shè)兩板間距至為d，而電子加速時(shí)間的豎直位移為：，
而電子減速時(shí)間的豎直位移也為：h；
所以電子在豎直方向的最大位移為：y=2h
而：y≤,解得：d≥
所以d的最小值為：
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖13-9-11所示,帶正電的粒子以一定的初速度v0沿兩板的中線進(jìn)入水平放置的平行金屬板內(nèi),恰好沿下板的邊緣飛出,已知板長為L,板間距離為d,板間電壓為U,帶電粒子的電荷量為q,粒子通過平行金屬板的時(shí)間為t(不計(jì)粒子的重力),則(    )

圖13-9-11
A．在前時(shí)間內(nèi),電場力對粒子做的功為
B．在后時(shí)間內(nèi),電場力對粒子做的功為Uq
C．在粒子下落前和后的過程中,電場力做功之比為1∶2
D．在粒子下落前和后的過程中,電場力做功之比為2∶1

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如下圖所示為電子顯示儀器(如示波器)的核心部件。如圖所示,部分為加速裝置，陰極產(chǎn)生的熱電子由靜止開始經(jīng)加速電壓u1加速后，進(jìn)入板長為，間距為d，電壓為u2的偏轉(zhuǎn)區(qū)域，距偏轉(zhuǎn)區(qū)域右側(cè)為的位置是熒光屏，電子轟擊熒光屏能夠顯示出光斑。依據(jù)上述信息，求：
(1)若偏轉(zhuǎn)電壓μ2為穩(wěn)定的直流電壓，試推導(dǎo)Y的表達(dá)式；
(2)若u2=kt，光斑在熒光屏上做什么運(yùn)動(dòng)?速度多大?
(3)若u2=βt2，光斑在熒光屏上做什么運(yùn)動(dòng)?加速度多大?
(4)若u2=umsinωt，光斑在熒光屏上的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)如何?光斑在熒光屏上的運(yùn)動(dòng)范圍多大?

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖2-3所示，一帶電粒子以豎直向上的初速度，自A處進(jìn)入電場強(qiáng)度為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場，它受到的電場力恰與重力大小相等。當(dāng)粒子到達(dá)圖中B處時(shí)，速度大小仍為，但方向變?yōu)樗较蛴遥敲碅、B之間的電勢差等于多少？從A到B經(jīng)歷的時(shí)間為多長？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示是一個(gè)示波管工作原理圖，電子經(jīng)電壓U1=4.5×103V加速后以速度V0垂直等間距的進(jìn)入電壓U2=180V，間距為d=1.0cm，板長l=5cm的平行金屬板組成的偏轉(zhuǎn)電場，離開電場后打在距離偏轉(zhuǎn)電場s=10cm的屏幕上的P點(diǎn)，（e=1.6×10-19C，m=9.0×10-31kg）
求：
（1）電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度V0=？
（2）射出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)速度的偏角tanθ=？
（3）打在屏幕上的側(cè)移位移OP=？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖甲所示，在兩距離足夠大的平行金屬板中央有一個(gè)靜止的電子（不計(jì)重力），當(dāng)兩板間加上如圖乙所示的交變電壓后，若取電子初始運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较�，則下列圖象中能正確反映電子的速度v、位移x、加速度a、動(dòng)能Ek四個(gè)物理量隨時(shí)間變化規(guī)律的是

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，A、B兩塊金屬板水平放置，相距為d="0." 6 cm，兩板間加有一周期性變化的電壓，當(dāng)B板接地（）時(shí)，A板電勢，隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示．現(xiàn)有一帶負(fù)電的微粒在t=0時(shí)刻從B板中央小孔射入電場，若該帶電微粒受到的電場力為重力的兩倍，且射入電場時(shí)初速度可忽略不計(jì)．求：

（1）在0～和～T這兩段時(shí)間內(nèi)微粒的加速度大小和方向；
（2）要使該微粒不與A板相碰，所加電壓的周期最長為多少（g="10" m/s2）．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，相隔一定距離的豎直邊界兩側(cè)為相同的勻強(qiáng)磁場區(qū)，磁場方向垂直紙面向里，在邊界上固定兩長為L的平行金屬極板MN和PQ，兩極板中心各有一小孔S1、S2，兩極板間電壓的變化規(guī)律如圖乙所示，正反向電壓的大小均為U0，周期為T0.在t＝0時(shí)刻將一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為－q(q>0)的粒子由S1靜止釋放，粒子在電場力的作用下向右運(yùn)動(dòng)，在t＝時(shí)刻通過S2垂直于邊界進(jìn)入右側(cè)磁場區(qū)．(不計(jì)粒子重力，不考慮極板外的電場)


(1)求粒子到達(dá)S2時(shí)的速度大小v和極板間距d.
(2)為使粒子不與極板相撞，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小應(yīng)滿足的條件．
(3)若已保證了粒子未與極板相撞，為使粒子在t＝3T0時(shí)刻再次到達(dá)S2，且速度恰好為零，求該過程中粒子在磁場內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，在真空中足夠大的絕緣水平地面上，一個(gè)質(zhì)量為m＝0.2 kg，帶電荷量為q＝＋2.0×10－6 C的小物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，小物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1.從t＝0時(shí)刻開始，空間加上一個(gè)如圖乙所示的場強(qiáng)大小和方向呈周期性變化的電場(取水平向右的方向?yàn)檎较颍?i>g取10 m/s2)，求：

小題1: 23秒內(nèi)小物塊的位移大��；
小題2: 23秒內(nèi)電場力對小物塊所做的功．

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