分析 (1)根據(jù)動能定理求帶電粒子進入偏轉(zhuǎn)電場的速率.
(2)帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動,平行板方向做勻速直線運動,帶電粒子在垂直于板方向先做初速度為零的勻加速直線運動,后勻減速直線運動,勻加速和勻減速運動的加速度大小相等,時間相等.結(jié)合牛頓第二定律和運動學公式解答.
解答 解:(1)帶電粒子在加速電場的運動過程,由動能定理得:
qU1=$\frac{1}{2}$mv02
解得:v0=$\sqrt{\frac{2q{U}_{1}}{m}}$=$\sqrt{\frac{2×1.6×1{0}^{-9}×10}{2×1{0}^{-19}}}$=4×105m/s.
(2)帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動,平行板方向做勻速直線運動,運動的總時間為:
t=$\frac{L}{{v}_{0}}$=$\frac{0.4}{4×1{0}^{5}}$=1×106s
可知,帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中運動的時間等于交變電壓的周期T.
在交變電壓的一個周期T內(nèi),帶電粒子在垂直于板方向先做初速度為零的勻加速直線運動,后勻減速直線運動,勻加速和勻減速運動的加速度大小相等,時間相等,根據(jù)對稱性可知,這兩個過程偏轉(zhuǎn)的位移大小相等,所以帶電粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時偏轉(zhuǎn)距離為 y=2×$\frac{1}{2}a(\frac{t}{2})^{2}$
由牛頓第二定律得加速度為:a=$\frac{qE}{m}$=$\frac{q{U}_{AB}}{md}$
由以上各式解得:y=$\frac{{U}_{AB}{L}^{2}}{8{U}_{1}d}$
代入數(shù)據(jù)解得 y=0.2m
根據(jù)對稱性可知,粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時速度平行于金屬板,所以該粒子打在屏上的點與O′的距離是y=0.2m
答:
(1)帶電粒子進入偏轉(zhuǎn)電場的速率是4×105m/s.
(2)該粒子打在屏上的點與O′的距離是0.2m.
點評 本題考查帶電粒子在電場中的運動問題,關(guān)鍵要正確分析帶電粒子的受力情況,判斷出運動情況,要明確類平拋運動的研究方法與平拋運動相似,采用運動的合成與分解,要抓住運動過程的特點:對稱性研究.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | TA增大,TB不變 | B. | TA不變,TB增大 | C. | TA、TB均減小 | D. | TA、TB均不變 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 三種粒子打到屏上時的速度一樣大 | B. | 三種粒子運動到屏上所用時間相同 | ||
C. | 三種粒子一定打到屏上的同一位置 | D. | 偏轉(zhuǎn)電場E2對三種粒子做功一樣多 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 沿電場線方向做勻減速直線運動 | B. | 沿電場線方向做變加速直線運動 | ||
C. | 沿電場線方向做勻加速直線運動 | D. | 偏離電場線方向做曲線運動 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 滑動觸頭向右移動時,電子打在P上的位置上升 | |
B. | 滑動觸頭向左移動時,電子打在P上的位置上升 | |
C. | 電壓U增大時,電子從發(fā)出到打在P上的時間不變 | |
D. | 電壓U增大時,電子打在P上的速度大小不變 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 帶電小球的動能一定變化 | B. | 帶電小球運動的軌跡可能是直線 | ||
C. | 帶電小球做的一定是勻變速運動 | D. | 帶電小球在a 點的速度可能為零 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 大地 | B. | 路旁樹木 | C. | 滑板少年 | D. | 太陽 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 時刻表示時間較短,時間表示時間較長 | |
B. | 時刻對應位置,時間對應位移 | |
C. | 早上7:40上第一節(jié)課,7:40指的是時間 | |
D. | 1 min內(nèi)有60個時刻 |
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