分析 (1)分為兩個(gè)過(guò)程,一是在電場(chǎng)Ⅰ區(qū)域的加速運(yùn)動(dòng),運(yùn)用能量的關(guān)系可求出加速后的速度;二是在電場(chǎng)Ⅱ區(qū)域內(nèi)的偏轉(zhuǎn),運(yùn)用類平拋的知識(shí)可求出偏轉(zhuǎn)距離,從而得到電子離開(kāi)ABCD區(qū)域的位置.
(2)首先設(shè)出釋放點(diǎn)的坐標(biāo),在運(yùn)用在電場(chǎng)I中的加速和在電場(chǎng)II中的類平拋運(yùn)動(dòng),計(jì)算出表示xy的乘積的方程,滿足此式的點(diǎn)即為符合要求的點(diǎn).
解答 解:(1)設(shè)電子的質(zhì)量為m,電量為e,在電場(chǎng)I中釋放后將做出速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),出區(qū)域I時(shí)的速度為vo,接著進(jìn)入電場(chǎng)II做類平拋運(yùn)動(dòng),假設(shè)電子從CD邊射出,出射點(diǎn)縱坐標(biāo)為y,對(duì)電子的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理和勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式有:
eEL=$\frac{1}{2}$mv2
($\frac{L}{2}$-y)=$\frac{1}{2}$at2=$\frac{1}{2}$$\frac{eE}{m}$($\frac{L}{{v}_{0}}$)2
以上兩式聯(lián)立解得:
y=$\frac{1}{4}$L,所以原假設(shè)成立,即電子離開(kāi)ABCD區(qū)域的位置坐標(biāo)為(-2L,$\frac{1}{4}$L).
(2)設(shè)釋放點(diǎn)在電場(chǎng)區(qū)域I中,其坐標(biāo)為(x,y),在電場(chǎng)I中電子被加速到v1,然后進(jìn)入電場(chǎng)II做類平拋運(yùn)動(dòng),并從D點(diǎn)離開(kāi),有:
eEx=$\frac{1}{2}$m${v}_{1}^{2}$
y=$\frac{1}{2}$at2=$\frac{1}{2}$$\frac{eE}{m}$($\frac{L}{{v}_{1}}$)2
以上兩式聯(lián)立解得:xy=$\frac{{L}^{2}}{4}$,即在電場(chǎng)I區(qū)域內(nèi)滿足方程的點(diǎn)即為所求位置.
答:(1)在該區(qū)域AB邊的中點(diǎn)處由靜止釋放電子,電子從(-2L,$\frac{1}{4}$L)離開(kāi)ABCD區(qū)域.
(2)在電場(chǎng)I區(qū)域內(nèi)適當(dāng)位置由靜止釋放電子,電子恰能從ABCD區(qū)域左下角D處離開(kāi),所有釋放點(diǎn)均滿足xy=$\frac{{L}^{2}}{4}$的位置.
點(diǎn)評(píng) 本題考核了帶電粒子在簡(jiǎn)化的電子槍模型中的運(yùn)動(dòng)情況,是一道拓展型試題,與常見(jiàn)題所不同的是,一般試題是已知電子的出發(fā)點(diǎn),然后求電子在電場(chǎng)作用下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的軌跡或離開(kāi)電場(chǎng)的出射點(diǎn)位置,而本題則是反其道而行之,是規(guī)定了電子的出射點(diǎn),要反推出在何處發(fā)出電子才能滿足所述要求.從內(nèi)容看,該題涉及的是電子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),這部分知識(shí)學(xué)生相對(duì)比較熟悉,也是經(jīng)常訓(xùn)練的題型之一.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 不消耗任何能量的燃料,卻能源源不斷地對(duì)外做功的機(jī)器是絕對(duì)不能制造成功的,因?yàn)樗`背了能的轉(zhuǎn)化和守恒定律 | |
B. | 熱力學(xué)第二定律使我們認(rèn)識(shí)到:自然界中進(jìn)行的一切宏觀過(guò)程都具有方向性,是不可逆的 | |
C. | 能量只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,而不能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式 | |
D. | 只要不違背能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的機(jī)器總是能夠制造成功的 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 變小 | B. | 不變 | C. | 變大 | D. | 無(wú)法判斷 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 電源的電動(dòng)勢(shì)為3 V,內(nèi)阻為0.5Ω | B. | 電阻R的阻值為1Ω | ||
C. | 電源的輸出功率為2 W | D. | 電源的效率為50% |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 因?yàn)橐后w表面分子分布比內(nèi)部密,所以有收縮趨勢(shì) | |
B. | 液體表面分子分布和內(nèi)部相同,所以有收縮趨勢(shì) | |
C. | 因?yàn)橐后w表面分子分布比內(nèi)部稀,所以有收縮趨勢(shì) | |
D. | 液體表面分子受到與其接觸的氣體分子的斥力作用,使液體表面有收縮趨勢(shì) |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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