如圖(a)所示,A和B表示在真空中兩平行金屬板,加上電壓后,它們之間的電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng),圖(b)表示一周期性的交變電壓波形,橫坐標(biāo)代表時(shí)間t,縱坐標(biāo)代表電壓U,從t=0開(kāi)始,電壓為一給定值U0,經(jīng)過(guò)半個(gè)周期,突然變?yōu)?U0,再過(guò)半個(gè)周期,又突然變?yōu)閁0;…如此周期性交替變化.將上述交變電壓U加在A、B兩板上,使開(kāi)始時(shí)A板電勢(shì)比B板高.在t=0時(shí),在緊靠B板處有一個(gè)初速為零的電子(質(zhì)量為m,電量為q)在電場(chǎng)作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間T(T為電壓變化的周期且已知)剛好到達(dá)A板.
(1)求兩板間的距離d;
(2)在t=
T
3
時(shí),在緊靠B板處有一個(gè)初速為零的電子在電場(chǎng)作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng),則電子經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間打在哪個(gè)板上?
(3)在t=
T
6
時(shí),在緊靠B板處有一個(gè)初速為零的電子在電場(chǎng)作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng),則電子經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間打在哪個(gè)板上?

(1)由于前后兩個(gè)半周期電壓大小相等,故電子在極板間的加速a=
qU
md
大小相等,又初末速度為零,故全程的平均速度相等,則加速階段和減速度階段的位移相等:
d=
1
2
qU0
md
(
T
2
)
2
×2

解得:
d=
T
2
qU0
m

(2)在t=
T
3
時(shí),初速為零的電子,由于加速時(shí)間小于減速時(shí)間,故會(huì)打到B板上,經(jīng)過(guò)時(shí)間t=
T
6
×2+t1
打在B板上.
其中t1滿足:
1
2
a(
T
6
)2×2=
1
2
a
t21

解得:
t1=
2
6
T

故:
t=
2+
2
6
T

(3)在t=
T
6
時(shí),初速為零的電子,經(jīng)過(guò)時(shí)間T向A的位移為:
s=[
1
2
a(
T
3
)
2
-
1
2
a(
T
6
)
2
]×2=
1
12
aT2

經(jīng)分析電子到達(dá)A板的時(shí)間應(yīng)為:
t=(2+
2
3
)T-t2

其中t2滿足:
1
2
a(
T
3
)2×2-
1
12
aT2=
1
2
a
t22

解得:
t2=
2
6
T

故:
t=
16-
2
6
T

答:
(1)兩板間的距離d=
T
2
qU0
m

(2)在t=
T
3
時(shí),在緊靠B板處有一個(gè)初速為零的電子在電場(chǎng)作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng),則電子經(jīng)t=
2+
2
6
T
打在B板上.
(3)在t=
T
6
時(shí),在緊靠B板處有一個(gè)初速為零的電子在電場(chǎng)作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng),則電子經(jīng)t=
16-
2
6
T
打在A板上.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在紙面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場(chǎng),一帶正電的小球(重力不計(jì))在一恒力F的作用下沿圖中虛線由A至B做勻速運(yùn)動(dòng),已知力F和AB間夾角為θ,AB間距離為d,小球帶電量為q,則下列結(jié)論正確的是( 。
A.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E=
Fcosθ
q
B.AB兩點(diǎn)的電勢(shì)差為
Fdcosθ
q
C.帶電小球由A運(yùn)動(dòng)至B過(guò)程中電勢(shì)能增加了Fdcosθ
D.若帶電小球由B向A做勻速直線運(yùn)動(dòng),則F必須反向

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

平行金屬板A、B相距為d,如圖(a)所示,板間加有隨時(shí)間而變化的電壓,如圖(b)所示.設(shè)U0和T已知.A板上O處有一靜止的帶電粒子,其電量為q,質(zhì)量為m(不計(jì)重力).在t=0時(shí)刻受板間電場(chǎng)加速向B板運(yùn)動(dòng),途中由于電場(chǎng)反向又向A板返回,
(1)為使t=T時(shí)粒子恰好回到O點(diǎn),求
U0
Ux
的比值應(yīng)滿足什么關(guān)系?粒子返回O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是多少?
(2)為使粒子在由A向B運(yùn)動(dòng)中不致碰到B板,求Ux的取值范圍.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖甲所示,兩塊正對(duì)的平行金屬板AB和CD板間距為d,長(zhǎng)度為?,B、D為兩板的右端點(diǎn),在金屬板B、D端的右側(cè)有一與金屬板垂直放置的熒光屏MN,熒光屏距B、D端的距離為?.質(zhì)量m、電量e的電子以相同的初速度從極板左邊中央沿平行極板的直線連續(xù)不斷地射入.當(dāng)兩板均不帶電時(shí),這些電子通過(guò)兩板之間的時(shí)間為3T/2;當(dāng)在兩板間加如圖乙所示的周期為T,幅值恒為U0的周期性電壓時(shí)(t=0時(shí)刻AB板電勢(shì)高于CD板),所有電子均能從兩板間通過(guò).試確定:
(1)在t=
T
2
時(shí)刻從兩板間飛入的電子在飛出電場(chǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向與水平方向的夾角為多少(用e、m、U0、T、?、d及反正切函數(shù)表示);
(2)電子在熒光屏上分布的范圍.(忽略極板邊緣處電場(chǎng)的影響,不計(jì)電子的重力以及電子之間的相互作用,取e/m=2×1010c/kg,U0=20V,T=10-6s,d=1m).

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:多選題

如圖所示,電子經(jīng)加速電場(chǎng)(電壓為U1)后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)(電壓為U2),然后飛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),要使電子飛不出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可采取的措施有(  )
A.增大U1B.減小U1C.增大U2D.減小U2

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖為一勻強(qiáng)電場(chǎng),實(shí)線為電場(chǎng)線,一個(gè)帶電粒子射入該電場(chǎng)后留下一條虛線所示的軌跡,途經(jīng)a,b兩點(diǎn),不計(jì)粒子的重力.則下面判斷正確的是( 。
A.b點(diǎn)的電勢(shì)高于a點(diǎn)的電勢(shì)
B.粒子在a點(diǎn)的動(dòng)能大于在b點(diǎn)的動(dòng)能
C.粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于b點(diǎn)的電勢(shì)能
D.粒子帶正電

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,絕緣固定擦得很亮的鋅板A小平放置,其下方水平放置接地的銅板B.兩板間距為d,兩板面積均為S,正對(duì)面積為S′,且S′<S.當(dāng)用弧光燈照射鋅板上表面后,A、B間一帶電液滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).試分析:
(1)液滴帶何種電荷?
(2)用弧光燈再照射A,液滴做何種運(yùn)動(dòng)?
(3)若使液滴向下運(yùn)動(dòng),應(yīng)采取什么措施?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖1所示,在xoy坐標(biāo)系中,兩平行金屬板如圖放置,OD與x軸重合,板的左端與原點(diǎn)O重合,板長(zhǎng)L=2m,板間距離d=1m,緊靠極板右側(cè)有一熒光屏.兩金屬板間電壓UAO變化規(guī)律如圖2所示,變化周期為T=2×10-3s,U0=103V,t=0時(shí)刻一帶正電的粒子從左上角A點(diǎn),以平行于AB邊v0=1000m/s的速度射入板間,粒子電量q=1×10-5C,質(zhì)量m=1×10-7kg.不計(jì)粒子所受重力.求:
(1)粒子在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(2)粒子打到熒光屏上的縱坐標(biāo);
(3)粒子打到屏上的動(dòng)能.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

示波管是示波器的核心部件,它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成,如圖所示。如果在熒光屏上P點(diǎn)出現(xiàn)亮斑,那么示波管中的
A.極板應(yīng)帶負(fù)電
B.極板應(yīng)帶負(fù)電
C.極板應(yīng)帶負(fù)電
D.極板應(yīng)帶負(fù)電

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同步練習(xí)冊(cè)答案