如圖所示，在兩條平行的虛線間存在著寬度為L(zhǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在與右側(cè)虛線相距為L(zhǎng)處有一個(gè)與電場(chǎng)平行的屏．現(xiàn)有一電荷量為+q、質(zhì)量為m的帶電粒子（重力不計(jì)），以垂直于電場(chǎng)線方向的初速度v0射入電場(chǎng)中，v0方向的延長(zhǎng)線與屏的交點(diǎn)為O．試求：

（1）粒子從射入到打到屏上所用的時(shí)間；
（2）粒子剛射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向與初速度方向間夾角的正切值；
（3）粒子打在屏上的點(diǎn)P到O距離y．

（1）　�。�1）　　（3）

解析試題分析：（1）根據(jù)題意，帶電粒子垂直射入電場(chǎng)，只受電場(chǎng)力作用而做類平拋運(yùn)動(dòng)，粒子在垂直于電場(chǎng)線的方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)線方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，從右側(cè)虛線射出電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：，解得：粒子從射入到打到屏上所用的時(shí)間．
（2）設(shè)粒子射出電場(chǎng)時(shí)沿平行電場(chǎng)線方向的速度為，根據(jù)牛頓第二定律得：，解得：
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：，
解得：粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：　　　．
所以粒子剛射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向與初速度方向間夾角的正切值為．
（3）設(shè)粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)距離為，則 
帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由幾何關(guān)系知：偏轉(zhuǎn)的距離為
又　，解得：．
考點(diǎn)：本題考查帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)的合成與分解及牛頓第二定律．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

如圖所示，虛線a、b、c代表靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,它們的電勢(shì)分別為φa、φb和φc， φa>φb>φc。一帶正電的粒子射入電場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線KLMN所示。由圖可知（   ）

A．粒子從K到L的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功
B．粒子從L到M的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功
C．粒子從K到L的過(guò)程中，電勢(shì)能增加
D．粒子從L到M的過(guò)程中，動(dòng)能增加

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓心O1在x軸上，且OO1等于圓的半徑。虛線MN平行于x軸且與圓相切，在MN的上方存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E0，方向沿x軸的負(fù)方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B0，方向垂直紙面向外。兩個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的正粒子a、b，以相同大小的初速度從原點(diǎn)O射入磁場(chǎng)，速度的方向與x軸夾角均為30?。兩個(gè)粒子射出圓形磁場(chǎng)后，垂直MN進(jìn)入MN上方場(chǎng)區(qū)中恰好都做勻速直線運(yùn)動(dòng)。不計(jì)粒子的重力，求：

（1）粒子初速度v的大小。
（2）圓形區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。
（3）只撤去虛線MN上方的磁場(chǎng)B0，a、b兩個(gè)粒子到達(dá)y軸的時(shí)間差△t 。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（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�，F(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(zhǎng)？
（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？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，帶負(fù)電的小球靜止在水平放置的兩平行金屬板間，距下板h＝0.8 m.兩板間的電勢(shì)差為300 V，如果兩板間電勢(shì)差減小到60 V，則帶電小球運(yùn)動(dòng)到極板上需多長(zhǎng)時(shí)間？(取g＝10 m/s2)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖甲所示是電容器充、放電電路．配合電流傳感器，可以捕捉瞬間的電流變化，并通過(guò)計(jì)算機(jī)畫(huà)出電流隨時(shí)間變化的圖象．實(shí)驗(yàn)中選用直流8 V電源，電容器選用電解電容器．先使單刀雙擲開(kāi)關(guān)S與1端相連，電源向電容器充電，這個(gè)過(guò)程可瞬間完成．然后把單刀雙擲開(kāi)關(guān)S擲向2端，電容器通過(guò)電阻R放電，傳感器將電流傳入計(jì)算機(jī)，圖象上顯示出放電電流隨時(shí)間變化的I－t曲線，如圖乙所示．以下說(shuō)法正確的是(　  　)

A．電解電容器用氧化膜做電介質(zhì)，由于氧化膜很薄，所以電容較小
B．隨著放電過(guò)程的進(jìn)行，該電容器兩極板間電壓逐漸減小
C．由傳感器所記錄的該放電電流圖象可以估算出該過(guò)程中電容器的放電電荷量
D．通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可以估算出該電容器的電容值

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（8分）如圖17所示的裝置放置在真空中，熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子，金屬絲和豎直金屬板之間加以電壓U1=2500V，發(fā)射出的電子被加速后，從金屬板上的小孔S射出。裝置右側(cè)有兩個(gè)相同的平行金屬極板水平正對(duì)放置，板長(zhǎng)l=6.0cm，相距d=2cm，兩極板間加以電壓U2=200V的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。從小孔S射出的電子恰能沿平行于板面的方向由極板左端中間位置射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。已知電子的電荷量e=1.6×10-19C，電子的質(zhì)量m=0.9×10-30kg，設(shè)電子剛離開(kāi)金屬絲時(shí)的速度為0，忽略金屬極板邊緣對(duì)電場(chǎng)的影響，不計(jì)電子受到的重力。求：

（1）電子射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能Ek；
（2）電子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)在豎直方向上的側(cè)移量y；
（3）電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)它所做的功W。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖甲所示為電視機(jī)中的顯像管的原理示意圖，電子槍中的燈絲加熱陰極而逸出電子，這些電子再經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，從O點(diǎn)進(jìn)入由磁偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中，經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后打到熒光屏MN上，使熒光屏發(fā)出熒光形成圖像，不計(jì)逸出的電子的初速度和重力。已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，加速電場(chǎng)的電壓為U，偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布在邊長(zhǎng)為l的正方形abcd區(qū)域內(nèi)，磁場(chǎng)方向垂直紙面，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。在每個(gè)周期內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度都是從-B0均勻變化到B0。磁場(chǎng)區(qū)域的左邊界的中點(diǎn)與O點(diǎn)重合，ab邊與OO′平行，右邊界bc與熒光屏之間的距離為s。由于磁場(chǎng)區(qū)域較小，且電子運(yùn)動(dòng)的速度很大，所以在每個(gè)電子通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，可認(rèn)為磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，即為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，不計(jì)電子之間的相互作用。求：

（1）為使所有的電子都能從磁場(chǎng)的bc邊射出，求偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值。
（2）若所有的電子都能從磁場(chǎng)的bc邊射出時(shí)，熒光屏上亮線的最大長(zhǎng)度是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，熱電子由陰極飛出時(shí)的初速忽略不計(jì)，電子發(fā)射裝置的加速電壓為U0。電容器板長(zhǎng)和板間距離均為L(zhǎng)=10cm，下極板接地。電容器右端到熒光屏的距離也是L=10cm。在電容器兩極板間接一交變電壓，上極板的電勢(shì)隨時(shí)間變化的圖像如左圖，電勢(shì)最大值Um=3U0。（假定每個(gè)電子穿過(guò)平行板的時(shí)間極短，可以認(rèn)為電壓是不變的）求：在t=0.06s時(shí)刻進(jìn)入電容器的電子打在熒光屏上離O點(diǎn)的距離？

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