2.如圖所示,一種射線管由平行金屬板A、B和平行于金屬板的細(xì)管C組成.放射源O在A極板左端,可以向各個方向發(fā)射不同速率、質(zhì)量為m的電子.若極板長為L,間距為d.當(dāng)A、B板加上電壓U時,只有某一速度的電子能從細(xì)管C水平射出,細(xì)管C離A板垂直距離為$\frac{3}{4}$d.以已知電子的電荷量為e,L=2d,不計電子重力與它們之間的相互作用力.
求:能從細(xì)管C水平射出的電子從放射源O發(fā)射時的速度.

分析 電子能從細(xì)管C水平射出,電子在垂直于極板的方向上做勻減速運(yùn)動,當(dāng)豎直分速度恰好減為零,且豎直分位移等于$\frac{3}{4}$d.該電子運(yùn)動的逆過程是類平拋運(yùn)動,運(yùn)用分位移公式和牛頓第二定律結(jié)合解答.

解答 解:設(shè)所求的速度為v,與板A成θ角.電子在垂直于極板的方向上做勻減速運(yùn)動,當(dāng)豎直分速度恰好減為零,有 $\frac{3}{4}$d=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$
水平位移 L=vxt
兩式相除得 $\fracuaj53du{L}$=$\frac{2at}{3{v}_{x}}$=$\frac{2{v}_{y}}{3{v}_{x}}$
由題意可知 L=2d,則有 $\frac{{v}_{y}}{{v}_{x}}$=$\frac{3}{4}$
又 vy2=2a×$\frac{3}{4}d$
a=$\frac{eU}{md}$
又 v=$\sqrt{{v}_{x}^{2}+{v}_{y}^{2}}$
聯(lián)立解得 v=$\frac{5}{3}$$\sqrt{\frac{3eU}{2m}}$
tanθ=$\frac{{v}_{y}}{{v}_{x}}$=$\frac{3}{4}$,θ=37°,與A板夾角為37°
答:能從細(xì)管C水平射出的電子從放射源O發(fā)射時的速度大小為$\frac{5}{3}$$\sqrt{\frac{3eU}{2m}}$,方向與A板夾角為37°.

點(diǎn)評 本題采取逆向思維,關(guān)鍵掌握求解類平拋運(yùn)動的方法,類平拋運(yùn)動在水平方向上做勻速直線運(yùn)動,在豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.在傾角為θ的兩平行光滑長直金屬導(dǎo)軌的下端,接有一電阻R,導(dǎo)軌自身的電阻可忽略不計,有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與兩金屬導(dǎo)軌平面垂直,方向垂直于導(dǎo)軌面向上.質(zhì)量為m,電阻為r長度為 L 的金屬棒ab,在沿著導(dǎo)軌面且與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌以速度 V 勻速上滑,上升高度為h,如圖所示.則在此過程中( 。
A.通過電阻R的電流為:$\frac{BLV}{R+r}$
B.恒力F在數(shù)值上等于mgsinθ+$\frac{{B}^{2}{L}^{2}V}{R+r}$
C.恒力F與重力的合力對金屬棒ab所做的功等于零
D.恒力F對金屬棒ab所做的功等于電阻R上釋放的焦耳熱

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

13.如圖甲所示,一個帶負(fù)電荷的液滴靜止在一個平行板電容器中靠近下板的M點(diǎn),電容器的電壓為U0.現(xiàn)將t=0時電容器的電壓變?yōu)?U0,t=t0時刻電壓突變?yōu)榱,然后電壓在零?U0之間交替變化,如圖乙所示.使帶電液滴在M與N之間做往復(fù)運(yùn)動,設(shè)帶電液滴未碰到極板,求:

(1)電壓變化的周期.
(2)平行板電容器內(nèi)場強(qiáng)的最大值.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.如圖是示波管的原理圖,它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極(XX′和YY′)、熒光屏組成,管內(nèi)抽成真空.給電子槍通電后,如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′和YY′上都沒有加電壓,電子束將打在熒光屏的中心O點(diǎn).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X應(yīng)帶正電B.極板X′應(yīng)帶正電C.極板Y應(yīng)帶正電D.極板Y′應(yīng)帶正電

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.一個勻強(qiáng)電場,實線表示電場線,一個正離子射入該電場后,在電場中運(yùn)動的軌跡在圖中用虛線表示,ab是軌跡上的兩點(diǎn)(離子由a至b)( 。
A.該電場的電場強(qiáng)度方向向右,a、b兩點(diǎn)的電勢φa<φb
B.該電場的電場強(qiáng)度方向向左,a、b兩點(diǎn)的電勢φa>φb
C.該電場的電場強(qiáng)度方向向右,a、b兩點(diǎn)的電勢φab
D.該電場的電場強(qiáng)度方向向左,a、b兩點(diǎn)的電勢φa<φb

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.關(guān)于自由落體運(yùn)動(g=10m/s2),下列說法不正確的是(  )
A.它是豎直向下,v0=0、a=g的勻加速直線運(yùn)動
B.在開始連續(xù)三個2秒內(nèi)通過的位移之比是1:3:5
C.在開始連續(xù)的三個2秒末的速度大小之比是1:2:3
D.從開始運(yùn)動到距下落點(diǎn)4m,8m,12m所經(jīng)歷的時間內(nèi)的平均速度的比為1:2:3

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

14.如圖所示為一真空示波管的示意圖,電子從燈絲K發(fā)出(初速度可忽略不計),經(jīng)燈絲與A板間的電壓U1加速,從A板中心孔沿中心線KO射出,然后進(jìn)入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中(偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強(qiáng)電場),電子進(jìn)入M、N間電場時的速度與電場方向垂直,電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場后打在熒光屏上的P點(diǎn).已知M、N兩板間的電壓為U2,兩板間的距離為d,板長為L,板的右端到熒光屏的距離為b,不計電子受到的重力及它們之間的相互作用力.
(1)若電子的質(zhì)量為m,電荷量大小為e,求電子穿過A板時速度的大;
(2)若電子的電量和質(zhì)量未知,則電子打在熒光屏上的點(diǎn)P到熒光屏中心的距離Yop為多少?;
(3)若電子的電量為e,則電子打到熒光屏上的動能為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

11.在測定金屬絲的電阻率的實驗中,用毫米刻度尺 測出金屬絲的長度L,用螺旋測微器測出金屬絲的直徑.由ρ=$\frac{πl5kptl9^{2}U}{4IL}$可知,對實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性影響最大的是A
A.金屬絲直徑d的測量         B.電壓U的測量
C.電流I的測量                    D.金屬絲長度L的測量.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.甲、乙兩車同時從A地出發(fā),先后到達(dá)B地.已知甲運(yùn)動的時間較長,則( 。
A.甲、乙通過的位移不相等B.甲的平均速度一定比乙小
C.甲的平均速度一定比乙大D.甲的瞬時速度一定比乙大

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