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如圖所示，兩平行金屬板A、B長(zhǎng)L=8cm，兩板間距離d=8cm，A板比B板電勢(shì)高300V，一個(gè)不計(jì)重力的帶正電的粒子電荷量q=10-10C，質(zhì)量m=10-20kg，沿電場(chǎng)中心線(xiàn)RD垂直電場(chǎng)線(xiàn)飛入電場(chǎng)，初速度υ0=2×106m/s，粒子飛出平行板電場(chǎng)后可進(jìn)入界面MN、PS間的無(wú)電場(chǎng)區(qū)域．已知兩界面MN、PS相距為12cm，D是中心線(xiàn)RD與界面PS的交點(diǎn)．求：
（1）粒子穿過(guò)界面MN時(shí)偏離中心線(xiàn)RD的距離以及速度的大小？
（2）粒子到達(dá)PS界面時(shí)離D點(diǎn)的距離為多少？
（3）設(shè)O為RD延長(zhǎng)線(xiàn)上的某一點(diǎn)，我們可以在O點(diǎn)固定一負(fù)點(diǎn)電荷，使粒子恰好可以繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求在O點(diǎn)固定的負(fù)點(diǎn)電荷的電量為多少？（靜電力常數(shù)k=9.0×109N?m2/C2，保留兩位有效數(shù)字）
（1）帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)后，做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，豎直方向做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．則
粒子穿過(guò)界面MN時(shí)偏離中心線(xiàn)RD的距離為
y=
1
2
at2，
又a=
qU
md

t=
L
v0

聯(lián)立解得，y=
qUL2
2md
v20

代入得，y=0.03m
vy=at=
qUL
mdv0
=1.5×106m/s
故粒子穿過(guò)界面MN時(shí)速度大小為v=
v20
+
v2y
=2.5×106m/s
（2）粒子在MN、PS間的無(wú)電場(chǎng)區(qū)域做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則粒子到達(dá)PS界面時(shí)離D點(diǎn)的距離：
Y=y+vy?
0.12
v0
=0.12m
（3）粒子穿過(guò)界面PS后將繞電荷Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，由幾何關(guān)系得：
v0
v
=
Y
r
，得r=0.15m
由k
qQ
r2
=m
v2
r
得，Q=
mrv2
kq
=1×10-8C
答：（1）求粒子穿過(guò)界面MN時(shí)偏離中心線(xiàn)RO的距離為0.03m；速度大小為2.5×106m/s．
（2）粒子到達(dá)PS界面時(shí)離D點(diǎn)的距離是0.12m．
（3）Q帶電荷量為Q=1.0×10-8C．
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：問(wèn)答題

如圖甲、乙所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)，相距為d的兩平行金屬板一電源相連，一質(zhì)量為m，帶電量為q的粒子以速度v0沿平行金屬板間的中線(xiàn)射入電場(chǎng)區(qū)內(nèi)，從飛入時(shí)刻算起，A、B兩板間所加電壓變化規(guī)律，如乙圖示。為了使帶電粒子射出電場(chǎng)區(qū)時(shí)的速度方向正好平行金屬板，求（1）所加電壓周期T應(yīng)滿(mǎn)足的條件；（2）所加電壓振幅U0應(yīng)滿(mǎn)足的條件。（3）若粒子從t=T/4垂直飛入電場(chǎng)，則所加電壓振幅U0應(yīng)滿(mǎn)足的條件。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，三個(gè)相同的帶負(fù)電的小球從同一高度開(kāi)始自由落下，其中a直接落地，b下落過(guò)程中經(jīng)過(guò)一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)，c下落時(shí)經(jīng)過(guò)一個(gè)水平方向（垂直紙面向里）的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)．不計(jì)空氣阻力，設(shè)它們落地速度大小分別為υa、υb、υc，則（　　）
A．υa=υb=υcB．υa＞υb＞υcC．υa＜υb=υcD．υa=υc＜υb

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

三個(gè)α粒子在同一點(diǎn)沿一方向垂直飛入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，出現(xiàn)了如圖所示的運(yùn)動(dòng)軌跡，由此可判斷（　�。�
A．在b飛離電場(chǎng)的同時(shí)，a剛好打在負(fù)極板上
B．b和c同時(shí)飛離電場(chǎng)
C．進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，c的速度最大，a和b的速度相同
D．動(dòng)能的增加值c最小，a和b一樣大

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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，勻強(qiáng)電場(chǎng)分布在正方形ABCD區(qū)域內(nèi)，場(chǎng)強(qiáng)方向平行于AB邊，M、N分別為AB邊和BC邊的中點(diǎn)．一個(gè)具有初動(dòng)能E0的帶電粒子射入電場(chǎng)（沿紙面運(yùn)動(dòng)）．如果帶電粒子從M點(diǎn)垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)后，恰好從C點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng)，則帶電粒子從C點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為_(kāi)_____；如果帶電粒子以相同初動(dòng)能從N點(diǎn)垂直于BC邊方向射入電場(chǎng)，則它離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為_(kāi)_____．（帶電粒子重力不計(jì)）

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖（甲）所示，兩個(gè)平行金屬板P、Q正對(duì)豎直放置，兩板間加上如圖（乙）所示的交變電壓．t=0時(shí)，Q板比P板電勢(shì)高U0，在兩板的正中央M點(diǎn)有一電子在電場(chǎng)力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)（電子所受重力可忽略不計(jì)），已知電子在0～4t0時(shí)間內(nèi)未與兩板相碰．則電子速度方向向左且速度大小逐漸增大的時(shí)間是（　�。�
A．0＜t＜t0B．t0＜t＜2t0C．2t0＜t＜3t0D．3t0＜t＜4t0

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖，在坐標(biāo)系xoy的第一、第三象限內(nèi)存在相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于xoy面向里；第四象限內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E．一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子自y軸的P點(diǎn)沿x軸正方向射入第四象限，經(jīng)x軸上的Q點(diǎn)進(jìn)入第一象限，隨即撤去電場(chǎng)，以后僅保留磁場(chǎng)．已知OP=d，OQ=2d，不計(jì)粒子重力．
（1）求粒子過(guò)Q點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向．
（2）若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為一定值B0，粒子將以垂直y軸的方向進(jìn)入第二象限，求B0；
（3）若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為另一確定值，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后粒子將再次經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)，且速度與第一次過(guò)Q點(diǎn)時(shí)相同，求該粒子相鄰兩次經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)所用的時(shí)間．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

帶電粒子以速度v0沿豎直方向垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)E中，如圖示，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，其速度變?yōu)樗椒较�，大小仍為v0，則一定有（　　）
A．電場(chǎng)力與重力大小相等
B．粒子運(yùn)動(dòng)的水平位移大小等于豎直位移大小
C．電場(chǎng)力所做的功一定等于克服重力所做的功
D．電勢(shì)能的減少一定大于重力勢(shì)能的增加

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：填空題

一個(gè)初動(dòng)能為E0的電子，垂直電場(chǎng)線(xiàn)飛入平行板電容器中，飛出電容器的動(dòng)能為2E0，如果此電子的初速度減為原來(lái)的一半，則它飛出電容器的動(dòng)能變?yōu)開(kāi)_____．

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同步練習(xí)冊(cè)答案