18．如圖所示，相距為d 的兩塊平行金屬板M、N 與電源相連，電鍵S 閉合后，M、N 間有勻強(qiáng)電 場(chǎng)．一個(gè)帶電粒子，垂直于電場(chǎng)方向從M 板邊緣射入電場(chǎng)，恰打在N 板中央．若不計(jì)重力，求：為了使粒子能剛好飛出電場(chǎng)，N 板應(yīng)向下移動(dòng)多少？

分析 以一定速度垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，由于速度與電場(chǎng)力垂直，所以粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)．這樣類平拋運(yùn)動(dòng)可將看成沿初速度方向的勻速直線與垂直于初速度方向勻加速直線運(yùn)動(dòng)．根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解題．

解答 解：由于一重力不計(jì)的帶電粒子垂直于電場(chǎng)方向從M邊緣射入電場(chǎng)，做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且恰好打在N板中央，設(shè)極板間的電壓為U、極板間的寬度為d、極板的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，粒子的初速度為v0．
所以水平方向：$\frac{L}{2}$=v0t ①
豎直方向：d=$\frac{1}{2}$at2=$\frac{1}{2}$$\frac{qU}{dm}$t2 ②
由②解得：d2=$\frac{qU}{2m}$t2 ③
為使粒子剛好能飛出電場(chǎng)，則水平方向：L=v0t2 ④
由①④兩式解得：t2=2t ⑤
此過(guò)程保持電鍵閉合狀態(tài)，即上面公式中電壓U不變，由③⑤兩式可知當(dāng)時(shí)間由t變?yōu)?t時(shí)，d變?yōu)?d，即極板寬度變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，N板向下移動(dòng)d．
答：N 板應(yīng)向下移動(dòng)d即可．

點(diǎn)評(píng) 帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)做勻加速曲線運(yùn)動(dòng)．應(yīng)用處理類平拋運(yùn)動(dòng)的方法處理粒子運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵在于分析臨界條件．

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：多選題

3．一物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，圖甲、乙、丙、丁是以時(shí)間為橫軸的運(yùn)動(dòng)圖象．則關(guān)于此物體的運(yùn)動(dòng)圖象，下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．甲是速度隨時(shí)間變化圖象B．乙是位移隨時(shí)間變化圖象
C．丙是位移隨時(shí)間變化圖象D．丁是加速度隨時(shí)間變化圖象

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

9．一簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，t=0時(shí)刻的波形如圖（a）所示，x=0.30m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線如圖（b）所示，該質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正向（填“正向”或“負(fù)向”）．已知該波的波長(zhǎng)大于0.30m，則該波的波長(zhǎng)為0.8m．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

6．均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)．如圖所示，在半 球面 AB 上均勻分布正電荷，總電荷量為 q，球面半徑為 R，CD 為通過(guò)半球頂點(diǎn)與球心 O 的軸線，在軸線上有 M、N 兩點(diǎn)，OM=ON=2R．已知 M 點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為 E，則 N 點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為$\frac{kq}{2{R}^{2}}$-E．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

13．如圖所示電子射線管．陰極K發(fā)射電子，陽(yáng)極P和陰極K間加上電壓后電子被加速．A、B是偏向板，使飛進(jìn)的電子偏離．若已知P、K間所加電壓UPK=2.5×103V，偏向板長(zhǎng)L=6.0×10-2m，板間距離d=10-2m，所加電壓UAB=100V．R=1.4×10-2m．電子質(zhì)量me=9.1×10-31kg，電子電量e=-1.6×10-19C．設(shè)從陰極出來(lái)的電子速度為0．試問：
（1）電子通過(guò)陽(yáng)極P板的速度v0是多少？
（2）電子通過(guò)偏向板時(shí)具有動(dòng)能Ek是多少？
（3）電子通過(guò)偏向板到達(dá)熒光屏上O′點(diǎn)，此點(diǎn)偏離入射方向的距離y是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

3．噴墨打印機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示，其中墨盒可以發(fā)出墨汁微滴，其半徑約為10-5m，此微滴經(jīng)過(guò)帶電室時(shí)被帶上負(fù)電，帶電的多少由計(jì)算機(jī)按字體筆畫高低位置輸入信號(hào)加以控制．帶電后的微滴以一定的初速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，帶電微滴經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)后，打到紙上，顯示出字體．無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，墨汁微滴不帶電，徑直通過(guò)偏轉(zhuǎn)板而注入回流槽流回墨盒．設(shè)偏轉(zhuǎn)板板長(zhǎng)1.6cm，兩板間的距離為0.50cm，偏轉(zhuǎn)板的右端距紙3.2cm．若一個(gè)墨汁微滴的質(zhì)量為1.6×10-10 kg，以20m/s的初速度垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，兩偏轉(zhuǎn)板間的電壓是8.0×103 V，若墨汁微滴打到紙上點(diǎn)距原射入方向的距離是2.0mm．求這個(gè)墨汁微滴通過(guò)帶電室?guī)У碾娏渴嵌嗌�？（不�?jì)空氣阻力和重力，可以認(rèn)為偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)只局限在平行板電容器內(nèi)部，忽略邊緣電場(chǎng)的不均勻性．）為了使紙上的字體放大10%，請(qǐng)你分析提出一個(gè)可行的方法．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

10．如圖（a）所示，真空室中電極K發(fā)出的電子（初速不計(jì)）經(jīng)過(guò)U0=1000V的加速電場(chǎng)后，由小孔S沿兩水平金屬板A、B間的中心線射入，A、B板長(zhǎng)l=0.20m，板間距離d=0.02m．加在A、B兩板間的電壓“隨時(shí)間變化的u-t圖線如圖（b）所示．設(shè)A、B間的電場(chǎng)可看作是均勻的，且兩板外無(wú)電場(chǎng)，在每個(gè)電子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)可視作恒定的．兩板右側(cè)放一記錄圓筒，筒的左側(cè)邊緣與極板右端距離b=0.15m，筒能接收到通過(guò)A、B板的全部電子，以t-0時(shí)（見圖（b），此時(shí)u=0）電子打到圓筒記錄紙上的點(diǎn)作為y坐標(biāo)系的原點(diǎn)，并取y軸豎直向上．試計(jì)算

（1）電子能穿出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)電壓的最大值為多少？
（2）電子打到記錄紙上的最高點(diǎn)的Y．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

7．一束初速度不計(jì)的電子在經(jīng)U1的加速電壓加速后，在距兩極板等距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩極板間電壓為U2，如圖所示，若板間距離為d，板長(zhǎng)為l，偏轉(zhuǎn)電極邊緣到熒光屏的距離為L(zhǎng)，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)只存在于該平行板之 間．已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，假設(shè)電子能夠打出平行金屬板，求：
（1）電子離開加速電場(chǎng)時(shí)速度大��；
（2）電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)豎直方向的位移；
（3）電子打到離熒光屏上中心O點(diǎn)多遠(yuǎn)處？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

8．如圖電路中，電池組的電動(dòng)勢(shì)E=42V，內(nèi)阻r=2Ω，定值電阻R=20Ω，D是電動(dòng)機(jī)，其線圈電阻R′=1Ω，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，理想電壓表示數(shù)為20V．求電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)：
（1）通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流；
（2）電動(dòng)機(jī)的輸出功率．

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