（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？

（1）    （2）v0T     （3）

解析試題分析：（1）電子飛出過(guò)程中只有電場(chǎng)力做功，根據(jù)動(dòng)能定理得：      可求：
（2）若電子恰能平行于金屬板飛出，說(shuō)明電子在豎直方向前半周期做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后半周期做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，到電子飛出電場(chǎng)最少用時(shí)為T(mén)；則電子水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)：L=v0T
（3）若電子恰能從兩板中央平行于板飛出，要滿足兩個(gè)條件，第一豎直方向的位移為零，第二豎直方向的速度為零；則電子豎直方向只能先加速到某一速度vy再減速到零，然后反方向加速度到vy再減速到零．由于電子穿過(guò)電場(chǎng)的時(shí)間為T(mén)，所以豎直方向每段加速、減速的時(shí)間只能為，即電子豎直方向只能先加速時(shí)間到達(dá)某一速度vy再減速時(shí)間速度減小到零，然后反方向加速時(shí)間到達(dá)某一速度vy，再減速時(shí)間速度減小到零，電子回到原高度．根據(jù)以上描述電子可以從t時(shí)刻進(jìn)入：。
設(shè)兩板間距至為d，而電子加速時(shí)間的豎直位移為：，
而電子減速時(shí)間的豎直位移也為：h；
所以電子在豎直方向的最大位移為：y=2h
而：y≤,解得：d≥
所以d的最小值為：
考點(diǎn)：本題考查帶電粒子在周期性變化的電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，意在考查學(xué)生的綜合分析能力。

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

有一充電的平行板電容器，兩極板間距3mm，兩極板的電壓為3V，則板間的電場(chǎng)強(qiáng)度為_(kāi)__  __V/m，現(xiàn)設(shè)法使極板上的電荷量減少3×10-4C。于是其電壓降為原來(lái)的1/3，由此可知，該電容的電容量為_(kāi)__  __μF。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，水平放置的兩塊長(zhǎng)直平行金屬板a、b相距為d，b板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．今有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子（不計(jì)重力），從a板左端貼近a板處以大小為v0的初速度水平射入板間，在勻強(qiáng)電場(chǎng)作用下，剛好從b板的狹縫P處穿出，穿出時(shí)的速度方向與b板所成的夾角為θ=30°，之后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)，最后粒子碰到b板的Q點(diǎn)（圖中未畫(huà)出）。求：

（1）a、b板之間勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E和狹縫P與b板左端的距離。
（2）P、Q兩點(diǎn)之間的距離L．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（16分）如圖所示，區(qū)域Ⅰ中有豎直向上的均強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E；區(qū)域Ⅱ內(nèi)有垂直紙面向外的水平均強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；區(qū)域Ⅲ中有垂直紙面向里的水平均強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B．一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶負(fù)電粒子（不計(jì)重力）從左邊界O點(diǎn)正上方的M點(diǎn)以速度v0水平射入電場(chǎng)，經(jīng)水平分界線OP上的A點(diǎn)與OP成60°角射入Ⅱ區(qū)域的磁場(chǎng)，并垂直豎直邊界CD進(jìn)入Ⅲ區(qū)域的均強(qiáng)磁場(chǎng)中．求：

（1）粒子在Ⅱ區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；
（2）O、M間的距離；
（3）粒子從第一次進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ到第一次離開(kāi)區(qū)域Ⅲ所經(jīng)歷的時(shí)間t．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(6分).勻強(qiáng)電場(chǎng)中，將一電荷量為2×10-5C的負(fù)電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，其電勢(shì)能增加了0.1J，已知A、B兩點(diǎn)間距為2cm，兩點(diǎn)連線與電場(chǎng)方向成60°角，如圖所示，問(wèn)：

(1)在電荷由A移到B的過(guò)程中，電場(chǎng)力做了多少功？
(2)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為多少？
(3)該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（14分）在如圖所示的直角坐標(biāo)中，x軸的上方有與x軸正方向成θ=45°角的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)的大小為。x軸的下方有垂直于xOy面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B＝2×10－2T，方向垂直紙面向外。把一個(gè)比荷為的帶正電粒子從坐標(biāo)為（0，1.0）的A點(diǎn)處由靜止釋放，電荷所受的重力忽略不計(jì)。求:

（1）帶電粒子從釋放到第一次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所用的時(shí)間t；
（2）帶電粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)半徑R；
（3）帶電粒子第三次到達(dá)x軸上的位置坐標(biāo)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

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．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(6分).勻強(qiáng)電場(chǎng)中，將一電荷量為2×10-5C的負(fù)電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，其電勢(shì)能增加了0.1J，已知A、B兩點(diǎn)間距為2cm，兩點(diǎn)連線與電場(chǎng)方向成60°角，如圖所示，問(wèn)：

(1)在電荷由A移到B的過(guò)程中，電場(chǎng)力做了多少功？
(2)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為多少？
(3)該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩塊豎直放置的導(dǎo)體板間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，板間距離為。有一帶電量為、質(zhì)量為的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）以水平速度從A孔進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，且恰好沒(méi)有與右板相碰，小球最后從B孔離開(kāi)勻強(qiáng)電場(chǎng)，若A、B兩孔的距離為，重力加速度為，求：

（1）兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大��；
（2）小球從A孔進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度；
（3）從小球進(jìn)入電場(chǎng)到其速度達(dá)到最小值，小球電勢(shì)能的變化量為多少？

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