時(shí)帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)(1)-預(yù)覽頁
【正文】 D區(qū)域的位置坐標(biāo)為????????－ 2 L ，14L . 【答案】 ( 1) 位置坐標(biāo)為????????－ 2 L ，14L ( 2) 所求位置坐標(biāo)滿足 xy ＝L24 ( 3) 所求位置坐標(biāo)滿足 xy ＝ L2????????12 n＋14 ( 2) 設(shè)釋 放點(diǎn)在電場區(qū)域 Ⅰ 中，其坐標(biāo)為 ( x ， y ) ，在電場 Ⅰ 中電子被加速到 v1，然后進(jìn)入電場 Ⅱ 做類平拋運(yùn)動(dòng)，并從 D 點(diǎn)離開，有 eEx ＝12m v21， y＝12at2＝12eEm ????????Lv12 解得 xy ＝L24，即在電場 Ⅰ 區(qū)域內(nèi)滿足方程的點(diǎn)即為所求位置 ． (3) 設(shè)電子從 ( x ， y ) 點(diǎn)釋放，在電場 Ⅰ 中加速到 v2，進(jìn)入電場 Ⅱ 后做類平拋 運(yùn)動(dòng)，在高度為 y ′ 處離開電場 Ⅱ 時(shí)的情景與 (2) 中類似，然后電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過 D 點(diǎn)，則有 eE x ＝12m v22 y － y ′ ＝12at2＝12eEm ????????Lv22 vy＝ at ＝eE Lm v2， y ′ ＝ vyLn v2 解得 xy ＝ L2??????12 n＋14，即在電場 Ⅰ 區(qū)域內(nèi)滿足方程的點(diǎn)即為所求位置 ． 練、如圖所示為示波管的結(jié)構(gòu)圖 ,其中電極 YY′ 長 L1=5cm,間距 d1=,其到熒光屏的距離 x1=。如圖所示，電子穿出后的速度有多大？設(shè)電子剛從金屬絲射出時(shí)的速度為零。 （ 2）帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等，一般都考慮重力。（但并不能忽略質(zhì)量）。在熾熱金屬絲和金屬板間加以電壓 U=2500V，從熾熱金屬絲發(fā)射出的電子在真空中被加速后，從金屬板的小孔穿出。 初始狀態(tài)：帶電粒子以速度 v0 垂直于電場線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場 受力特點(diǎn)： 恒力 F與ｖ 0垂直 運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)： 做類平拋運(yùn)動(dòng) 涉及問題的求解： ? 運(yùn)動(dòng)時(shí)間： 0vLt ?? 運(yùn)動(dòng)的加速度： ? 離開電場時(shí)的偏移量： 2at21y ?202m dv2qU L?? 離開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角： 0vvta n ???0vat?00vvLmdqU ??20mdvqUL?? 其位移Ｓ與初速方向的夾角 θ ： yta nx??tvat 0221?021vat?? ?? tan21mdqUmqEmFa ???F y Ф V d L + q v0 + + + + + m、US? （ 6）求帶電粒子離開電場時(shí)速度的大小。 角 ， 如圖所示 . 現(xiàn)對在 A點(diǎn)的該小球施加一沿與細(xì)線垂直方向的瞬時(shí)沖量 I， 小球恰能繞 O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng) . 下列對小球運(yùn)動(dòng)的分析 ， 正確的是 （ 不考慮空氣阻力 ， 細(xì)線不會(huì)纏繞在 O點(diǎn)上 ） （ ） A． 小球運(yùn)動(dòng)到 C點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小 B． 小球運(yùn)動(dòng)到 F點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小 C． 小球運(yùn)動(dòng)到 Q點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大 D． 小球運(yùn)動(dòng)到 P點(diǎn)時(shí)機(jī)械能最小 37176。 m2/C2) 力電綜合分析 (1)求粒子穿過界面 MN時(shí)偏離中心線 OR的距離多遠(yuǎn) ? (2)試在圖上粗略畫出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡 . (3)確定點(diǎn)電荷 Q的電性并求其電量的大小 . 解析 (1)設(shè)粒子從電場中飛出的側(cè)向位移為 h,穿過界面 PS時(shí)偏離中心線 OR的距離為 Y,則側(cè)向位移 ① (2)第一段是拋物線 ,第二段必須是直線 ,第三段是圓弧 ,軌跡如下圖所示 . ② 102 2 22 0 601 1 0 3 0 0 0 . 0 8( ) ( ) m 0 . 0 3 m 3 c m22 2 1 0 0 . 0 8 2 1 0q U Lh a tm d v???? ? ? ? ? ?? ? ?(3)帶負(fù)電 ,帶電粒子在離開電場后將做勻速直線運(yùn)動(dòng) ,由相似三角形知識得 : 得 Y=4h=12 cm ③ 設(shè)帶電粒子從電場中飛出時(shí)沿電場方向的速度為 vy,則水平方向速度 vx=v0=2 106 m/s ④ 電場方向速度 vy=at= = 106 m/s ⑤ 粒子從電場中飛出時(shí)速度 v= = 106 m/s ⑥ 設(shè)粒子從電場中飛出時(shí)的速度方向與水平方向的夾角為 θ ,則 ⑦ 1244??Yh0mdvqUL220 yvv ??37,43t a n ??? ??xyvv因?yàn)閹щ娏Ｗ哟┻^界面 PS最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏 bc上 ,所以該帶電粒子在穿過界面 PS后將繞點(diǎn)電荷 Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng) ,其半徑與速度方向垂直 ,勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑 ,r= = m ⑧ 由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知 ⑨ 代入數(shù)據(jù)解得 Q= 108 C ⑩ 答案 (1)3 cm (2)見解析圖 (3)帶負(fù)電 108 C 【 評分標(biāo)準(zhǔn) 】 本題共 22分 .其中①②式各 4分 ,③④⑤⑥⑨⑩式各 2分 ,⑦⑧ 式各 1分 . ?cosYrmvrkQq 22 ?實(shí)驗(yàn)原理： 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 利用電場中電勢差及等勢面的知識，練習(xí)用描跡法畫出電場中一個(gè)平面上的等勢線。 2．在導(dǎo)電紙上平放兩個(gè)跟它接觸良好的圓柱形電極，兩個(gè)電極之間的距離約為 10cm，將兩個(gè)電極分別與電壓約為 6V的直流電源的正負(fù)極相接，作為 “ 正電荷” 和 “ 負(fù)電荷 ” ，再把兩根探針分別接到靈敏電流計(jì)的 “ +”、 “ － ” 接線柱上（如圖所示）。 6．用同樣的方法，探測出另外四個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的等勢點(diǎn)。 3．導(dǎo)電紙上所涂導(dǎo)電物質(zhì)相當(dāng)薄，故在尋找等勢點(diǎn)時(shí)，不能用探針在導(dǎo)電紙上反復(fù)劃動(dòng)，而應(yīng)采用點(diǎn)接
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