20xx教科版高中物理選修（3-1）18《帶電微粒在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)》同步精練-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 qErm 在 B點(diǎn)時(shí) ， FB′ － qE＝ mv2Br， FB＝ FB′ ② 小球由 A到 B的過程中 ， 由動(dòng)能定理得： qE2 R＝ 12mv22 設(shè)管壁對(duì)小球的作用力向下 mg＋ FC1＝ mv22R FC1＝ mg FC1的方向向下 題組五 能力提升 12. 圖 1－ 8－ 18 如 圖 1－ 8－ 18所示為示波管的示意圖 ， 豎直偏轉(zhuǎn)電極的極板長(zhǎng) l＝ cm， 兩板間距離d＝ cm， 極板右端與熒光屏的距離 L＝ 18 cm(水平偏轉(zhuǎn)電極不加電壓 ， 沒有畫出 )． 電子經(jīng)電場(chǎng) 加速后 ， 以 v＝ 107 m/s 沿中心線進(jìn)入豎直偏轉(zhuǎn)電場(chǎng) ． 若電子由陰極逸出時(shí)的初速度、電子所受重力及電子之間的相互作用力均可忽略不計(jì) ， 已知電子的電荷量 e＝ 10－ 19 C， 質(zhì)量 m＝ 10－ 30 kg. (1)求加速電壓 U0的大小 ． (2)要使電子束不打在偏轉(zhuǎn)電 極的極板上 ， 求加在豎直偏轉(zhuǎn)電極上的電壓應(yīng)滿足的條件 ． (3)若在偏轉(zhuǎn)電極上加 40 V的電壓 ， 在熒光屏的豎直坐標(biāo)軸上看到的光點(diǎn)距屏的中心點(diǎn)多遠(yuǎn)？ 答案 (1)728 V (2)91 V cm 解析 (1)電子通過加速電場(chǎng)的過程 ， 根據(jù)動(dòng)能定理有 eU0＝ 12mv2 解得 U0＝ 728 V. (2)設(shè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)電壓為 U1時(shí) ， 電子剛好飛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng) ， 則此時(shí)電子沿電場(chǎng)方向的位移恰為 d/2， 即 d2＝ 12at2＝ 12eU12mdt2， 電子通過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間 t＝ lv 解得 U1＝ d2met2 ＝ 91 V， 所以 ， 加在偏轉(zhuǎn)電極上的電壓 U應(yīng)小于 91 V. (3)當(dāng)電壓為 40 V時(shí) ， 場(chǎng)強(qiáng) E＝ Ud， 在 電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)量： y1＝ 12at2＝ 12eU1md?? ??lv2＝ 10－ 3 m， 離開電場(chǎng)之后做勻速直線運(yùn)動(dòng) ， 設(shè)偏轉(zhuǎn)角為 α tan α ＝ atv＝ eUldmv2＝ 電子打在距屏的中心點(diǎn)距離為： Y＝ y1＋ y2＝ y1＋ Ltan α ＝ 10－ 3m＋ ＝ cm. 13. 圖 1－ 8－ 19 如圖 1－ 8－ 19所示 ， 兩塊豎直放置的平行金屬板 A、 B， 板間距 d＝ m， 兩板間的電壓 U＝ 400 V， 板間有一勻強(qiáng)電場(chǎng) ． 在 A、 B兩板上端連線的中點(diǎn) Q的正上方 ， 距 Q為 h＝ m 的 P點(diǎn)處有一帶正電的小球 ， 已知小球的質(zhì)量 m＝ 5 10－ 6 kg， 電荷量 q＝ 5 10－8 C． 設(shè) A、 B板足夠長(zhǎng) ， g取 10 m/： (1)帶正電的小球從 P點(diǎn)開始由靜止下落 ， 經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間和金屬板相碰； (2)相碰時(shí) ， 離金屬板上端的距離多大 ． 答案 (1) s (2) m 解析 (1)設(shè)小球從 P到 Q需時(shí)間 t1， 由 h＝ 12gt21得 t1＝ 2hg ＝ 2 s＝ s，小球進(jìn)入電場(chǎng)后其飛行時(shí)間取決于 電場(chǎng)力產(chǎn)生的加速度 a， 由力的獨(dú)立作用原理 ， 可以求出小球在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 qE＝ ma， E＝ Ud， d2＝ 12at22， 以上三式聯(lián)立 ， 得 t2＝ d mqU＝ 5 10－ 65 10－ 8 400 s＝ s， 運(yùn)動(dòng)總時(shí)間 t＝ t1＋ t2＝ s＋ s＝ s. (2)小球由 P點(diǎn)開始在豎直方向 上始終做自由落體運(yùn)動(dòng) ， 在時(shí)間 t內(nèi)的位移為 y＝ 12gt2＝ 12 10 ()2 m＝ m. 相碰時(shí) ， 與金屬板上端的距離為 s＝ y－ h＝ m－ m＝ m.
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