高三物理一輪復習練習選修(3)-資料下載頁
2025-01-15 09:15本頁面
【正文】 極板間的距離為L，兩極板間加上低頻交流電壓，A板電勢為零，B板電勢U＝U0cos ＝0時穿過A板上的小孔射入電場，設(shè)初速度和重力的影響均可忽略不計，則電子在兩極板間可能( )A．以A、B間的某一點為平衡位置來回振動B．時而向B板運動，時而向A板運動，但最后穿出B板C．一直向B板運動，最后穿出B板，前提是ω小于某個值ω0，L小于某個值L0D．一直向B板運動，最后穿出B板，而不論ω、L為任何值[解析] 電子在A、B間運動可以分為兩種情況：(1)如果金屬板間的距離L大于或等于電子在0～T/～T/4時間內(nèi)受到向右的靜電力而做變加速直線運動，其運動的加速度逐漸減小，速度逐漸增大；在T/4～T/2時間內(nèi)電子受到反向的靜電力而減速運動，其加速度逐漸變大，速度逐漸減?。辉赥/2時刻，電子的速度減為零，在T/2～3T/4時間內(nèi)電子將反向向A板做變加速直線運動，在3T/4～T時間內(nèi)電子向A板做變減速直線運動，T時刻速度減為零，且回到初始位置．此后將周期性地重復以上的運動，A正確．(2)如果金屬板間的距離L小于電子在0～T/2時間內(nèi)一直向B板運動的距離L0，則電子一直向B板運動，在T/2時刻之前將從B板穿出，C正確．[答案] AC三、偏轉(zhuǎn)運動帶電粒子在交變電場中的偏轉(zhuǎn)是一種復雜的曲線運動，當帶電粒子進入電場時的方向跟電場方向垂直，帶電粒子在靜電力的作用下做類平拋運動，解決此類問題的方法是根據(jù)交變電場的特點進行分段研究．運用運動的合成與分解，把復雜的曲線運動轉(zhuǎn)化為兩個簡單的直線運動(等時性、獨立性)，或者直接運用類平拋運動的一些推論，從中尋找解題的突破口．[例3] 如圖甲所示，水平放置的平行金屬板A和B的距離為d，它們的右端安放著垂直于金屬板的靶MN，現(xiàn)在A、B板上加上如圖乙所示的方波形電壓，電壓的正向值為U0，反向電壓值為，且每隔T/2變向1次，現(xiàn)將質(zhì)量為m的帶正電，且電荷量為q的粒子束從AB的中點O以平行于金屬板的方向OO′射 入，設(shè)粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、試問：(1)在距靶MN的中心O′點多遠的范圍內(nèi)有粒子擊中？(2)要使粒子能全部打在靶MN上，電壓U0的數(shù)值應(yīng)滿足什么條件？(寫出U0、m、d、q、T的關(guān)系式即可)[解析] 由運動的獨立性可知，帶電粒子在水平方向做勻速直線運動，豎直方向在靜電力的作用下做變速運動．粒子打在靶MN上的范圍，實際上就是粒子在豎直方向所能到達的范圍．(1)當粒子在0，T,2T…nT時刻進入電場中，粒子將打在O′點下方最遠處，在前T/2時間內(nèi)，粒子在豎直方向上的位移y1＝a12＝在后T/2時間內(nèi)，粒子在豎直方向上的位移y2＝v－a2()2其中v＝a1＝，a2＝可得y2＝故O′點正下方最大位移y＝y(tǒng)1＋y2＝當粒子在T/2,3T/2…T時刻進入電場時，粒子將打在O′點上方最遠處，在前T/2時間內(nèi)，粒子在豎直方向上的位移y1′ ＝a1′2＝2＝在后T/2時間內(nèi)，粒子在豎直方向上的位移y2′＝v′－a2′2其中v′＝a1′＝，a2′＝可得y2′＝0故O′點正上方最大位移y′＝y(tǒng)1′＋y2′＝.(2)要使粒子能全部打在靶MN上，則有＜ ，即U0＜.[答案] 見解析
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