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(2017·湖北黄冈黄冈中学高三限时训)如图甲所示,真空中水平放置的相距为d的平...

(2017·湖北黄冈黄冈中学高三限时训)如图甲所示,真空中水平放置的相距为d的平行金属板板长为L,两板上加有恒定电压后,板间可视为匀强电场。在t=0时,将图乙中所示的交变电压加在两板上,这时恰有一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从两板正中间以速度v0水平飞入电场.若此粒子离开电场时恰能以平行于两板的速度飞出(粒子重力不计),求:

(1)两板上所加交变电压的频率应满足的条件;

(2)该交变电压的取值范围。

 

(1)(其中n=1,2,3,···) (2)(其中n=1,2,3,···) 【解析】(1)粒子水平方向做匀速直线运动,水平分速度为v0;竖直方向沿着同一方向做加速度周期性变化的运动,速度时间图象如图所示: 要使粒子在离开电场时恰能以平行A、B两板的速度飞出,竖直分速度为零,即恰好在整数倍周期时刻飞出,即: 解得:(其中n=1,2,3,···) (2)粒子射出时,竖直分位移不大于板间距离的一半,故: 水平分运动:L=v0t 竖直分运动: 由于: t=nT 联立解得:(其中n=1,2,3,···) 【名师点睛】本题关键是明确粒子的运动情况和受力情况,要采用正交分解法列式分析,注意多解性,不难。  
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(2017·湖北黄冈中学高三期中)两平行金属板间所加电压随时间变化的规律如图所示,大量质量为m、带电量为e的电子由静止开始经电压为U0的电场加速后连续不断地沿两平行金属板间的中线射入,若两板间距恰能使所有电子都能通过。且两极长度使每个电子通过两板均历时3t0,两平行金属板间距为d,电子所受重力不计,求:

(1)电子通过两板时侧向位移的最大值和最小值(答案用d表示);

(2)侧向位移最大和最小的电子通过两板后的动能之比。

 

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(2017·福建师大附中高二期中)两块水平平行放置的导体板如图甲所示,大量电子(质量为m、电荷量为e)由静止开始,经电压为U0的电场加速后,连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间。当两板均不带电时,这些电子通过两板之间的时间为3t0;当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为U0的周期性电压时,恰好能使所有电子均从两板间通过(不计电子重力)。问:

(1)这些电子通过两板之间后,侧向位移(垂直于射入速度方向上的位移)的最大值和最小值分别是多少?

(2)侧向位移分别为最大值和最小值的情况下,电子在刚穿出两板之间时的动能之比为多少?

 

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(2017·河南新乡高三模拟)如图甲所示,A、B两块金属板水平放置,相距为d=0.6 cm,两板间加有一周期性变化的电压,当B板接地时,A板电势φA随时间变化的情况如图乙所示。现有一带负电的微粒在t=0时刻从B板中央小孔射入电场,若该带电微粒受到的电场力为重力的两倍,且射入电场时初速度可忽略不计。求:

(1)在0~~T和这两段时间内微粒的加速度大小和方向;

(2)要使该微粒不与A板相碰,所加电压的周期最长为多少(g=10m/s2)。

 

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如图1所示,热电子由阴极飞出时的初速忽略不计,电子发射装置的加速电压为U0。电容器板长和板间距离均为L=20.0 cm,下极板接地。电容器右端到荧光屏的距离也是L=20.0 cm。在电容器两极板间接一交变电压,上极板的电势随时间变化的图象如图2所示。(每个电子穿过平行板的时间极短,可以认为电压是不变的)求:

(1)电子从加速电场飞出时的速度?

(2)在t=0.06 s时,电子从电容器右侧飞出时的竖直分位移?

(3)在t=0.06 s时刻,电子打在荧光屏上的何处?

(4)荧光屏上有电子打到的区间有多长?

(5)屏上的亮点如何移动?

 

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如图甲所示,A、B是在真空中水平正对的两块金属板,板长L=40 cm,板间距d=24 cm,在B板左侧边缘有一粒子源,能连续均匀发射带负电的粒子,粒子紧贴B板水平向右射入,粒子的=1.0×108 C/kg,初速度v0=2×105 m/s,粒子重力不计。在A、B两板间加上如图乙所示的电压,周期T=2.0×10-6 s,t=0时刻A板电势高于B板电势,两板间电场可视为匀强电场,电势差U0=360 V,A、B板右侧边缘处有一个边界MN。求:

(1)带电粒子离开电场时的速度大小;

(2)带电粒子从电场射出到MN边界上的宽度Δy。

 

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