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如图所示为研究电子枪中电子在中场中运动的简化模型示意图。在xOy平面的ABCD区...

如图所示为研究电子枪中电子在中场中运动的简化模型示意图。在xOy平面的ABCD区域内,存在两个大小均为E的匀强电场Ⅰ和Ⅱ,两电场的边界均是边长为L的正方形(不计粒子所受重力)

1)在该区域AB边的中点处由静止释放电子,求电子离开ABCD区域的位置;

2)在电场Ⅰ区域内适当位置由静止释放电子,电子恰能从ABCD区域左下角D处离开,求所有释放点的位置;

3)若将左侧电场Ⅱ整体水平向右移动,仍使电子从ABCD区域左下角D处离开(D不随电场移动),求在电场Ⅰ区域内由静止释放电子的所有位置。

 

① ② ③ 【解析】(1)设电子的质量为m,电量为e,在电场I中释放后将做出速度为零的匀加速直线运动,出区域I时的速度为vo,接着进入电场II做类平抛运动,假设电子从CD边射出,出射点纵坐标为y,对电子的整个运动过程运用动能定理和匀变速直线运动公式有: eEL= mv2, 在电场Ⅱ区域内的偏转,L=vt, ,方向向下, 故: 所以位置坐标(-2L, L) (2)设释放位置坐标为(x1,y1),在电场I中电子被加速到v1,然后进入电场II做类平抛运动,并从D点离开,有:eEx1=mv2, L=vt, ,所以满足方程的点即为释放点的位置 (3)设释放位置坐标为(x2,y2),eEx2=mv2,在电场I中加速到v2,进入电场II后做类平抛运动,在高度为y′处离开电场II时的情景与(2)中类似,然后电子做匀速直线运动,经过D点,则有:L=vt1, , , , , 所以满足方程的点即为释放点的位置.
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考点分析:
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如图所示,相距为d的平行金属板AB竖直放置,在两板之间水平放置一绝缘平板。有一质量m、电荷量q(q0)的小物块在与金属板A相距l处静止。若某一时刻在金属板AB间加一电压UAB=,小物块与金属板只发生了一次碰撞,碰撞后电荷量变为,并以与碰前大小相等的速度反方向弹回。已知小物块与绝缘平扳间的动摩擦因数为,若不计小物块电荷量对电场的影响和碰撞时间。则

1)小物块与金属板A碰撞前瞬间的速度大小是多少?

2)小物块碰撞后经过多长时间停止运动?停在何位置?

 

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用四个阻值均为R的电阻连成如图所示的电路,电键S闭合时,有一质量为m、带电荷量为q的小球静止于水平放置的平行板电容器的中点,平行板电容器的下极板接地。现打开电键S,这个带电小球便向平行板电容器的一个极板运动,并和此板碰撞,碰撞过程中小球没有机械能损失,只是碰后小球的电荷量发生变化,碰后小球带有和该极板同种性质的电荷,并恰能运动到另一极板,设两极板间距离为d,不计电源内阻,求:

(1)小球开始带什么电?小球开始在中点的电势是多少?电源电动势E为多大?

(2)小球与极板碰撞后的电荷量q′为多少?

 

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如图甲所示的I—U曲线为一个电灯泡两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线,可见两者不成线性关系,这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故。参考这条曲线,回答下列问题。(不计电流表和电池的内阻)

 

1)若把三个这样的电灯串联后,接到电动势为12V的电源上,求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻。

2)如图乙所示,将两个这样的电灯并联后再与10Ω的定值电阻R0串联,接在电动势为8V的电源上,求通过电流表的电流值及各灯泡的电阻值。

 

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一条长为L的细线一端固定在O点,另一端系着质量为m,带电量为-q的小球,整个装置处于足够大的水平方向的匀强电场中,静止于A点,此时细线与坚直方向成450角,如图所示,现将小球沿圆周移动到O点的正止方B点,然后由静止释放。

(1)求电场的大小和方向                                                                                                                                                                          

(2)小球运动到与O等高的C点时,求其速度的大小和方向。

(3)求小球回到A点时的细线所受的张力。

 

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一台电风扇的额定功率是66W,内阻为,当它接在220V的电压下正常运转。求:

(1)电风扇正常运转时,通过它的电流多大?

(2)若接上电源后,电风扇因故不能转动,这时通过它的电流多大?电风扇实际消耗的电功率多大?此时可能会发生什么问题?

 

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