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电子以水平初速V沿平行金属板中央射入,在金属板间加上如图所示的交变电压.已知电子...

电子以水平初速V沿平行金属板中央射入,在金属板间加上如图所示的交变电压.已知电子质量为m,电量为e,电压周期为T,电压为U,求:
(1)若电子从t=0时刻进入板间,在半周期内恰好能从板的上边缘飞出,则电子飞出速度多大.
(2)若电子在t=0时刻进入板间,能从板右边水平飞出,则金属板多长.
(3)若电子能从板右边O1水平飞出,电子应从哪一时刻进入板间,两板间距至少多大.

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(1)电子从t=0时刻进入板间,在半周期内恰好能从板的上边缘飞出,电场力做功为e,根据动能定理求电子飞出电场时的速度. (2)粒子能水平从右边飞出,经过时间应满足:t=nT,电子水平方向做匀速直线运动,即可求得板长. (3)若电子能从板右边O′水平飞出,电子进入时刻应为:.在半个周期内,电子竖直方向匀加速与匀减速运动间隔出现,由牛顿第二定律和运动学公式求两板间距的最小值. 【解析】 (1)由动能定理得:  ①  解得,V=   ② (2)粒子能水平从右边飞出,经过时间应满足:t=nT ③ 又因水平方向匀速运动,所以板长为l:l=Vt=nVT(n=1、2、3…) (3)要粒子从O′点水平飞出,电子进入时刻应为:,n=0、1、2、3… 在半周期内竖直位移为y:y=2×= ④ 电子不与板相碰,必须满足条件: ⑤ 由④⑤得:d≥ 答: (1)电子飞出速度为. (2)电子在t=0时刻进入板间,能从板右边水平飞出,金属板长为nVT(n=1、2、3…). (3)两板间距至少
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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