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在如图所示的直角坐标系中,第二象限有沿y轴负方向的匀强电场E1,第三象限存在沿x...

在如图所示的直角坐标系中,第二象限有沿y轴负方向的匀强电场E1,第三象限存在沿x轴正方向的匀强电场E2,第四象限中有一固定的点电荷。现有一质量为m的带电粒子由第二象限中的A(ab)由静止释放(不计重力),粒子到达y轴上的B点时,其速度方向和y轴负方向的夹角为45°。粒子在第四象限中恰好做匀速圆周运动,经过x轴上的C点时,其速度方向与x轴负方向的夹角为60°。求:

(1)E1E2之比;

(2)点电荷的位置坐标。

 

(1);(2) [(4a-2a),(2a-2a)]。 【解析】 (1)粒子在第二象限匀加速直线运动,设进入第三象限时的速度为v0: qE1=ma1 v0= a1t1 联立解得: 粒子在第三象限做类平抛运动,设B点速度为v,在B点速度正交分【解析】 水平方向匀加速直线: qE2=ma2 vx=a2t2 联立解得: 因此 (2)设O、B的间距为L,粒子做匀速圆周的半径为r: 粒子在第三象限类平抛运动: L=v0t2=2a 粒子在第四象限匀速圆周: L=rcos45°+rsin30° 联立解得: r=4a(-1) 点电荷在的位置坐标: xD=rsin45°=(4a-2a) yD=-(L-rcos45°)=(2a-2a) 点电荷的位置坐标为[(4a-2a),(2a-2a)]  
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考点分析:
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如图甲所示,AB是两水平放置的足够长的平行金属板,组成偏转匀强电场,B板接地.A板电势随时间变化情况如图乙所示,CD两平行金属板竖直放置,中间有正对两孔O1O2,两板间电压为U2,组成减速电场.现有一带负电粒子在t=0时刻以一定初速度沿AB两板间的中轴线O1O1进入,并能从O1沿O1O2进入CD间,刚好到达O2孔,已知带电粒子带电荷量为q,质量为m,不计其重力.求:

(1)该粒子进入AB的初速度v0的大小;

(2)AB两板间距的最小值和AB两板长度的最小值.

 

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如图所示,在E=103 V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R=40 cm,一带正电荷q=104 C的小滑块质量为m=40 g,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10 m/s2,问:

(1)要小滑块恰好运动到圆轨道的最高点C,滑块应在水平轨道上离N点多远处释放?

(2)这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是多大?(P为半圆轨道中点)

(3)小滑块经过C点后最后落地,落地点离N点的距离多大?

 

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如图(a)所示,AB为两块平行金属板,极板间电压为UAB=1125V,板中央有小孔OO′.现有足够多的电子源源不断地从小孔O由静止进入AB之间.在B板右侧,平行金属板MNL1=4×10-2m,板间距离d=4×10-3m,在距离MN右侧边缘L2=0.1m处有一荧光屏P,当MN之间未加电压时电子沿M板的下边沿穿过,打在荧光屏上的O″并发出荧光.现给金属板MN之间加一个如图(b)所示的变化电压u1,除了t=0.4n s  (n =123…)时刻, N板电势均高于M板.已知电子质量为me9.0×10−31kg,电量为e=1.6×10-19C

(1)每个电子从B板上的小孔O′射出时的速度多大?

(2)打在荧光屏上的电子范围是多少?

(3)打在荧光屏上的电子的最大动能是多少?

 

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如图所示为研究电子枪中电子在恒定电场中运动的简化模型示意图.在xOy  平面的第一象限,存在以x轴、y轴及双曲线的一段(0≤x≤L,0≤y≤L)为边界的匀强电场区域I,电场强度为E;在第二象限存在以(-2L≤x≤0,0≤y≤L)为边界的匀强电场区域Ⅱ.一电子(电荷量大小为e,质量为m,不计重力)从电场I的边界B点处由静止释放,恰好从N点离开电场区域Ⅱ.求:

(1)电子通过C点时的速度大小;   

(2)电场区域Ⅱ中的电场强度的大小;

(3)试证明:从AB曲线上的任一位置由静止释放的电子都能从N点离开电场.

 

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如图所示,在光滑的水平桌面上,水平放置的粗糙直线轨道AB与水平放置的光滑圆弧轨道BCD相切于B点,整个轨道位于水平桌面内,圆心角∠BOC37°,线段OC垂直于OD,圆弧轨道半径为R,直线轨道AB长为L5R。整个轨道处于电场强度为E的匀强电场中,电场强度方向平行于水平桌面所在的平面且垂直于直线OD。现有一个质量为m、带电荷量为+q的小物块PA点无初速度释放,小物块PAB之间的动摩擦因数μ0.25,取sin 37°0.6cos 37°0.8,忽略空气阻力。求:

(1)小物块第一次通过C点时对轨道的压力大小;

(2)小物块第一次通过D点后离开D点的最大距离;

(3)小物块在直线轨道AB上运动的总路程。

 

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