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如图所示,真空中水平放置的两个相同极板Y和Y'长为L,相距d,足够大的竖直屏与两...

如图所示,真空中水平放置的两个相同极板YY'长为L,相距d,足够大的竖直屏与两板右侧相距b.在两板间加上可调偏转电压U,一束质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力)从两板左侧中点A以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出.

(1)证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点;

(2)求两板间所加偏转电压U的范围;

(3)求粒子可能到达屏上区域的长度.

 

(1)见解析(2)(3) 【解析】 (1)设粒子在运动过程中的加速度大小为a,离开偏转电场时偏转距离为y,沿电场方向的速度为,偏转角为,其反向延长线通过O点,O点与板右端的水平距离为x,则有 侧移量,① 匀速运动的位移,L=v0t② 竖直方向的速度, ,联立可得 即粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心. (2)由牛顿第二定律,则有③ 电场强度与电势差的关系,④ 由①②③④式解得 当时, 则两板间所加电压的范围 (3)当时,粒子在屏上侧向偏移的距离最大(设为y0),则 而 解得,则粒子可能到达屏上区域的长度为  
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考点分析:
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如图所示,静止于A处的离子,经电压为U的加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场,电场方向水平向左。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场,已知圆弧所在处场强为E0,方向沿圆弧半径指向圆心O。离子质量为m、电荷量为q,离子重力不计。

1)求圆弧虚线对应的半径R的大小;

2)若离子恰好能打在QN板的中点上,求矩形区域QNCD内匀强电场场强E的值;

 

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一绝缘形杆由两段相互平行的足够长的水平直杆PQ、MN和一半径为R的光滑半圆环MAP组成,固定在竖直平面内,其中MN杆是光滑的,PQ杆是粗糙的,现将一质量为m的带正电荷的小环套在MN杆上,小环所受的电场力为重力的

(1)若将小环由D点静止释放,则刚好能到达P点,求DM间的距离;

(2)若将小环由M点右侧5R处静止释放,设小环与PQ杆件的动摩擦因数为μ,小环所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功.

 

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在如图所示的竖直平面内,物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接,分别静止于倾角θ37°的光滑斜面上的M点和粗糙绝缘水平面上,轻绳与对应平面平行.劲度系数k5 N/m的轻弹簧一端固定在O点,一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环DA相连,弹簧处于原长,轻绳恰好拉直,DM垂直于斜面.水平面处于场强E5×104N/C、方向水平向右的匀强电场中.已知AB的质量分别为mA0.1 kgmB0.2 kgB所带电荷量q=+4×106 C.设两物体均视为质点,不计滑轮质量和摩擦,绳不可伸长,弹簧始终在弹性限度内,B电荷量不变.取g10 m/s2sin 37°0.6cos 37°0.8.

(1)B所受静摩擦力的大小;

(2)现对A施加沿斜面向下的拉力F,使A以加速度a0.6 m/s2开始做匀加速直线运动.AMN的过程中,B的电势能增加了ΔEp0.06 J.已知DN沿竖直方向,B与水平面间的动摩擦因数μ0.4.A到达N点时拉力F的瞬时功率.

 

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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。

 

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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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