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从阴极K发射的电子经电势差U0=5000V的阳极加速后,沿平行于板面的方向从中央...

从阴极K发射的电子经电势差U0=5000V的阳极加速后,沿平行于板面的方向从中央射入两块长L1 =10cm、间距d=4cm的平行金属板AB之间,在离金属板边缘L2=75cm处放置一个直径D=20cm、带有记录纸的圆筒。整个装置放在真空内,电子发射的初速度不计(图①)。若在两金属板上加以U2=1000cos2πtV的交变电压,并使圆筒绕中心轴按图示方向以n=2转/秒匀速转动,确定电子在记录纸上的轨迹形状并画出1s内所记录到的图形。

 

见解析 【解析】 电子在加速电场中由动能定理知: 解得 v0=4.2107m/s 交变的偏转电场强度: U2=1000cos2πtV, 解得: E2=2.5104cos2πt V/m 偏转电场中: 联立解得: 电子飞离金属板时的竖直速度: 电子从飞离金属板到达圆筒时的偏距: 联立解得: 所以在纸筒上的落点对入射方向的总偏距(见图2): 由图知y=y1+y2 ,解得 y=0.20cos2πt m 偏距的周期 可见,在纪录纸上的点在竖直方向上以振幅0.20m、周期T=1s做简谐运动。因为圆筒每秒转2周,故转一周在纸上留下的是前半个余弦图形,接着的一周中,留下后半个图形,因此1s内在纸上的图形如图③所示。  
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考点分析:
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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.

 

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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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