分析 (1)帶電粒子在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向在電場(chǎng)力的作用下先向下勻加速,再向下減速運(yùn)動(dòng).
(2)當(dāng)粒子在0,T,2T,…nT時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)中時(shí),粒子將打在O′點(diǎn)下方最遠(yuǎn)點(diǎn),粒子在豎直方向先向下做勻加速運(yùn)動(dòng),后做勻減速運(yùn)動(dòng).根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,由位移公式分別求出前T2時(shí)間內(nèi)和后T2時(shí)間內(nèi),粒子在豎直方向的位移,再粒子打在距O′點(diǎn)正下方的最大位移.當(dāng)粒子在T2、32T,…(2n+1)T2時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),將打在O′點(diǎn)上方最遠(yuǎn)點(diǎn).粒子在豎直方向先向上做勻加速運(yùn)動(dòng),后做勻減速運(yùn)動(dòng).同理求出粒子打在距O′點(diǎn)正上方的最大位移.
解答 解:(1)0~T2受到的電場(chǎng)力向下,向下加速運(yùn)動(dòng),T2~T受到的電場(chǎng)力向上,向下做減速減速運(yùn)動(dòng),所以在垂直于金屬板的方向上先向下加速再向下減速
(2)粒子打在靶MN上的范圍,實(shí)際上就是粒子在豎直方向所能到達(dá)的范圍.
當(dāng)粒子在0、T、2T…nT時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)中,粒子將打在O′點(diǎn)下方最遠(yuǎn)處,在前T/2時(shí)間內(nèi),粒子在豎直方向上的位移
y1=12a1(T2)2=qU0T28md
在后T2時(shí)間內(nèi),粒子在豎直方向上的位移
y2=vT2−12a2(T2)2
其中v=a1T2=qU0md×T2,a2=qU02md
可得y2=3qU0T216md
故O′點(diǎn)正下方最大位移為:y=y1+y2=5qU0T216md
當(dāng)粒子在T2、32T…2n+12T時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),粒子將打在O′點(diǎn)上方最遠(yuǎn)處,在前T2時(shí)間內(nèi),粒子在豎直方向上的位移為:y1′=12a1′•(T2)2=qU0T216md
在后T2時(shí)間內(nèi),粒子在豎直方向上的位移,有:
y2′=v′T2-12a2′(T2)2
其中v′=a′1T2=qU02md×T2,a′2=qU0md
可得:y2′=0
故O′點(diǎn)正上方最大位移為:y′=y1′+y2′=qU0T216md
答:(1)定性分析在t=0時(shí)刻從O點(diǎn)進(jìn)入的粒子,在垂直于金屬板的方向上的運(yùn)動(dòng)情況先向下加速再向下減速.
(2)距靶MN的中心O′點(diǎn)5qU0T216md~9qU0T216md的范圍內(nèi)有粒子擊中.
點(diǎn)評(píng) 本題是粒子在周期性變化的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況是關(guān)鍵.結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式進(jìn)行求解.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 在兩個(gè)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間相同 | |
B. | 打在熒光屏上的同一點(diǎn) | |
C. | 到達(dá)屏上的動(dòng)能相同 | |
D. | 氦離子到達(dá)屏上時(shí)的動(dòng)能是氫離子的兩倍 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 所有電子都從右側(cè)的同一點(diǎn)離開電場(chǎng) | |
B. | 所有電子離開電場(chǎng)時(shí)速度都是υ0 | |
C. | t=0時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)的電子,離開電場(chǎng)時(shí)動(dòng)能最大 | |
D. | t=T4時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)的電子,在兩板間運(yùn)動(dòng)時(shí)最大側(cè)位移為\fracnnjvvig16 |
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