分析 (1)在AB邊的中點處由靜止釋放電子,電場力對電子做正功,根據(jù)動能定理求出電子穿過電場時的速度.進入電場II后電子做類平拋運動,水平方向做勻速直線運動,豎直方向做勻加速直線運動,由牛頓第二定律求出電子的加速度,由運動學公式結(jié)合求出電子離開ABCD區(qū)域的位置坐標.
(2)在電場I區(qū)域內(nèi)適當位置由靜止釋放電子,電子先在電場Ⅰ中做勻加速直線運動,進入電場Ⅱ后做類平拋運動,根據(jù)牛頓第二定律和運動學公式結(jié)合求出位置x與y的關系式.
(3)電子釋放,在電場I中加速到v2,進入電場II后做類平拋運動,在高度為y′處離開電場II時的情景與(2)中類似,然后電子做勻速直線運動,運用動能定理、類平拋運動的規(guī)律和幾何關系結(jié)合解答.
解答 解:(1)電子在I區(qū)域,由動能定理,得:$eEL=\frac{1}{2}mv_0^2$
解得:${v_0}=\sqrt{\frac{2eEL}{m}}$
若電子恰能從D點打出來,則:$\left.\begin{array}{l}{\frac{L}{2}=\frac{eE}{2m}{t}^{2};L={v}_{D}t}\end{array}\right.$
解得:${v_D}=\sqrt{\frac{eEL}{m}}$
由于v0>vD,所以電子一定能從CD邊打出來,
則:y=$\frac{eE}{2m}{(\frac{L}{v_0})^2}$=$\frac{L}{4}$
故電子離開時坐標為$(-2L,\frac{L}{4})$
(2)由上一小題可知,電子在Ⅱ區(qū)的偏移量y=$\frac{L}{4}$
利用類平拋運動末速度的反向延長線經(jīng)過水平位移中點這一特點,則有
解得:$H=\frac{L}{2}$
(3))電子在I區(qū)域,由動能定理,得:$eEX=\frac{1}{2}mv_0^2$
電子在Ⅱ區(qū)的偏移量y=$\frac{{e{E_1}}}{2m}{(\frac{L}{v_0})^2}$
利用類平拋運動末速度的反向延長線經(jīng)過水平位移中點這一特點,則有y=X-y即$y=\frac{X}{2}$
聯(lián)立以上各式可得:$E_1^{\;}=\frac{{2E{X^2}}}{L^2}$
答:(1)在該區(qū)域AB邊的中點處由靜止釋放電子,電子離開ABCD區(qū)域時的位置坐標是$(-2L,\frac{L}{4})$;
(2)若將左側(cè)電場Ⅱ整體水平向右移動距離H(0<H<L),由AB邊中點靜止釋放的電子能從ABCD區(qū)域左下角D處離開(D不隨電場移動),則H為$\frac{L}{2}$;
(3)E1的表達式為$E_1^{\;}=\frac{{2E{X^2}}}{L^2}$.
點評 本題實際是加速電場與偏轉(zhuǎn)電場的組合,對于加速往往根據(jù)動能定理研究速度.對于類平拋運動,運用運動的分解法研究.要有分析和處理較為復雜的力電綜合題的能力.
科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 僅將偏轉(zhuǎn)電場極性對調(diào)一下位置 | |
B. | 增大偏轉(zhuǎn)電極板間的電壓,減小兩板間的距離 | |
C. | 增大偏轉(zhuǎn)電極板間的距離,減小偏轉(zhuǎn)電極的電壓 | |
D. | 減小偏轉(zhuǎn)電極板間的距離,增大偏轉(zhuǎn)電極板的長度 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | B、D兩點的電場強度相同 | |
B. | A點的電場強度大于C點的電場強度且兩點電場強度方向相同 | |
C. | 一電子沿B→C→O→D路徑移動到D點,電場力一直做正功 | |
D. | 一電子沿對角線B→O→D路徑移動電場力不做功 |
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