選修3-1第1章《靜電場(chǎng)》——帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（交變曲線）XS01

選修3-1 第1章《靜電場(chǎng)》——帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（交變曲線）XS01 1．如圖甲所示，一電子以v0的初速度沿平行金屬板的軸線射入金屬板空間．從電子射入的時(shí)刻開(kāi)始在金屬板間加如圖乙所示的交變電壓，假設(shè)電子能穿過(guò)平行金屬板．則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．電子只可能從軸線到上極板之間的空間射出(不包括軸線) B．電子只可能從軸線到下極板之間的空間射出(不包括軸線) C．電子可能從軸線到上極板之間的空間射出，也可能沿軸線方向射出 4t0 t0 3t0 2t0 t 0 U0 U U0 2．兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板如圖所示，大量電子（質(zhì)量m、電量e）由靜止開(kāi)始，經(jīng)電壓為U0的電場(chǎng)加速后，連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間射入兩板之間。當(dāng)兩板均不帶電時(shí)，這些電子通過(guò)兩板之間的時(shí)間為3t0；當(dāng)在兩板間加如圖所示的周期為2t0，幅值恒為U0的周期性電壓時(shí)，恰好能使所有電子均從兩板間通過(guò)。問(wèn)： ⑴這些電子通過(guò)兩板之間后，側(cè)向位移的最大值和最小值分別是多少？ ⑵側(cè)向位移分別為最大值和最小值的情況下，電子在剛穿出兩板之間時(shí)的動(dòng)能之比為多少？ T 2T 3T t U U 3．圖甲所示的平行板電容器板間距離為d，兩板所加電壓隨時(shí)間變化圖線如圖乙所示，t=0時(shí)刻，質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子以平行于極板的速度V0射入電容器，t1=3T時(shí)刻恰好從下極板邊緣射出電容器，帶電粒子的重力不計(jì)，求： （1）平行板電容器板長(zhǎng)L； （2）電子射出電容器時(shí)偏轉(zhuǎn)的角度φ； | （3）電子射出電容器時(shí)豎直偏轉(zhuǎn)的位移y。（12分） 4．一平行板電容器長(zhǎng)l＝10 cm，寬a＝8 cm，板間距d＝4 cm，在板左側(cè)有一足夠長(zhǎng)的“狹縫”離子源，沿著兩板中心平面，連續(xù)不斷地向整個(gè)電容器射入離子，它們的均為5×10－11 kg/C，速度均為4×106 m/s，距板右端處有一屏，如圖甲所示，如果在平行板電容器的兩極板間接上如圖乙所示的交流電，由于離子在電容器中運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間遠(yuǎn)小于交流電的周期，故離子通過(guò)電場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)．試求： (1)離子打在屏上的區(qū)域面積； (2)在一個(gè)周期內(nèi)，離子打到屏上的時(shí)間． 5．如圖甲所示，A、B為兩塊平行金屬板，極板間電壓為UAB＝1125 V，板中央有小孔O和O′.現(xiàn)有足夠多的電子源源不斷地從小孔O由靜止進(jìn)入A、B之間．在B板右側(cè)，平行金屬板M、N長(zhǎng)L1＝4×10－2m，板間距離d＝4×10－3m，在距離M、N右側(cè)邊緣L2＝0.1 m處有一熒光屏P，當(dāng)M、N之間未加電壓時(shí)電子沿M板的下邊沿穿過(guò)，打在熒光屏上的O″點(diǎn)并發(fā)出熒光．現(xiàn)給金屬板M、N之間加一個(gè)如圖乙所示的變化電壓u，在t＝0時(shí)刻，M板電勢(shì)低于N板．已知電子質(zhì)量為me＝9.0×10－31kg，電荷量為e＝1.6×10－19C. (1)每個(gè)電子從B板上的小孔O′射出時(shí)的速度多大？ (2)電子打在熒光屏上的范圍是多少？ (3)打在熒光屏上的電子的最大動(dòng)能是多少？ 6．兩平行金屬板長(zhǎng)L=0.1m，板間距離d=l×10-2m，從兩板左端正中間有帶電粒子持續(xù)飛入，如圖甲所示．粒子的電量q=10-10c，質(zhì)量m=10-20kg，初速度方向平行于極板，大小為v=10 7m／s，在兩極板上加一按如圖乙所示規(guī)律變化的電壓，不計(jì)帶電粒子 重力作用．求： (1)帶電粒子如果能從金屬板右側(cè)飛出，粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少? (2)試通過(guò)計(jì)算判斷在t=1.4×10--8s和t=0.6×10--8s時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)的粒子能否飛出． (3)若有粒子恰好能從右側(cè)極板邊緣飛出，該粒子飛出時(shí)動(dòng)能的增量△EK=? 7．如圖甲所示，A、B為兩塊距離很近的平行金屬板，板中央均有小孔.一束電子以初動(dòng)能Ek=120 eV,從A板上的小孔O不斷垂直于板射入A、B之間，在B板右側(cè)，平行于金屬板M、N組成一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，板長(zhǎng)L=2×10-2 m，板間距離d=4×10-3 m，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)所加電壓為U2=20 V.現(xiàn)在在A、B兩板間加一個(gè)如圖乙所示的變化電壓U1，在t=0到t=2 s時(shí)間內(nèi)，A板電勢(shì)高于B板電勢(shì)，則在U1隨時(shí)間變化的第一個(gè)周期內(nèi)： （1）電子在哪段時(shí)間內(nèi)可以從B板小孔射出？ （2）在哪段時(shí)間內(nèi)，電子能從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)右側(cè)飛出？（由于A、B兩板距離很近，可認(rèn)為電子穿過(guò)A、B板所用時(shí)間很短，可以不計(jì)） 2021/10/16 因?yàn)閷Ｗⅲ宰吭? 第 2 頁(yè) 共 2 頁(yè)