分析 (1)分析帶電離子在平行板a、b之間和M、N之間的運動情況,運用牛頓第二定律和運動學公式求解.
(2)帶電離子在平行板M、N之間做類平拋運動,求出軌跡方程判斷.
(3)離開偏轉電場時x=L,且滿足y<L2時離子不打在極板上,從而求出U0與U1的關系.
解答 解:(1)帶電離子在平行板a、b間運動時,根據動能定理得:qU0=12mv2−0,
解得:v=√2qU0m,即:v=√2kU0.
帶電離子在平行板a、b間的加速度a1=qU0md,即:a1=kU0z5l7vrv.
所以,帶電離子在平行板a、b間運動的時間為“t1=va1=d√2kU0kU0.
帶電離子在平行板M、N間運動的時間為:t2=Lv=L√2kU0.
所以,帶電離子的全部飛行時間為:t=t1+t2=2d+L√2kU0.
(2)正離子在平行板M、N間水平方向運動位移為x時,在豎直方向運動的位移為y,
水平方向滿足x=vt…①
豎直方向滿足y=12a2t2…②
加速度:a2=U1kL…③
由上述①②③得:y=U1x24LU0…④
④式是正離子的軌跡方程,與正離子的質量和電荷量均無關,所以,不同正離子的軌跡是重合的.
(3)離開偏轉電場時x=L,且滿足y<L2時離子不打在極板上.臨界情況下有vx=vy
根據電勢能轉化為粒子動能,有12mvx2=qU0=12mvy2=12qU1
從而可知U1<2U0時,離子不打在極板上.
答:(1)離子從a板到探測器的飛行時間為2d+L√2kU0.
(2)證明如上所示.
(3)U1<2U0時,離子不打在極板上.
點評 本題考查了電荷的加速與電荷的偏轉,關鍵將電荷的偏轉進行分解,知道在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律.解決該題關鍵要把動能定理、類平拋運動規(guī)律、牛頓運動定律及其相關結合解答.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | P0-ρg(h1+h2-h3) | B. | P0-ρg(h1+h3) | C. | P0-ρg(h1-h2+h3) | D. | P0-ρg(h1+h2) |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | M點電勢為零,N點場強為零 | |
B. | M點場強為零,N點電勢為零 | |
C. | Q1帶負電,Q2帶正電,且Q2電荷量較大 | |
D. | Q1帶正電,Q2帶負電,且Q2電荷量較大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 在1s到3s時間內質點靜止 | |
B. | 前1s質點做加速運動,最后1s質點做減速運動 | |
C. | 前1s和最后1s質點的加速度大小均為3m/s2 | |
D. | 第4s內質點的加速度為0 |
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