如圖所示,兩帶電平行板A、B間的電壓為U=64V,兩板相距d=0.16m,板長L=0.30m.一帶電量q=1.0×10-16C、質(zhì)量m=1.0×10-22kg的粒子沿平行于極板的方向從兩板的正中間射入電場,向著B板偏轉(zhuǎn).不計帶電粒子所受重力.求:
(1)要使粒子能飛出電場,粒子進(jìn)入電場時的速度v0至少要多大?
(2)粒子剛好能飛出電場時,速度偏轉(zhuǎn)角的正切值tanθ.
(1)在粒子偏轉(zhuǎn)到B板之前飛出電場.
豎直方向:
d
2
=
1
2
at2=
1
2
×
Uq
dm
×t2
得:t=d
m
qU

水平方向:v0=
L
t
=
L
d
?
qU
m
=
0.30
0.16
×
1.0×10-16×64
1.0×10-22
m/s=1.5×104m/s
所以要使粒子能飛出電場,粒子飛入電場時的速度v0至少為1.5×104m/s;
(2)設(shè)粒子飛出電場的最大偏角為θ,則有:tanθ=
vy
v0

對于粒子的垂直于極板方向的運(yùn)動由動能定理得:
qU
2
=
mv2y
2

故有,tanθ=
1
v0
×
qU
m
=
1
1.5×104
×
1.0×10-16×64
1.0×10-22
=0.53
答:(1)要使粒子能飛出電場,粒子進(jìn)入電場時的速度v0至少要1.5×104m/s
(2)粒子剛好能飛出電場時,速度偏轉(zhuǎn)角的正切值為0.53
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

圖中所示是平行板電容器,其電容C,帶電量為Q,上極板但正電,板間距離為d,A、B兩點(diǎn)間的距離s,如圖所示.連線AB與極板間的夾角為30°,則A、B間的電勢差為( 。
A.
3
Cs
2Qd
B.
2Qs
Cd
C.
Qs
2Cd
D.
2
3
Cs
3Qd

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,一豎直固定且光滑絕緣的直圓筒底部放置一可視為點(diǎn)電荷的場源電荷A,其電荷量Q=+4×10-3C,場源電荷A形成的電場中各點(diǎn)的電勢表達(dá)式為φ=k
Q
r
,其中k為靜電力恒量,r為空間某點(diǎn)到場源電荷A的距離.現(xiàn)有一個質(zhì)量為m=0.1kg的帶正電的小球B,它與A球間的距離為a=0.4m,此時小球B處于平衡狀態(tài),且小球B在場源電荷A形成的電場中具有的電勢能的表達(dá)式為?p=k
Qq
r
,其中r為q與Q之間的距離.另一質(zhì)量為m的不帶電絕緣小球C從距離B的上方H=0.8m處自由下落,落在小球B上立刻與小球B粘在一起以2m/s的速度向下運(yùn)動,它們到達(dá)最低點(diǎn)后又向上運(yùn)動,向上運(yùn)動到達(dá)的最高點(diǎn)為P.(取g=10m/s2,k=9×109N?m2/C2),求
(1)小球C與小球B碰撞前的速度v0的大?小球B的帶電量q為多少?
(2)小球C與小球B一起向下運(yùn)動的過程中,最大速度為多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

關(guān)于靜電場下列說法中正確的是(  )
A.在電場中某點(diǎn)的電勢為零,則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定為零
B.電荷在電場中電勢高的地方電勢能大,在電勢低的地方電勢能小
C.根據(jù)公式U=Ed知,在勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)間的距離越大,電勢差就越大
D.正電荷從電勢高的點(diǎn)運(yùn)動到電勢低的點(diǎn),電勢能一定減少

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示的勻強(qiáng)電場E=10N/C,矩形abcd的ab邊與電場線平行,且ab=3cm,bc=2cm,ab兩點(diǎn)的電勢差為______V,bc兩點(diǎn)的電勢差為______V.將點(diǎn)電荷q=5C從a點(diǎn)移動到c點(diǎn),電場力做功________J.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

設(shè)在地面上方的真空室內(nèi)存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場.已知電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是相同的,電場強(qiáng)度的大小E=4.0伏/米,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=0.15特.今有一個帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)以v=20米/秒的速度在此區(qū)域內(nèi)沿垂直場強(qiáng)方向做勻速直線運(yùn)動,求此帶電質(zhì)點(diǎn)的電量與質(zhì)量之比
q
m
以及磁場的所有可能方向(角度可用反三角函數(shù)表示).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,長度為l的細(xì)線一端固定于O點(diǎn),另一端系一質(zhì)量為m的帶電小球,整個裝置置于水平向右的勻強(qiáng)電場(電場區(qū)域足夠大)中,當(dāng)小球靜止時,細(xì)線與豎直方向的夾角為θ=60°.
(1)若將小球拉至O點(diǎn)右方使細(xì)線呈水平狀態(tài)由靜止釋放,則小球的速度最大時,細(xì)線的張力為多少?
(2)現(xiàn)將小球拉至O點(diǎn)左方使細(xì)線呈水平狀態(tài)由靜止釋放,則小球第一次運(yùn)動到O點(diǎn)正下方時的速度大小為多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,一條長為L的絕緣細(xì)線一端固定在O點(diǎn),另一端拴有一個質(zhì)量為m的帶電小球,將它置于場強(qiáng)大小為E的水平方向的勻強(qiáng)電場中,當(dāng)小球處在細(xì)線與豎直方向的夾角為α的A點(diǎn)時處于平衡狀態(tài),問:
(1)小球帶何種電荷?所帶電荷量為多少?
(2)在平衡位置以多大的速度VA釋出小球,才能使之在電場中作豎直平面內(nèi)的完整圓周運(yùn)動?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,電荷量為-e,質(zhì)量為m的電子從A點(diǎn)沿與電場垂直的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場,初速度為v0,當(dāng)它通過電場中B點(diǎn)時,速度與場強(qiáng)方向成150°角,不計電子的重力,求:
(1)電子經(jīng)過B點(diǎn)的速度多大;
(2)AB兩點(diǎn)間的電勢差多大.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案