8.9带电粒子在交变电场中运动(含解析)

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8.9带电粒子在交变电场中运动
一、单选题
1.如图平行板间加周期变化的电压,t=0时M板为正,一带正电的带电粒子静止在平行板中央,从t=0时刻开始将其释放,运动过程无碰板情况。能定性描述粒子运动的速度图象正确的是(  )
A.B.C.D.
2.如图中甲所示,两平行正对的金属板A,B间加有如图乙所示的交变电压,一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处.若在t0时刻释放该粒子,粒子会时而向A板运动,时而向B板运动,并最终打在A板上.则t0可能属于的时间段是( )
A. B. C. D.
3.示波管原理图如图甲所示。它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,管内抽成真空。如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压,电子束从电子枪射出后沿直线运动,打在荧光屏中心,产生一个亮斑如图乙所示。若板间电势差UXX′和UYY′随时间变化关系图像如丙、丁所示,则荧光屏上的图像可能为( )
A.B.C.D.
4.如图所示为示波管构造的示意图,实验学校高二的某探究小组在XX′间加上了图乙所示的UXX′—t信号,YY′间加上了图甲所示的UYY′—t信号。则在屏幕上看到的图形是(  )
A.B.C.D.
二、多选题
5.如图(a)所示,在两平行金属板中央有一个不计重力的静止电子,当两板间所加的的电压分别如图(b)中甲、乙、丙、丁所示时,关于电子在板间的运动(假设不与两板相碰),下列说法正确的是(  )

A.电压是甲图时,在时间内,电子的电势能先增加后减少
B.电压是乙图时,在时间内,电子的电势能先减少后增加
C.电压是丙图时,电子在板间做往复运动
D.电压是丁图时,电子在板间做往复运动
6.如图,A板的电势UA=0,B板的电势UB随时间的变化规律如图所示。电子只受电场力的作用,且初速度为零(设两板间距足够大),则电子(  )
A.若电子是在t=0时刻进入的,它将一直向B板运动
B.若电子是在t=0时刻进入的,它将时而向B板运动,时而向A板运动,最后打在B板上
C.若在t=时刻进入的,它将时而向B板运动,时而向A板运动,最后打在B板上
D.若在t=时刻进入的,它将时而向B板运动,时而向A板运动,最后不能打到B板上
7.如图(甲)所示,在竖直放置、距离足够大的两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力),规定水平向左为正方向。当两板间加上如图(乙)所示的交变电压后,下列图像中能正确反映电子受到的电场力F、位移x、动量p和动能四个物理量随时间变化规律的是(  )
A.B.C.D.
8.如图甲所示,真空中水平放置两块长度为的平行金属板、,两板间距为,两板间加上如图乙所示最大值为的周期性变化的电压,在两板左侧紧靠板处有一粒子源,自时刻开始连续释放初速度大小为,方向平行于金属板的相同带电粒子,时刻释放的粒子恰好从板右侧边缘离开电场,已知电场变化周期,粒子质量为,不计粒子重力及相互间的作用力,则(  )
A.在时刻进入的粒子离开电场时速度大小为
B.粒子的电荷量为
C.在时刻进入的粒子刚好从板右侧边缘离开电场
D.在时刻进入的粒子离开电场时动能不变
三、解答题
9.示波器是一种常用的实验仪器,如图所示,它常被用来显示电信号随时间变化的情况。振动、光、温度等的变化可以通过传感器转化成电信号的变化,然后用示波器来研。示波器的基本原理是带电粒子在电场力的作用下加速和偏转。一个电荷量为,质量为的带电粒子,由静止经电压为的加速电场加速后,立即沿中心线垂直进入一个电压为的偏转电场,然后打在垂直于放置的荧光屏上的P点,偏转电场两极板间距为,极板长,极板的右端与荧光屏之间的距离也为8cm。整个装置如图示(不计粒子的重力)求:
(1)粒子出加速电场时的速度v;
(2)粒子出偏转电场时的偏移距离y;
(3)P点到O2的距离。
10.如图甲所示,在xOy坐标系中,在第II象限放置了α射线管,α射线管由平行于x轴的平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成。细管C离两板等距,且开口在y轴上(图中C与两板连线绝缘)。放射源P靠近在A极板下方的左端,可以斜向下沿特定方向发射一定初速度的α粒子。若极板长为,间距为,当A、B板加上某一电压时,α粒子刚好能以速度从细管C水平射出,进入位于第I象限的静电分析器恰好做匀速圆周运动。静电分析器中电场的电场线为沿半径方向指向圆心O,运动轨迹处的场强大小为。之后α粒子垂直x轴进入第IV象限的电场强度大小不变、方向水平、随时间周期性变化的电场中,以此刻为计时零时刻,电场变化关系如图乙(图中和为已知值),规定沿x轴正方向为电场正值的方向。已知α粒子带正电,电荷量大小为(为元电荷),质量为,重力不计。求:
(1) α粒子在静电分析器中运动的轨迹半径;
(2) 当时,α粒子的坐标;
(3) α粒子的初速度的大小和方向。
11.如图,电子在电势差为的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为的两块平行极板AB的中央,入射方向跟极板平行,已知极板长,间距,电子质量,电荷量,整个装置处在真空中,重力可忽略。求:
(1)电子从加速电场出射时的速度;
(2)若电子恰好从A板边缘出射,则为多少?
(3)若在AB板间加上大小为如图所示的交变电压(电压为正时A板带正电),电子在时进入偏转电场,要使电子能从极板中央水平射出电场,则电压的周期T应满足什么条件?在满足条件的周期取最大值时,大致画出电子的运动轨迹。
(4)若在AB板间加上大小为如图所示的交变电压(电压为正时A板带正电),电子在时进入偏转电场,要使电子能刚好经过极板(不落到极板上)后从极板中央水平射出电场,则电压大小应满足什么条件?
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第1页,共3页8.9带电粒子在交变电场中运动答案
8.9带电粒子在交变电场中运动答案
1.A
由于电压在一段时间内是常数,所以电场强度也是常数,带电粒子受到的电场力也是常数,根据牛顿第二定律
F=ma
可知带电粒子的加速度也是常数;带电粒子在0~匀加速后,~T电压反向了,电场力也反向,该粒子做匀减速直线运动。由于加、减速时间相同,该粒子的速度恰好减为零;下一周期又开始重复上述运动,则v-t图像为A所示。
故选A。
2.C
A. 若,带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向右运动的距离大于向左运动的距离,最终打在B板上,所以A错误.
B. 若,带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向左运动的距离小于向右运动的距离,最终打在B板上,所以B错误.
C. 若,带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向左运动的距离大于向右运动的距离,最终打在A板上,所以C正确.
D. 若,带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向右运动的距离大于向左运动的距离,最终打在B板上,所以D错误.
3.A
UXX′和UYY′均为正值,电场强度方向由X指向X′,Y指向Y′,电子带负电,电场力方向与电场强度方向相反,所以分别向X,Y方向偏转,可知A正确。
4.C
AB.图甲成锯齿波形,即YY′间所加的是扫描电压,可知电子打在荧光屏上的亮斑y轴上匀速移动扫描,XX′间所加的是成正弦波式的信号电压,所以示波管显像在y轴上,AB错误;
CD.由于扫描电压的周期是信号电压周期的2倍,则示波管上将显现出两个完整的波形,在t=0时刻,由于
UXX′=0,UYY′<0
表明此时刻x轴上没有偏转,坐标为0,由于此时刻Y电极电势低于Y′,且UYY′为最大值,则电子将沿y轴负向偏转,且偏转侧移最大,坐标为负的最大值,根据图乙可知,随后有
UXX′>0
即随后,X电极电势高于X′,则电子随后将沿x轴正向偏转,C正确,D错误。
故选C。
5.BD
A.若是甲图,0 时间内粒子先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动,即电场力先做正功后做负功,电势能先减少后增加,故A错误;
B.电压是乙图时,在0 时间内,电子先加速后减速,即电场力先做正功后做负功,电势能先减少后增加,故B正确;
C.电压是丙图时,电子先做加速度先增大后减小的加速运动,过了做加速度先增加后减小的减速运动,到T时速度减为0,之后继续朝同一方向加速减速,故粒子一直朝同一方向运动,故C错误;
D.电压是丁图时,电子先加速,到后减速,后反向加速,后反向减速,T时减为零,之后又加速……,故粒子做往复运动,故D正确。
故选BD。
6.ACD
AB.若电子在t=0时刻进入板间电场,电子将在一个周期内先做匀加速运动后做匀减速运动,以后沿同一方向重复这种运动,直到碰到B板,故A正确,B错误;
D.若电子在t=时刻进入,由对称性可知,电子先正向加速,然后正向减速到零,再反向加速,最后反向减速,即电子将在板间做往复运动,故D正确;
C.若电子在t=时刻进入板间,则电子在前T内向B板加速运动,再T向B板减速,然后T向A板加速,再T内向A板减速运动,以后重复这种运动,直到碰到B板,故C正确。
解法二:图像法。选取竖直向上为正方向,作出电子的vt图像如图所示,根据图像很容易求解A、C、D正确。
故选ACD。
7.AC
A.电子受到的电场力
故电场力与交变电压变化趋势相同,故A正确;
B.开始时,电子在电场力作用下做匀变速直线运动,则位移与时间的关系应该是二次函数图像,故B错误;
C.根据动量定理
则图像与时间轴围成的面积表示电子的动量,由A图像可知,动量先均匀增大,再均匀减小,再反向均匀变大,最后再均匀变小,故C正确;
D.前内由于
故动能与时间为二次函数关系,故D错误。
故选AC。
8.AC
A.粒子进入电场后,水平方向做匀速运动,则时刻进入电场的粒子在电场中运动时间
此时间正好是交变电场的一个周期;粒子在竖直方向先做加速运动后做减速运动,经过一个周期,粒子的竖直速度为零,故粒子离开电场时的速度大小等于水平速度,故A正确;
B.在竖直方向,粒子在时间内的位移为,则
可得
故B错误;
C.时刻进入的粒子,在竖直方向先向下加速运动,然后向下减速运动,再向上加速,向上减速,由对称性可知,离开电场时粒子在竖直方向的位移为零,故粒子从板右侧边缘离开电场,故C正确;
D.在时刻进入电场的粒子,离开电场时在竖直方向的位移为
故电场力做功为
根据动能定理可得
可得粒子离开电场时的动能为
故D错误。
故选AC。
9.(1);(2)0.03m;(3)
(1)在加速电场运动过程中,由动能定理
代入数据得
(2)带电粒子在偏转电场中的加速度
带电粒子在偏转电场的运动时间
带电粒子离开电场时的偏转量
联立解得
y=0.03m
(3)带电粒子从偏转电场中出来的竖直方向的速度为
速度与水平方向的夹角为
根据速度反向延长线恰好平分水平方向的位移有:
10.(1);(2);(3),与水平方向的夹角为,
(1)α粒子在静电分析器中做匀速圆周运动,由电场力提供向心力,则有
解得
(2)粒子进入交变电场后,轴方向做匀速直线运动,则有
轴先做匀加速直线运动,则内的位移为
后做匀减速直线运动,之后又重复先前的运动,根据对称性,6T内粒子的位移
则横坐标为
解得
即α粒子的坐标为。
(3)粒子在平行金属板中水平方向做匀速运动,则有
竖直方向做匀减速直线运动,根据题意,运动到细管位置时,竖直分速度恰好减为0,则有
则α粒子的初速度v0的大小为
令该速度与水平方向的夹角的为θ,则有
解得

11.(1);(2);(3),;(4)
(1)由动能定理
解得
(2)电子在电场力作用下做类平抛运动,加速度为
运动时间为
偏转的侧位移为
解得
(3)加上图示电压时,电子在不撞到极板时,一个周期内在电场中先做类平抛,后做反类平抛,再反向类平抛和反类平抛,即经过一个周期后速度方向恰好沿电场中央水平向右,因此要让电子从中央水平向右射出电场,电子在电场中运动的时间恰好为电压周期的整数倍,即
所以
当时
此时轨迹如图

(4)运动时间为
偏转的侧位移为
加速度
时间
联立解得
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第1页,共2页8.9带电粒子在交变电场中运动教师
一、单选题(共0分)
1.如图平行板间加周期变化的电压,t=0时M板为正,一带正电的带电粒子静止在平行板中央,从t=0时刻开始将其释放,运动过程无碰板情况。能定性描述粒子运动的速度图象正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
由于电压在一段时间内是常数,所以电场强度也是常数,带电粒子受到的电场力也是常数,根据牛顿第二定律
F=ma
可知带电粒子的加速度也是常数;带电粒子在0~匀加速后,~T电压反向了,电场力也反向,该粒子做匀减速直线运动。由于加、减速时间相同,该粒子的速度恰好减为零;下一周期又开始重复上述运动,则v-t图像为A所示。
故选A。
2.如图中甲所示,两平行正对的金属板A,B间加有如图乙所示的交变电压,一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处.若在t0时刻释放该粒子,粒子会时而向A板运动,时而向B板运动,并最终打在A板上.则t0可能属于的时间段是( )
A. B. C. D.
【答案】C
A. 若,带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向右运动的距离大于向左运动的距离,最终打在B板上,所以A错误.
B. 若,带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向左运动的距离小于向右运动的距离,最终打在B板上,所以B错误.
C. 若,带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向左运动的距离大于向右运动的距离,最终打在A板上,所以C正确.
D. 若,带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向右运动的距离大于向左运动的距离,最终打在B板上,所以D错误.
3.示波管原理图如图甲所示。它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,管内抽成真空。如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压,电子束从电子枪射出后沿直线运动,打在荧光屏中心,产生一个亮斑如图乙所示。若板间电势差UXX′和UYY′随时间变化关系图像如丙、丁所示,则荧光屏上的图像可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
UXX′和UYY′均为正值,电场强度方向由X指向X′,Y指向Y′,电子带负电,电场力方向与电场强度方向相反,所以分别向X,Y方向偏转,可知A正确。
4.如图所示为示波管构造的示意图,实验学校高二的某探究小组在XX′间加上了图乙所示的UXX′—t信号,YY′间加上了图甲所示的UYY′—t信号。则在屏幕上看到的图形是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
AB.图甲成锯齿波形,即YY′间所加的是扫描电压,可知电子打在荧光屏上的亮斑y轴上匀速移动扫描,XX′间所加的是成正弦波式的信号电压,所以示波管显像在y轴上,AB错误;
CD.由于扫描电压的周期是信号电压周期的2倍,则示波管上将显现出两个完整的波形,在t=0时刻,由于
UXX′=0,UYY′<0
表明此时刻x轴上没有偏转,坐标为0,由于此时刻Y电极电势低于Y′,且UYY′为最大值,则电子将沿y轴负向偏转,且偏转侧移最大,坐标为负的最大值,根据图乙可知,随后有
UXX′>0
即随后,X电极电势高于X′,则电子随后将沿x轴正向偏转,C正确,D错误。
故选C。
二、多选题(共0分)
5.如图(a)所示,在两平行金属板中央有一个不计重力的静止电子,当两板间所加的的电压分别如图(b)中甲、乙、丙、丁所示时,关于电子在板间的运动(假设不与两板相碰),下列说法正确的是(  )

A.电压是甲图时,在时间内,电子的电势能先增加后减少
B.电压是乙图时,在时间内,电子的电势能先减少后增加
C.电压是丙图时,电子在板间做往复运动
D.电压是丁图时,电子在板间做往复运动
【答案】BD
A.若是甲图,0 时间内粒子先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动,即电场力先做正功后做负功,电势能先减少后增加,故A错误;
B.电压是乙图时,在0 时间内,电子先加速后减速,即电场力先做正功后做负功,电势能先减少后增加,故B正确;
C.电压是丙图时,电子先做加速度先增大后减小的加速运动,过了做加速度先增加后减小的减速运动,到T时速度减为0,之后继续朝同一方向加速减速,故粒子一直朝同一方向运动,故C错误;
D.电压是丁图时,电子先加速,到后减速,后反向加速,后反向减速,T时减为零,之后又加速……,故粒子做往复运动,故D正确。
故选BD。
6.如图,A板的电势UA=0,B板的电势UB随时间的变化规律如图所示。电子只受电场力的作用,且初速度为零(设两板间距足够大),则(  )
A.若电子是在t=0时刻进入的,它将一直向B板运动
B.若电子是在t=0时刻进入的,它将时而向B板运动,时而向A板运动,最后打在B板上
C.若电子是在t=时刻进入的,它将时而向B板运动,时而向A板运动,最后打在B板上
D.若电子是在t=时刻进入的,它将时而向B板运动,时而向A板运动,最后不能打到B板上
【答案】ACD
AB.若电子在t=0时刻进入板间电场,电子将在一个周期内先做匀加速运动后做匀减速运动,以后沿同一方向重复这种运动,直到碰到B板,故A正确,B错误;
D.若电子在t=时刻进入,由对称性可知,电子先正向加速,然后正向减速到零,再反向加速,最后反向减速,即电子将在板间做往复运动,故D正确;
C.若电子在t=时刻进入板间,则电子在前T内向B板加速运动,再T向B板减速,然后T向A板加速,再T内向A板减速运动,以后重复这种运动,直到碰到B板,故C正确。
解法二:图像法。选取竖直向上为正方向,作出电子的vt图像如图所示,根据图像很容易求解A、C、D正确。
故选ACD。
7.如图(甲)所示,在竖直放置、距离足够大的两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力),规定水平向左为正方向。当两板间加上如图(乙)所示的交变电压后,下列图像中能正确反映电子受到的电场力F、位移x、动量p和动能四个物理量随时间变化规律的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】AC
A.电子受到的电场力
故电场力与交变电压变化趋势相同,故A正确;
B.开始时,电子在电场力作用下做匀变速直线运动,则位移与时间的关系应该是二次函数图像,故B错误;
C.根据动量定理
则图像与时间轴围成的面积表示电子的动量,由A图像可知,动量先均匀增大,再均匀减小,再反向均匀变大,最后再均匀变小,故C正确;
D.前内由于
故动能与时间为二次函数关系,故D错误。
故选AC。
8.如图甲所示,真空中水平放置两块长度为的平行金属板、,两板间距为,两板间加上如图乙所示最大值为的周期性变化的电压,在两板左侧紧靠板处有一粒子源,自时刻开始连续释放初速度大小为,方向平行于金属板的相同带电粒子,时刻释放的粒子恰好从板右侧边缘离开电场,已知电场变化周期,粒子质量为,不计粒子重力及相互间的作用力,则(  )
A.在时刻进入的粒子离开电场时速度大小为
B.粒子的电荷量为
C.在时刻进入的粒子刚好从板右侧边缘离开电场
D.在时刻进入的粒子离开电场时动能不变
【答案】AC
A.粒子进入电场后,水平方向做匀速运动,则时刻进入电场的粒子在电场中运动时间
此时间正好是交变电场的一个周期;粒子在竖直方向先做加速运动后做减速运动,经过一个周期,粒子的竖直速度为零,故粒子离开电场时的速度大小等于水平速度,故A正确;
B.在竖直方向,粒子在时间内的位移为,则
可得
故B错误;
C.时刻进入的粒子,在竖直方向先向下加速运动,然后向下减速运动,再向上加速,向上减速,由对称性可知,离开电场时粒子在竖直方向的位移为零,故粒子从板右侧边缘离开电场,故C正确;
D.在时刻进入电场的粒子,离开电场时在竖直方向的位移为
故电场力做功为
根据动能定理可得
可得粒子离开电场时的动能为
故D错误。
故选AC。
三、解答题(共0分)
9.示波器是一种常用的实验仪器,如图所示,它常被用来显示电信号随时间变化的情况。振动、光、温度等的变化可以通过传感器转化成电信号的变化,然后用示波器来研。示波器的基本原理是带电粒子在电场力的作用下加速和偏转。一个电荷量为,质量为的带电粒子,由静止经电压为的加速电场加速后,立即沿中心线垂直进入一个电压为的偏转电场,然后打在垂直于放置的荧光屏上的P点,偏转电场两极板间距为,极板长,极板的右端与荧光屏之间的距离也为8cm。整个装置如图示(不计粒子的重力)求:
(1)粒子出加速电场时的速度v;
(2)粒子出偏转电场时的偏移距离y;
(3)P点到O2的距离。
【答案】(1);(2)0.03m;(3)
(1)在加速电场运动过程中,由动能定理
代入数据得
(2)带电粒子在偏转电场中的加速度
带电粒子在偏转电场的运动时间
带电粒子离开电场时的偏转量
联立解得
y=0.03m
(3)带电粒子从偏转电场中出来的竖直方向的速度为
速度与水平方向的夹角为
根据速度反向延长线恰好平分水平方向的位移有:
10.如图甲所示,在xOy坐标系中,在第II象限放置了α射线管,α射线管由平行于x轴的平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成。细管C离两板等距,且开口在y轴上(图中C与两板连线绝缘)。放射源P靠近在A极板下方的左端,可以斜向下沿特定方向发射一定初速度的α粒子。若极板长为,间距为,当A、B板加上某一电压时,α粒子刚好能以速度从细管C水平射出,进入位于第I象限的静电分析器恰好做匀速圆周运动。静电分析器中电场的电场线为沿半径方向指向圆心O,运动轨迹处的场强大小为。之后α粒子垂直x轴进入第IV象限的电场强度大小不变、方向水平、随时间周期性变化的电场中,以此刻为计时零时刻,电场变化关系如图乙(图中和为已知值),规定沿x轴正方向为电场正值的方向。已知α粒子带正电,电荷量大小为(为元电荷),质量为,重力不计。求:
(1) α粒子在静电分析器中运动的轨迹半径;
(2) 当时,α粒子的坐标;
(3) α粒子的初速度的大小和方向。
【答案】(1);(2);(3),与水平方向的夹角为,
(1)α粒子在静电分析器中做匀速圆周运动,由电场力提供向心力,则有
解得
(2)粒子进入交变电场后,轴方向做匀速直线运动,则有
轴先做匀加速直线运动,则内的位移为
后做匀减速直线运动,之后又重复先前的运动,根据对称性,6T内粒子的位移
则横坐标为
解得
即α粒子的坐标为。
(3)粒子在平行金属板中水平方向做匀速运动,则有
竖直方向做匀减速直线运动,根据题意,运动到细管位置时,竖直分速度恰好减为0,则有
则α粒子的初速度v0的大小为
令该速度与水平方向的夹角的为θ,则有
解得

11.如图,电子在电势差为的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为的两块平行极板AB的中央,入射方向跟极板平行,已知极板长,间距,电子质量,电荷量,整个装置处在真空中,重力可忽略。求:
(1)电子从加速电场出射时的速度;
(2)若电子恰好从A板边缘出射,则为多少?
(3)若在AB板间加上大小为如图所示的交变电压(电压为正时A板带正电),电子在时进入偏转电场,要使电子能从极板中央水平射出电场,则电压的周期T应满足什么条件?在满足条件的周期取最大值时,大致画出电子的运动轨迹。
(4)若在AB板间加上大小为如图所示的交变电压(电压为正时A板带正电),电子在时进入偏转电场,要使电子能刚好经过极板(不落到极板上)后从极板中央水平射出电场,则电压大小应满足什么条件?
【答案】(1);(2);(3),;(4)
(1)由动能定理
解得
(2)电子在电场力作用下做类平抛运动,加速度为
运动时间为
偏转的侧位移为
解得
(3)加上图示电压时,电子在不撞到极板时,一个周期内在电场中先做类平抛,后做反类平抛,再反向类平抛和反类平抛,即经过一个周期后速度方向恰好沿电场中央水平向右,因此要让电子从中央水平向右射出电场,电子在电场中运动的时间恰好为电压周期的整数倍,即
所以
当时
此时轨迹如图

(4)运动时间为
偏转的侧位移为
加速度
时间
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