如图所示,离子发生器发射出一束质量为m,电荷量为q的离子,从静止经加速电压U1加速后,获得速度v0,并沿垂直于电场线方向

如图所示,离子发生器发射出一束质量为m,电荷量为q的离子,从静止经加速电压U1加速后,获得速度v0,并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央,受偏转电压U2作用后,以速度v离开电场,已知平行板长为l,两板间距离为d,求:
①v0的大小;
②离子在偏转电场中运动时间t;
③离子在偏转电场中受到的电场力的大小F;
④离子在偏转电场中的加速度;
⑤离子在离开偏转电场时的横向速度vy
⑥离子在离开偏转电场时的速度v的大小;
⑦离子在离开偏转电场时的横向偏移量y;
⑧离子离开偏转电场时的偏转角θ的正切值tanθ
wangbiqi 1年前 已收到1个回答 举报

wudi03004 幼苗

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解题思路:根据动能定理求出粒子进入偏转电场的速度,根据电势差和两极板间的距离求出电场强度,从而得出电场力,根据牛顿第二定律求出加速度.
抓住粒子在偏转电场中水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做匀加速直线运动求出离开偏转电场时的竖直分速度以及偏移量,根据平行四边形定则求出离开偏转电场时的速度以及偏转角的正切值.

①根据动能定理得:qU1=
1
2mv02
解得:v0=

2qU1
m.
②粒子在水平方向上做匀速直线运动,则:t=
l
v0=l

m
2qU1.
③电场强度为:E=
U2
d,
则电场力为:F=qE=
qU2
d.
④粒子在偏转电场中的加速度为:a=[qE/m=
qU2
md].
⑤离子在离开偏转电场时的沿电场方向的速度为:vy=at=
qU2l
md

m
2qU1.
⑥离子在离开偏转电场时的速度为:v=
v02+vy2=

2qU1
m+
qU22l2
2mdU1.
⑦离子在离开偏转电场时的横向偏移量为:y=[1/2at2=
U2l2
4dU1].
⑧离子离开偏转电场时的偏转角θ的正切值为:tanθ=
vy
v0=
at
v0=
qU2l
mdv02=
U2l
2U1d.
答:①v0的大小为v0=

2qU1
m;
②离子在偏转电场中运动时间t为l

m
2qU1;
③离子在偏转电场中受到的电场力的大小F为
qU2
d;
④离子在偏转电场中的加速度为
qU2
md;
⑤离子在离开偏转电场时的横向速度vy
qU2l
md

m
2qU1;
⑥离子在离开偏转电场时的速度v的大小

2qU1
m+
qU22l2
2mdU1;
⑦离子在离开偏转电场时的横向偏移量y为
U2l2
4dU1;
⑧离子离开偏转电场时的偏转角θ的正切值tanθ为
U2l
2U1d.

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 解决本题的关键掌握处理类平抛运动的方法,知道粒子在垂直电场和沿电场方向的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式灵活求解.

1年前

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