1、计算题 如图,质量m=5×10-8 kg的带电粒子以v0="2" m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B中央飞入电场,已知板长L="10" cm,板间距离d="2" cm,当AB间加电压UAB=1.0×103 V时,带电粒子恰好沿直线穿过电场(设此时A板电势比B板电势高)。g=10m/s2。求:

(1)带电粒子的电性,电荷量为多少?
(2)A、B间所加电压在什么范围内带电粒子能从板间飞出?
参考答案:(1)负电荷?
(2)200 V≤UAB≤1800 V
本题解析:(1)UAB=103 V时,粒子做直线运动,有q
=mg,
?C,?
粒子带负电.?
(2)当电压UAB比较大时,qE>mg,粒子向上偏,
当刚好能出去时,
解之得U1="1800" V.?
电压UAB比较小时,qE<mg,粒子向下偏,设刚好能从下板边缘飞出,有:
解之得U2="200" V.?
则要使粒子能从板间飞出,A、B间所加电压的范围为200 V≤UAB≤1800 V.
点评:本题考查了经典的带电粒子场中的偏转问题,这类问题需要利用类平抛知识求解,即利用分解,将曲线运动分解成分方向的运动。
本题难度:一般
2、简答题 如图所示,是示波管工作原理示意图,电子经加速电压
加速后垂直进入偏转电场,离开偏转电场时的偏转量为
,两平行板间的距离为
,电势差为
,板长为
,为了提高示波管的灵敏度(单位偏转电压引起的偏转量
)可采取哪些措施?
参考答案:增大
、减小U1或d均可提高示波管的灵敏度
本题解析:电子经U1加速后,以
的速度垂直进入偏转电场,
由动能定理得:?
①? --------2分
电子在偏转电场中运动的时间
为:
?②? --------2分
电子在偏转电场中的加速度
为:
?③? --------2分
电子在偏转电场中的偏转量
为:
?④? --------2分
由以上四式联解得到示波管的灵敏度
为:
,
可见增大
、减小U1或d均可提高示波管的灵敏度。? -------------2分
本题难度:简单
3、计算题 如图所示,两平行金属板M、N长度为L,两金属板间距为
L。直流电源的电动势为E,内阻不计。位于金属板左侧中央的粒子源O可以沿水平方向向右连续发射电荷量为+q、质量为m的带电粒子,带电粒子的质量不计,射入板间的粒子速度均为v0=
。在金属板右侧有一个垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。
(1)将变阻器滑动头置于a端,试求带电粒子在磁场中运动的时间;
(2)将变阻器滑动头置于b端,试求带电粒子射出电场的位置;
(3)将变阻器滑动头置于b端,试求带电粒子在磁场中运动的时间。

参考答案:解:(1)将变阻器滑动头置于a端,两极板M、N间的电势差为零,带电粒子不会发生偏转
带电粒子在磁场中转动半周离开磁场,运动时间为t1=
(2)将滑动变阻器滑动头置于b端,带电粒子向上偏转
带电粒子在电场中做类平抛运动,L=v0t,y=
将v0=
代入得,y=
L
带电粒子射出电场的位置为M板的上边缘
(3)带电粒子射出电场时速度与水平方向夹角的正切tan θ=
,所以θ=30°
带电粒子的运动时间为t2=
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,水平放置的平行板电容器间有垂直纸面向里的匀强磁场,开关S闭合时一带电粒子恰好水平向右匀速穿过两板,重力不计。对相同状态入射的粒子,下列说法正确的是

A.保持开关闭合,若滑片P向上滑动,粒子不可能从极板边缘射出
B.保持开关闭合,若滑片P向下滑动,粒子不可能从极板边缘射出
C.保持开关闭合,若A极板向上移动后,调节滑片P的位置,粒子仍可能沿直线射出
D.如果开关断开,粒子继续沿直线射出