综合题15.0分
物理

如图甲所示,极板A、B间电压为U0,极板CD间距为d,荧光屏到CD板右端的距离等于CD板的板长。AO处的放射源连续无初速地释放质量为m、电荷量为+q的粒子,经电场加速后,沿极板CD的中心线射向荧光屏(荧光屏足够大且与中心线垂直),当CD板间未加电压时,粒子通过两板间的时间为t0;当CD板间加上图乙所示电压(图中电压U1已知)时,粒子均能从CD两板间飞出,不计粒子的重力及相互间的作用。

29.CD板的长度L

30.粒子从CD板间飞出时垂直于极板方向偏移的最大距离;

31.粒子打在荧光屏上区域的长度。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

粒子在A、B板间有:

在C、D板间有:

解得:

考查方向

本题考查了带电粒子在匀强电场中的运动;匀强电场中电势差和电场强度的关系等知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与动能定理等知识点交汇命题。

解题思路

根据动能定理求出粒子进入偏转电场的速度v的大小,在CD板间粒子匀速运动求CD板的长度

易错点

本题关键要掌握:电场中加速根据动能定理求解获得的速度、偏转电场中类平抛运动的研究方法是运动的分解和合成.

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

粒子从nt0(n=0、2、4…)时刻进入C、D间,偏移距离最大,粒子做类平抛运动,偏移距离为: ,加速度为:

得:

考查方向

本题考查了带电粒子在匀强电场中的运动;匀强电场中电势差和电场强度的关系等知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与动能定理等知识点交汇命题。

解题思路

粒子进入偏转电场后做类平抛运动,将其运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动,根据牛顿第二定律和运动学位移时间公式结合求解粒子从C、D板间飞出时垂直于极板方向偏移的最大距离.

易错点

本题关键要掌握:电场中加速根据动能定理求解获得的速度、偏转电场中类平抛运动的研究方法是运动的分解和合成.

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

粒子在C、D间偏转距离最大时打在荧光屏上距中心线最远,出C、D板偏转角,打在荧光屏上距中心线最远距离为:

荧光屏上区域长度为:

考查方向

本题考查了带电粒子在匀强电场中的运动;匀强电场中电势差和电场强度的关系等知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与动能定理等知识点交汇命题。

解题思路

粒子出电场后反向速度的反向延长线经过偏转电场中轴线的中点,求出粒子离开电场时速度与水平方向夹角的正切,结合几何关系求出粒子打在荧光屏上区域的长度.

易错点

本题关键要掌握:电场中加速根据动能定理求解获得的速度、偏转电场中类平抛运动的研究方法是运动的分解和合成.