1、1.(1)当t0时,电子进入场区,根据运动和力的关系,可画出粒子运动速度随时间变化的关系图象(如答图1所示)。由图象可知,因图线与时间轴所围的面积总在速度轴的正值一侧,说明粒子的位移方向总沿同一方向,即一直朝板运动。由图象还可看出,粒子的具体运动情况是:先加速、再减速,当速度减为零后继而又开始加速、再减速,如此不断循环地变化而向板运动。答图1 v0tUBU0-U00tT/23T/22TTT/2T3T/22T(2)当tT/8时,电子进入场区,参照上述的方法分析,可以得出答案:电子时而向B板运动,时而向A板运动,最终到达B板。答图2v0tUBU0-U00tT/23T/22TT2T3T/2TT/2(
2、3)当t3T/8时,电子进入场区,此时仍按上述思路画出粒子运动速度随时间变化的图象(如答图2所示)。由图象可知,粒子向正方向(B板)和负方向(A板)都将发生位移,得负方向的位移大于正方向的位移,所以粒子将在电压变化的第一个周期内被推出场区,而无法到达板。(4)对于tT/2时电子进入场区的情况,依照上述思路分析得出的答案是:粒子在刚一进入场区时,即被推出,故也不能到达B板。2.(1)200V/m;(2)1V。3. 解:(1)两极间电压 内部场强 解出 (2)设最多能有n个电子到达B板,那么第n个电子在到达B板时速度恰减为0。满足 解出 (3)第1个电子在两板间作匀速运动,运动时间为 最后1个电子
3、在两板间作匀减速运动,到达B板时速度恰为0,运动时间为 二者时间之差为 4. 解(1)根据动能定理: mglsin60 - qUBA = 0 - 0 ,B、A两点的电势差 (2)电场强度 (3)小球到达B点时,悬线对小球的拉力T、重力沿半径方向的分力mgcos30、电场力沿半径方向的分力qEcos60的合力是向心力:因为 vB = 0 ,解得 T = mg。5. (1) 410-10F,210 8C。6. 。7. (1)L=U1d2/U2,(2)T=28. (1) ,(2) 9. (1)设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a,根据牛顿第二定律有qE=ma(1)解得 a=qE/m=8.0m/s
4、2(2)设带电体运动到B端的速度大小为vB,那么vB2=2as解得 vB=4.0m/s。(3)(2)设带电体运动到圆轨道B端时受轨道的支持力为N,根据牛顿第二定律有N-mg=mvB2/R(4) 解得 N=mg+ mvB2/R=5.0N(5)根据牛顿第三定律可知,带电体对圆弧轨道B端的压力大小N=N=5.0N(6)(3)因电场力做功与路径无关,所以带电体沿圆弧形轨道运动过程中,电场力所做的功W电=qER=0.32J(7)设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为W摩,对此过程根据动能定理有W电+W摩-mgR=0-mvB2(8) 解得 W摩=-0.72J(9)10. (1)设电子的质量为m、电
5、量为e,电子通过加速电场后的速度为v,由动能定理有:eu=mv2 ;电子通过偏转电场的时间t=;此过程中电子的侧向位移y=at2=()2 联立上述两式解得:y=;要使电子都打不到屏上,应满足u取最大值800V时仍有y代入数据可得,为使电子都打不到屏上,U至少为100V。(2)当电子恰好从A板右边缘射出偏转电场时,其侧移量最大ymax2.5cm电子飞出偏转电场时,其速度的反向延长线通过偏转电场的中心,设电子打在屏上距中心点的最大距离为Ymax,那么由几何关系可得:=,解得Ymax=ymax=5.0cm由第(1)问中的y=可知,在其它条件不变的情况下,u越大y越小,所以当u=800V时,电子通过偏转电场的侧移量最小。其最小侧移量ymin=1.25102m=1.25cm同理,电子打在屏上距中心点的最小距离Ymin=ymin=2.5cm所以电子打在屏上距中心点O在2.5cm5.0cm范围内。