答案:(1)
5(mg-qE)sin?(2)R(3)减少3qER.
m2
22.如图所示,虚线MN左侧有一场强为E1=E的匀强电场,在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2=2E的匀强电场,在虚线PQ右侧距PQ为L处有一与电场E2平行的屏.现将一电子(电荷量为e,质量为m,重力不计)无初速度地放入电场E1中的A点,最后电子打在右侧的屏上,A点到MN的距离为O,求:
(1) 电子到达MN时的速度;
(2) 电子离开偏转电场时偏转角的正切值tanθ; (3) 电子打到屏上的点P′到点O的距离.
L,AO连线与屏垂直,垂足为2
【答案】(1) v?【解析】 【详解】
eEL (2)2 (3) 3L. m(1)电子在电场E1中做初速度为零的匀加速直线运动,设加速度为a1,到达MN的速度为v,则:
a1=
eE1eE =
mmL2a1?v2
2eEL m解得
v?(2)设电子射出电场E2时沿平行电场线方向的速度为vy, a2=
eE22eE =
mmLt= vvy=a2t
vyv=2
tanθ=
(3)电子离开电场E2后,将速度方向反向延长交于E2场的中点O′.由几何关系知:
xtanθ=L2解得:
?L
x=3L.
23.如图平行金属板长为L,一个带电为 + q,质量为m的粒子以某一初速度紧贴上板垂直射入电场,刚好从下板边缘以速度v射出,末速度v恰与下板成30°角,粒子重力不计.求:
(1)粒子进入电场的初速度大小v0; (2)两极间距离d. (3)两极的电势差U.
mv3v3L (2) (3)【答案】(1)
8q26【解析】 【详解】
(1)由速度关系得初速度:
2v0?vcos300?3v 2(2)带电粒子在电场中做类平抛运动,在水平方向有:
L=v0t
在竖直方向有:
vsin300d=t
2解得
d?(3)由动能定理:
3L 6Uq?解得
1212mv?mv0 22mv2U?
8q
高中物理必修第3册第十章 静电场中的能量试卷测试卷(解析版)
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