利用電場來加速和控制帶電粒子的運(yùn)動，在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)設(shè)備中有廣泛的應(yīng)用。如圖所示，M、N為豎直放置的平行金屬板，S1、S2為板上正對的小孔，兩板間所加電壓為U0，金屬板P和Q水平放置在N板右側(cè)，關(guān)于小孔S1、S2所在直線對稱，兩板間加有恒定的偏轉(zhuǎn)電壓。現(xiàn)有一質(zhì)子（11H）和α粒子（42He）從小孔S1處先后由靜止釋放，經(jīng)加速后穿過小孔S2水平向右進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場。已知α粒子的質(zhì)量為m,電荷量為q。
（1）求α粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度大?。?br />（2）請判斷質(zhì)子和α粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的運(yùn)動軌跡是否相同，并說明理由；
（3）交換M、N兩板的極性，使大量電子加速后連續(xù)不斷地穿過小孔S2水平向右進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，且進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的速度均為v=6.4×107m/s。已知極板P和Q的長度L=8×10-2m,間距d=5×10-3m,兩極板間改為頻率為50Hz的交變電壓u=Umsin100πt（V）。電子質(zhì)量me=9.1×10-31kg,電荷量e=1.6×10-19C。若要在偏轉(zhuǎn)極板的右側(cè)始終能檢測到電子，求Um滿足的條件。
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【考點(diǎn)】帶電粒子在周期性變化的電場中偏轉(zhuǎn)；動能定理的簡單應(yīng)用．
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：197引用：1難度：0.6
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1．如圖1所示，A、B是一對平行的金屬板，在兩板間加上一周期為T的交變電壓U，A板的電勢UA=0，B板的電勢UB隨時(shí)間發(fā)生周期性變化，規(guī)律如圖2所示?，F(xiàn)有一電子從A板上的小孔進(jìn)入兩板間的電場區(qū)內(nèi)，設(shè)電子的初速度和重力的影響均可忽略。則下列說法正確的是（ ?。?br />
發(fā)布：2024/11/16 9:30:1組卷：134引用：5難度：0.4 -
2．多級加速器原理如圖左所示，多個(gè)橫截面積相同的金屬圓筒0，l,2，3…n依次排列，其中心軸線在同一直線上，圓筒的長度依照一定的規(guī)律依次增加。圓簡和交變電源兩極交替相連，交變電壓變化規(guī)律如圖右所示，在t=0時(shí)，奇數(shù)圓筒相對偶數(shù)圓筒的電勢差為正值，此時(shí)位于序號為0的金屬圓板中央的一個(gè)電子，在電場中由靜止開始加速，沿中心軸線沖進(jìn)圓筒。若已知電子的質(zhì)量為m,電子電荷量為e,電壓的絕對值為U，周期為T，電子通過圓筒間隙的時(shí)間忽略不計(jì)。為使電子能不斷加速，下列說法錯誤的是（ ?。?br />
發(fā)布：2024/10/12 13:0:2組卷：100引用：1難度：0.5 -
3．如圖1，質(zhì)子在電勢差為U0的加速電場中由靜止開始運(yùn)動，然后射入電勢差為U1的兩塊水平正對的金屬極板AB的中央，入射方向跟極板平行。已知極板長L，間距d,質(zhì)子質(zhì)量m,電荷量+q,整個(gè)裝置處在真空中，質(zhì)子的重力可忽略不計(jì)。求：
（1）質(zhì)子從加速電場射出時(shí)的速度v0；
（2）若質(zhì)子恰好從A板邊緣射出，則U1為多大；
（3）若在AB板間加上如圖2所示的交變電壓，大小仍為（2）中的U1（電壓為正時(shí)B板帶正電），要使質(zhì)子能從極板中央水平射出電場，則電壓的周期T應(yīng)滿足什么條件？在滿足條件的周期取最大值時(shí)，大致畫出質(zhì)子的運(yùn)動軌跡。發(fā)布：2024/10/16 4:0:1組卷：46引用：1難度：0.5
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