3.带电物体在电场力和重力共同作用下的运动。
当带电体的重力和电场力大小可以相比时,不能再将重力忽略不计。这时研究对象经常被称为“带电微粒”、“带电尘埃”、“带电小球”等等。这时的问题实际上变成一个力学问题,只是在考虑能量守恒的时候需要考虑到电势能的变化。
[例3] 已知如图,水平放置的平行金属板间有匀强电场。一根长l的绝缘细绳一端固定在O点,另一端系有质量为m并带有一定电荷的小球。小球原来静止在C点。当给小球一个水平冲量后,它可以在竖直面内绕O点做匀速圆周运动。若将两板间的电压增大为原来的3倍,求:要使小球从C点开始在竖直面内绕O点做圆周运动,至少要给小球多大的水平冲量?在这种情况下,在小球运动过程中细绳所受的最大拉力是多大?
解:由已知,原来小球受到的电场力和重力大小相等,增大电压后电场力是重力的3倍。在C点,最小速度对应最小的向心力,这时细绳的拉力为零,合力为2mg,可求得速度为v=
,因此给小球的最小冲量为I = m
。在最高点D小球受到的拉力最大。从C到D对小球用动能定理:
,在D点
,解得F=12mg。
[例4] 已知如图,匀强电场方向水平向右,场强E=1.5×106V/m,丝线长l=40cm,上端系于O点,下端系质量为m=1.0×10-4kg,带电量为q=+4.9×10-10C的小球,将小球从最低点A由静止释放,求:(1)小球摆到最高点时丝线与竖直方向的夹角多大?(2)摆动过程中小球的最大速度是多大?
解:(1)这是个“歪摆”。由已知电场力Fe=0.75G摆动到平衡位置时丝线与竖直方向成37°角,因此最大摆角为74°。
(2)小球通过平衡位置时速度最大。由动能定理:1.25mg0.2l=mvB2/2,vB=1.4m/s。
2.
带电粒子在匀强电场中的偏转
质量为m电荷量为q的带电粒子以平行于极板的初速度v0射入长L板间距离为d的平行板电容器间,两板间电压为U,求射出时的侧移、偏转角和动能增量。
(1)侧移:
千万不要死记公式,要清楚物理过程。根据不同的已知条件,结论改用不同的表达形式(已知初速度、初动能、初动量或加速电压等)。
(2)偏角:
,注意到
,说明穿出时刻的末速度的反向延长线与初速度延长线交点恰好在水平位移的中点。这一点和平抛运动的结论相同。
⑶穿越电场过程的动能增量:ΔEK=Eqy (注意,一般来说不等于qU)
[例2]如图所示,热电子由阴极飞出时的初速忽略不计,电子发射装置的加速电压为U0。电容器板长和板间距离均为L=10cm,下极板接地。电容器右端到荧光屏的距离也是L=10cm。在电容器两极板间接一交变电压,上极板的电势随时间变化的图象如左图。(每个电子穿过平行板的时间极短,可以认为电压是不变的)求:①在t=0.06s时刻,电子打在荧光屏上的何处?②荧光屏上有电子打到的区间有多长?③屏上的亮点如何移动?
解:①由图知t=0.06s时刻偏转电压为1.8U0,可求得y = 0.45L= 4.5cm,打在屏上的点距O点13.5cm。②电子的最大侧移为0.5L(偏转电压超过2.0U0,电子就打到极板上了),所以荧光屏上电子能打到的区间长为3L=30cm。③屏上的亮点由下而上匀速上升,间歇一段时间后又重复出现。
1.带电粒子在匀强电场中的加速
一般情况下带电粒子所受的电场力远大于重力,所以可以认为只有电场力做功。由动能定理W=qU=ΔEK,此式与电场是否匀强无关,与带电粒子的运动性质、轨迹形状也无关。
[例1]
如图所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔。右极板电势随时间变化的规律如图所示。电子原来静止在左极板小孔处。(不计重力作用)下列说法中正确的是
A.从t=0时刻释放电子,电子将始终向右运动,直到打到右极板上
B.从t=0时刻释放电子,电子可能在两板间振动
C.从t=T/4时刻释放电子,电子可能在两板间振动,也可能打到右极板上
D.从t=3T/8时刻释放电子,电子必将打到左极板上
解:从t=0时刻释放电子,如果两板间距离足够大,电子将向右先匀加速T/2,接着匀减速T/2,速度减小到零后,又开始向右匀加速T/2,接着匀减速T/2……直到打在右极板上。电子不可能向左运动;如果两板间距离不够大,电子也始终向右运动,直到打到右极板上。从t=T/4时刻释放电子,如果两板间距离足够大,电子将向右先匀加速T/4,接着匀减速T/4,速度减小到零后,改为向左先匀加速T/4,接着匀减速T/4。即在两板间振动;如果两板间距离不够大,则电子在第一次向右运动过程中就有可能打在右极板上。从t=3T/8时刻释放电子,如果两板间距离不够大,电子将在第一次向右运动过程中就打在右极板上;如果第一次向右运动没有打在右极板上,那就一定会在第一次向左运动过程中打在左极板上。选AC
紧张的初中学习生活就要结束了,你即将迎来一个轻松的暑假。请根据下面方框内的提示写一篇短文,谈谈你的假期计划。
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暑
假 计 划 |
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1、好好休息,学会放松 |
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2、读书,因为读书既有趣又能学到很多知识 |
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3、陪父母聊天,帮他们做家务 |
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4、参加社会活动,了解社会 |
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5、…… |
注意:
1、词数80-100;
2、文中不得出现真实的地址和姓名;
3、方框内容不必逐字翻译,可适当发挥。
参考词汇:知识 knowledge, 社会活动 social activities
滨州市二○一○年初级中学学业考试英语试题 (A)
根据对话内容,从方框内选择恰当的句子,并将其字母标号填入对话相应的空白处,使对话完整,合乎情景。(有两个多余选项)
Jack: Was the concert good?
Sadie: (96) ___________________
Jack: Why are you angry then? (97) ___________________
Sadie: Well, after the concert I waited outside the theatre-in the rain. I wanted their autographs.
Jack: Did you see them?
Sadie: (98) ___________________
Jack: Did they talk to you?
Sadie: No, they didn’t. They didn’t wave. They didn’t smile. They didn’t say hello.
(99) ___________________ They just jumped into a big, black car and then disappeared.
Jack: (100) ___________________
Sadie: Yes. But that was yesterday.
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A.
They didn’t even look at us. B. No. You love them as before. C. Yes, it was great! D. What’s the matter? E. Were they friendly to you? F. You once loved them so much. G. Yes, I did. |
95. Maybe when I leave school I’ll think about becoming an English teacher rather than a tour guide!
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94. Liu Ying is not as good at sports as her sister.
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93. 没有人知道将来会发生什么事。
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92.你能告诉我滨州新汽车站在哪吗?
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将下列汉语句子译成英语,英语句子译成地道的汉语。
91. 学英语最好的方法是尽可能地多说。
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