题文
如图甲所示,M和N是相互平行的金属板,OO1O2为中线,O1为板间区域的中点,P是足够大的荧光屏.带电粒子连续地从O点沿OO1方向射入两板间.

(1)若在两板间加恒定电压U,M和N相距为d,板长为L(不考虑电场边缘效应),入射粒子是电量为e、质量为m的电子,求打在荧光屏P上偏离点O2最远的粒子的动能
(2)若在两板间加如图乙所示的交变电压u,M和N相距为d,板长为L(不考虑电场边缘效应).入射粒子是电量为e、质量为m的电子.某电子在t0=L4v0时刻以速度v0射入电场,要使该电子能通过平行金属板,试确定U0应满足的条件.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)电子在两极板间的加速度:a=eUmd
通过金属板的时间为:t=Lv
对打在荧光屏P上偏离O2最远的粒子有:d2=12at2
此时粒子的动能为:Ek=12eU+12mv2
以上各式联立解得:Ek=eU(d2+L2) 2d2
(2)交变电压的周期为:T=2L3v0,则有:t0=L4v0=38T
电子通过金属板的时间为:t′=Lv0=32T
电子在两极板间的加速度为:a′=eU0md
设电子分别在38T~58T、58T~118T、118T~138T、138T~158T时间内沿垂直于初速度方向运动的位移依次为y1、y2、y3、y4则有:
y1=y3=-a′(T2-t0)2
y2=a′(38T)2
y4=12a′ (T4)2
要使电子能通过平行金属板,应满足条件:
y1 +y2+y3+y4≤d2
以上各式联立得:U0≤8md2v20eL2
答:(1)打在荧光屏P上偏离点O2最远的粒子的动能为Ek=eU(d2+L2)2d2
(2)要使该电子能通过平行金属板,U0应满足U0≤8md2v20eL2
解析
eUmd
考点
据考高分专家说,试题“如图甲所示,M和N是相互平行的金属板,O.....”主要考查你对 [力的合成 ]考点的理解。
力的合成
合力与分力:
当一个物体受到几个力的共同作用时,我们常常可以求出这样一个力,这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,原来的几个力叫做这个力的分力。
①合力与分力是针对同一受力物体而言的。
②一个力之所以是其他几个力的合力,或者其他几个力之所以是这个力的分力,是冈为这一个力的作用效果与其他几个力共同作用的效果相当,合力与分力之间的关系是一种等效替代的关系。
③合力可能大于任何一个分力,也可能小于任何一个分力,也可能介于两个分力之间。
④如果两个分力的大小不变,夹角越大,合力就越小;夹角越小,合力就越大。
⑤两个大小一定的力F1、F2,其合力的大小范围

力的运算法则:
1.平行四边形定则
作用在同一点的两个互成角度的力的合力,不等于两分力的代数和,而是遵循平行四边形定则。如果以表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形,那么合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示,这叫做力的平行四边形定则,如图所示。 
2.三角形定则和多边形定则如图(a)所示,两力F1、F2合成为F的平行四边形定则,可演变为(b)图,我们将(b)图称为三角形定则合成图,即将两分力F1、F2首尾相接,则F就是由F,的尾端指向F2的首端的有向线段所表示的力。
如果是多个力合成,则由三角形定则合成推广可得到多边形定则,如图为三个力F1,F2、F3的合成图,F 为其合力。


