当电压加到多大时,电子刚好能飞出电场,当电压加到多大时,电子刚好不能飞出电场,因为刚好出和刚好不出应该是一个临界条件吧?

问题描述:

当电压加到多大时,电子刚好能飞出电场,当电压加到多大时,电子刚好不能飞出电场,因为刚好出和刚好不出应该是一个临界条件吧?求出的电压应该都是一样的吧~
1个回答 分类:物理 2014-10-13

问题解答:

我来补答
在高考物理试题中,多次出现带电粒子在电场中运动的一类项目类型,如88年全国、97全国、97上海、93全国等.纵观这类题目,题中所涉及的物理情景基本相同,但高考命题专家往往拟定不同的题没条件,从不同的角度提出问题,从而多角度、多层次对学生的基础知识和基本技能进行考查,因而这类题目有较高的区分度,是拉开分数的好题.
这类问题涉及力学和电场知识的综合运用,但实际上仍是一个力学问题(力是电场力)因而,解答这类题目仍要从受力分析(力的大小、方向及其变化特点)和运动规律入手,以力学的基本定律定性,定量地去分析讨论并综合运用各种方法和技巧.
借助图像,直观展示
物理图象是表达物理过程规律的基本方法之一,用图象反映物理过程规律具有直观,形象,简捷,明了的特点,带电粒子在交变电场中的运动,受电场力的作用,其加速度,速度均作周期性变化.借助图象来描述它在电场中的运动情况,可以直观展示物理过程,从而得到启迪,快捷地分析求解.
例子:(1993年全国)
如图,A、B是一对中间开有小孔的平行金属板,两小孔的连线与金属板面相垂直,两极板的距离为L,两极板间加上低频交流电时,A板电势为O,B板电势u=u0cosωt现有一电子在t=0时穿过A板的小孔射入电场,设初速度和重力的影响可忽视不计.则电子在两极间可能:
A:以AB间的某点为平衡置来回振动.
B:时而向B板运动,时而向A板运动,但最后穿出B板.
C:一直向B板运动,最后穿出B板,如果ω小于某个值ω0 、
L小于某个值L0 .
D:一直向B板运动,最后穿出B板而不论ω、L为何值.
[分析与解]根据两极板间电压变化规律及电子的初状态,可作出电子左交变电场中的a-t、v-t图像.
从图像可知,在前半周期电子向B板做变加速运动,后半周期返回向A板做变加速直线运动,最后回到初位置,显然,考虑实际情况,如果两极板距离L大于电子在半周期内通过的距离Xm(L>Xm)电子将以A板B板小孔连线上速度最大处为平衡位置往复运动,如果两极板距离刚好等于半周期内通过的距离(L=Xm)则刚好在A、B小孔连线上往复运动,此时两板距离是保证电子往复振动的最小距离Lo,对应的交流电的频率为最小频率Wo(周期为最大周期To),因为交流电的频率ω小于ωo(ωTo)则电子在电场中运动的时间必小于半周期,电子在达到B板小孔处的速度必不为0,电子将穿出B板,同理如果ω=ωo,L
 
 
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