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        1. 兩塊豎直放置足夠長的帶電平行金屬板A、B,相距d=1.0m,兩板間電勢差UAB=2500V,O點到兩板的距離相等.在O點有一粒子源,釋放質(zhì)量m=2.5×10-3kg、電量q=1.0×10-5C的帶正電微粒.過O點以半徑R=0.25m作一個圓,圓心O′在過D點向右下方傾斜45°的直線上.M在圓周上.∠OO′M=θ=60°.不計粒子間的相互作用,取g=10m/s2
          (1)求帶電微粒在金屬板間運動的加速度大小;
          (2)若某帶電微粒初速度大小為v0=2.0m/s,與水平方向成45°角斜向左上方,試通過計算判斷該微粒打在哪個極板上;
          (3)若某一微粒在O點射出時初速度方向與水平方向成45°角斜向右上方,且經(jīng)過一段時間通過M點,求該微粒通過M點時的動能.
          (1)帶電微粒在復(fù)合場中受到重力和電場力的作用,受力如圖,則:
          FE=Eq=2500×1.0×10-5N=2.5×10-2N
          G=mg=2.5×10-3×10N=2.5×10-2N
          合力:F=
          F2E
          +G2
          =2.5
          2
          ×10-2
          N
          由牛頓第二定律得:F=ma
          所以:a=
          F
          m
          =
          2.5
          2
          ×10-2
          2.5×10-3
          m/s2=10
          2
          m/s2

          方向與水平方向成45°角斜向右下.
          (2)如圖所示微粒射出后,沿y方向做勻減速直線運動,
          在y方向是最大位移:ym=
          v20
          2a
          =
          2
          10
          m
          如圖所示,從O沿y軸到金屬板的距離為:Y=
          2
          2
          d=
          2
          2
          m
          由于ym<Y,微粒的速度減小到0后將反向加速,最后打到右側(cè)的金屬板上.
          (3)微粒在O點射出時初速度方向與水平方向成45°角斜向右上方,則微粒做類平拋運動,則:
          Rsinθ=v0t
          R-Rcosθ=
          1
          2
          at2

          解得:v0=
          gRsin2θ
          2
          (1-cosθ)
          =
          5
          2
          4
          (1+cosθ)

          微粒從O點出發(fā)時的動能:EKO=
          1
          2
          m
          v20
          =
          2
          16
          mg(1+cosθ)

          到達M點時的動能:
          EKM=
          2
          mgR(1-cosθ)+
          1
          2
          m
          v20
          =
          2
          16
          mg(5-3cosθ)
          =
          2
          16
          ×2.5×10-3×10×(5-3×cos60°)=7.7×10-3
          J
          答:(1)帶電微粒在金屬板間運動的加速度大小是10
          2
          m/s;
          (2)若某帶電微粒初速度大小為v0=2.0m/s,與水平方向成45°角斜向左上方,微粒打在右側(cè)極板上;
          (3)若某一微粒在O點射出時初速度方向與水平方向成45°角斜向右上方,該微粒通過M點時的動能是7.7×10-3J.
          練習冊系列答案
          相關(guān)習題

          科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

          如圖所示,BCD是光滑絕緣的、豎直固定的半徑r=2.0m的圓軌道的一部分,CD為豎直直徑,僅在BC間有方向豎直向下、高度足夠高的勻強電場E,∠BOC=θ=53°.當一質(zhì)量m=0.5kg的帶電小球(可看成質(zhì)點)P從距水平面AB高為h的地方以v0=7.2m/s的初速度水平拋出恰能無碰撞的從B點進入圓軌道,并從D點離開圓軌道,取g=10m/s2.已知:sin53°=0.8,cos53°=0.6.
          (1)試求:小球從B點進入電場時的速度大小vB
          (2)若小球沿BC軌道的運動是勻速圓周運動.試問:
          ①小球剛到達D點時,小球?qū)壍赖膲毫Γ?br>②小球離開D點再經(jīng)多長的時間到達水平面AB?

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

          電子以初速度v0沿垂直場強方向射入兩平行金屬板間的勻強電場中,現(xiàn)在只增大兩板間的電壓,電子仍能穿過平行金屬板,則( 。
          A.電子穿越平行板的時間隨電壓的增大而變長
          B.電子穿越平行板的時間不隨電壓變化
          C.電子在平行板間運動的加速度隨電壓的增大而增大
          D.電子在平行板間運動的加速度不隨電壓變化

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

          質(zhì)量為m的物塊,帶正電Q,開始時讓它靜止在傾角α=60°的固定光滑絕緣斜面頂端,整個裝置放在水平方向、大小為E=
          3
          mg
          Q
          的勻強電場,如圖所示,斜面高為H,釋放物塊后,物塊落地的速度大小為( 。
          A.2
          2gH
          B.2
          gH
          C.
          (2+
          3
          )gH
          D.2
          2
          3
          gH

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

          如圖(甲)所示,兩個平行金屬板P、Q正對豎直放置,兩板間加上如圖(乙)所示的交變電壓.t=0時,Q板比P板電勢高U0,在兩板的正中央M點有一電子在電場力作用下由靜止開始運動(電子所受重力可忽略不計),已知電子在0~4t0時間內(nèi)未與兩板相碰.則電子速度方向向左且速度大小逐漸增大的時間是(  )
          A.0<t<t0B.t0<t<2t0C.2t0<t<3t0D.3t0<t<4t0

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

          如圖所示,電源電動勢為5伏,內(nèi)阻不計,阻值為R1=4Ω;R2=1Ω.先將電鍵S1,S2都閉合時,帶電粒子在水平放置,兩板間距離d=1.6m的平行金屬板正中間做直線運動.某時刻將電鍵S2斷開,求:(取g=10m/s2,設(shè)金屬板足夠長)
          (1)帶電粒子電荷極性;
          (2)帶電粒子運動到極板所用時間.

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

          在空間中取坐標系xoy,在第一象限內(nèi)平行于y軸的虛線MN與y軸距離為d,從y軸到MN之間的區(qū)域充滿一個沿y軸正方向的勻強電場,場強大小為E,如圖所示.初速度可以忽略的電子經(jīng)過另一個電勢差為U的電場加速后,從y軸上的A點以平行x軸的方向射入第一象限區(qū)域,A點坐標為(0,h).已知U>
          Ed2
          4h
          ,不計電子的重力影響,求電子經(jīng)過x軸時的位置.

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

          如圖,A和B是置于真空中的兩平行金屬板,所加電壓為U.一帶負電的粒子以初速度v0由A板小孔水平射入電場中,粒子剛好能達到金屬板B.如果要使粒子剛好達到兩板間距離的一半處,可采取的辦法有( 。
          A.初速度為
          v0
          2
          ,電壓U不變
          B.初速度為
          v0
          2
          ,電壓為
          U
          2
          C.初速度為v0,電壓為2U
          D.初速度為v0,電壓為
          2
          U

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

          如圖所示,A板射出的電子經(jīng)電場加速后,水平射入水平放置的平行板電容器之間,電容器兩極所加的電壓為U,電子打在熒光屏P上某位置(不計電子的重力及阻力),現(xiàn)要使電子打在熒光屏上的位置上移,則下列做法可行的是(  )
          A.僅將滑動觸頭向左移動
          B.僅將滑動觸頭向右移動
          C.僅增加水平放置的平行板電容器的間距
          D.固定水平放置的平行板電容器的長度l,僅增加其正對面積

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