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          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，電子質(zhì)量和電荷量分別為m、e ），為使電子不能打在極板上，兩極板間的距離至少是多少？
          			
          


			
          

		
          
		
		
	
          
		
          
			
          
				
          
				
          分析：平行板電容器兩極板帶電后形成勻強電場，帶電離子在電場中受到力的作用，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，根據(jù)運動學(xué)基本公式分析即可求解．
          解答：解：在0＜t＜t0時間內(nèi)，Q板比P板電勢高，E=
          U0
          d
          ，方向水平向左，所以電子所受電場力方向向右，
          加速度方向也向右，所以電子向右做勻加速直線運動；
          在t0＜t＜2t0時間內(nèi)，Q板比P板電勢低，電場強度方向水平向右，所以電子所受電場力方向向左，加速度方向也向左，所以電子向右做勻減速直線運動，當(dāng)t=2t0時速度為零；
          之后，電子反向加速、再減速，t=4t 0時刻速度再次為0，只有這樣，電子才不會打到極板上．
          極板間的電場強度：E=
          U0
          d
          ，電子的加速度：
          a=
          eE
          m
          =
          eU0
          md

          t 0時間內(nèi)的位移：x=
          1
          2
          a
          t
          2
          0
          =
          eU0
          md
          ?
          t
          2
          0

          根據(jù)運動的對稱性，電子減速的位移與加速的位移大小相等．
          所以極板之間的最小距離：L=2×2x=
          4eU0
          t
          2
          0
          md
          ．
          答：兩極板間的距離至少是L=
          4eU0
          t
          2
          0
          md
          ．
          點評：本題也可以畫出電子運動的速度時間圖象求解，難度適中．
          				
          
							
          
			
          
			
          
			
			
          
		
          
	
          

		
          

		





			
          
		
          
		
				
          
				練習(xí)冊系列答案
		
          
		
				
			

					
          
				相關(guān)習(xí)題
			
          
						
		
          
			
          
				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          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（　�。�
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：閱讀理解
			
          

						
          （2012?上海模擬）如圖（甲）所示，兩個水平和傾斜光滑直導(dǎo)軌都通過光滑圓弧對接而成，相互平行放置，兩導(dǎo)軌相距L=lm，傾斜導(dǎo)軌與水平面成θ=300角，傾斜導(dǎo)軌的下面部分處在一垂直斜面的勻強磁場區(qū)I中，I區(qū)中磁場的磁感應(yīng)強度B1隨時間變化的規(guī)律如圖（乙）所示垂直斜面向上為正值，圖中t1、t2未知．水平導(dǎo)軌足夠長，其左端接有理想靈敏電流計G（內(nèi)阻不計）和定值電阻R=3Ω，水平導(dǎo)軌處在一豎直向上的勻強磁場區(qū)Ⅱ中，Ⅱ區(qū)中的磁場恒定不變，磁感應(yīng)強度大小為B2=1T，在t=0時刻，從斜軌上磁場I區(qū)外某處垂直于導(dǎo)軌水平靜止釋放一金屬棒ab，棒的質(zhì)量m=0．l kg，棒的電阻r=2Ω，棒下滑時與導(dǎo)軌保持良好接觸，設(shè)棒通過光滑圓弧前后速度大小不變，導(dǎo)軌的電阻不計．若棒在斜面上向下滑動的整個過程中，靈敏電流計指針穩(wěn)定時顯示的電流大小相等，t2時刻進(jìn)入水平軌道，立刻對棒施一平行于框架平面沿水平且與桿垂直的外力．（g取10m/s2）求：
          （1）ab棒進(jìn)入磁場區(qū)I時速度V的大小；（2）磁場區(qū)I在沿斜軌方向上的寬度d；
          （3）棒從開始運動到剛好進(jìn)入水平軌道這段時間內(nèi)ab棒上產(chǎn)生的熱量Q；
          （4）若棒在t2時刻進(jìn)入水平導(dǎo)軌后，電流計G的電流I隨時間t變化的關(guān)系如圖（丙）所示（而未知），已知t2到t3的時間為0.5s，t3到t4的時間為1s，請在圖（�。┲凶鞒鰐2到t4時間內(nèi)外力大小F隨時間t變化的函數(shù)圖象．（從上向下看逆時針方向為電流正方向）
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          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板的電勢比P板高U0，在兩板的正中央M點有一質(zhì)子在電場力作用下由靜止開始運動（質(zhì)子所受重力可忽略不計），已知質(zhì)子在0～4t0時間內(nèi)未與兩板相碰．則質(zhì)子速度方向向左且速度大小逐漸減小的時間是（　�。�
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          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最大的時刻是（　　）
          

			
          

			
          
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