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        1. 【題目】如圖1所示的平行板電容器,板間距為d,兩板所加電壓隨時(shí)間的變化如圖2所示,t=0時(shí)刻,質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子以平行于極板的速度v0射入電容器,t=3T時(shí)斜射出電容器,不計(jì)帶電粒子的重力,求:

          (1)平行板電容器板長(zhǎng)L;

          (2)粒子射出電容器時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)的角度的正切值;

          (3)粒子射出電容器時(shí)垂直極板方向偏轉(zhuǎn)的距離y.

          【答案】(1)平行板電容器板長(zhǎng)是3v0T;

          (2)粒子從射入到射出電容器時(shí)速度偏轉(zhuǎn)的角度的正切值

          (3)粒子從射入到射出電容器時(shí)豎直方向偏轉(zhuǎn)的位移

          【解析】

          試題分析:(1)帶電粒子在電場(chǎng)中受電場(chǎng)力作用做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在垂直電場(chǎng)方向粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解求解板長(zhǎng)L;

          (2)根據(jù)電壓隨時(shí)間變化的圖象知,在T﹣2T時(shí)間內(nèi)板間無(wú)電場(chǎng),粒子不受力做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解求解粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的傾角;

          (3)同樣根據(jù)有電場(chǎng)時(shí)粒子在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),沒(méi)有電場(chǎng)時(shí)在豎直方向做勻速運(yùn)動(dòng),分三段考慮粒子偏轉(zhuǎn)的位移.

          解:(1)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=3T,由題意知,帶電粒子在電場(chǎng)方向上做勻變速運(yùn)動(dòng),在垂直電場(chǎng)方向上不受力做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以有:

          平行板電容器極板長(zhǎng)度L=v0t=3v0T

          (2)粒子在電容器中運(yùn)動(dòng)時(shí),在電場(chǎng)方向做勻加速運(yùn)動(dòng),在垂直電場(chǎng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)電場(chǎng)圖象可知:

          在0﹣T的時(shí)間里,粒子在電場(chǎng)方向(垂直板的方向)做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度a=,初速度為0,末速度為aT

          在T﹣2T時(shí)間里,粒子不受電場(chǎng)力作用(垂直板的方向)粒子做速度v=aT的勻速直線運(yùn)動(dòng)

          在2T﹣3T時(shí)間里,粒子在電場(chǎng)方向做初速度v=aT的勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度a=則末速度為2aT

          所以粒子在垂直板的方向即y方向的末速度為vy=2aT=2

          粒子在平行板的方向即x方向的末速度vx=v0

          射出電容器時(shí),偏轉(zhuǎn)角度為φ,則tgφ=

          (3)由(2)分析知,粒子在0~T,垂直板的方向做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度a=,時(shí)間t=T,所以在y方向偏轉(zhuǎn)的位移

          T~2T,垂直板的方向做初速度v=aT的勻速直線運(yùn)動(dòng),則在y方向偏轉(zhuǎn)的位移

          2T~3T,垂直板的方向做初速度v=aT,加速度a=的勻加速直線運(yùn)動(dòng),故在y方向偏轉(zhuǎn)的位

          =

          所以在粒子射出電場(chǎng)的3T時(shí)間內(nèi)豎直方向偏轉(zhuǎn)的位移

          答:(1)平行板電容器板長(zhǎng)是3v0T;

          (2)粒子從射入到射出電容器時(shí)速度偏轉(zhuǎn)的角度的正切值;

          (3)粒子從射入到射出電容器時(shí)豎直方向偏轉(zhuǎn)的位移

          練習(xí)冊(cè)系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          【題目】如圖,用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,即研究?jī)蓚(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系.

          (1)圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影.實(shí)驗(yàn)時(shí),先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放,找到其平均落地點(diǎn)的位置P,測(cè)量平拋射程OP.然后,把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分,再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放,與小球m2相碰,并多次重復(fù).接下來(lái)要完成的必要步驟是________.(填選項(xiàng)前的符號(hào))

          A.用天平測(cè)量?jī)蓚(gè)小球的質(zhì)量m1m2

          B.測(cè)量小球m1開(kāi)始釋放高度h

          C.測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度H

          D.分別找到m1m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N

          E.測(cè)量平拋射程OMON

          (2)若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒,其表達(dá)式可表示為:_______________________(用(1)中測(cè)量的量表示).

          (3)經(jīng)測(cè)定,m1=45.0g,m2=7.5g,小球落地點(diǎn)的平均位置距O點(diǎn)的距離如上圖所示.

          碰撞前、后m1的動(dòng)量分別為p1與p1′,則p1∶p1′=________∶11;

          若碰撞結(jié)束時(shí)m2的動(dòng)量為p2′,則p1′∶p2′=11∶________.

          (4)碰撞前后總動(dòng)量的比值為=_______(此計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字), 實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明在誤差允許的范圍內(nèi)系統(tǒng)動(dòng)量守恒。

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          【題目】測(cè)定金屬絲的電阻率的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)進(jìn)行了如下測(cè)量:

          (1)用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度,測(cè)量結(jié)果如圖甲所示,金屬絲的另一端與刻度尺的零刻線對(duì)齊,則接入電路的金屬長(zhǎng)度________cm.用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑,測(cè)量結(jié)果如圖乙所示,則金屬絲的直徑為________mm.
          (2)某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定金屬絲的電阻Rx(約為5Ω),現(xiàn)有電源(4V,內(nèi)阻忽略不計(jì))、滑動(dòng)變阻器(0~50Ω).額定電流(2A)、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干,以及下列電表:
          A.電流表(0~3A,內(nèi)阻約0.025Ω)
          B.電流表(0~0.6A,內(nèi)阻約為0.125Ω)
          C.電壓表(0~3V,內(nèi)阻約3KΩ)
          D.電壓表(0~15V,內(nèi)阻約15KΩ)
          為減小測(cè)量誤差,在實(shí)驗(yàn)中,電流表應(yīng)選用_______,電壓表應(yīng)選用____(選填器材前的字母);
          (3)若選用丙電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是____________;若選用丁電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是___________
          (4)實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用圖______(”)

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          【題目】有關(guān)重力和重心的說(shuō)法正確的是( )

          A. 形狀規(guī)則的物體其重心一定在其幾何中心

          B. 重心一定在物體上

          C. 重力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)

          D. 物體重力的大小是不變的

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          【題目】下列關(guān)于電場(chǎng)和磁場(chǎng)的說(shuō)法中正確的是( )

          A. 電場(chǎng)線和磁感線都是封閉曲線

          B. 電場(chǎng)線和磁感線都是不封閉曲線

          C. 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中一定受到磁場(chǎng)力的作用

          D. 電荷在電場(chǎng)中一定受到電場(chǎng)力的作用

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          【題目】如圖甲,間距L=1.0m的平行長(zhǎng)直導(dǎo)軌MN、PQ水平放置,兩導(dǎo)軌左端MP之間接有一阻值為R=0.1Ω的定值電阻,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì).一導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌放在距離導(dǎo)軌左端d=1.0m,其質(zhì)量m=.01kg,接入電路的電阻為r=0.1Ω,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1,整個(gè)裝置處在范圍足夠大的豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.選豎直向下為正方向,t=0時(shí)刻開(kāi)始,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示,導(dǎo)體棒ab一直處于靜止?fàn)顟B(tài).不計(jì)感應(yīng)電流磁場(chǎng)的影響,當(dāng)t=3s時(shí),突然使ab棒獲得向右的速度v0=10m/s,同時(shí)在棒上施加一方向水平、大小可變化的外力F,保持ab棒具有大小恒為a=5m/s2方向向左的加速度,g=10m/s2.

          (1)求前3s內(nèi)電路中感應(yīng)電流的大小和方向.
          (2)ab棒向右運(yùn)動(dòng)且位移x1=6.4m時(shí)的外力F.
          (3)t=0時(shí)刻開(kāi)始,當(dāng)通過(guò)電阻R的電量q=5.7C時(shí),ab棒正在向右運(yùn)動(dòng),此時(shí)撤去外力F,且磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也開(kāi)始變化(圖乙中未畫出),ab棒又運(yùn)動(dòng)了x2=3m后停止.求撤去外力F后電阻R上產(chǎn)生的熱量Q.

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          【題目】兩個(gè)放在絕緣架上的相同金屬球相距d,球的半徑比d小得多,分別帶q3q的同種電荷,相互斥力為3F.現(xiàn)將這兩個(gè)金屬球接觸,然后分開(kāi),仍放回原處,則它們的相互斥力將變?yōu)?/span>(  ).

          A. 0 B. F C. 3F D. 4F

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個(gè)光電傳感器A、B,滑塊P上固定一遮光條,若光線被遮光條遮擋,光電傳感器會(huì)輸出高電壓,兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計(jì)算機(jī)相連;瑝K在細(xì)線的牽引下向左加速運(yùn)動(dòng),遮光條經(jīng)過(guò)光電傳感器A、B時(shí),通過(guò)計(jì)算機(jī)可以得到如圖乙所示的電壓U隨時(shí)間t變化的圖像。

          (1)實(shí)驗(yàn)前,接通電源,將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導(dǎo)軌上,輕推滑塊,當(dāng)圖乙中的Δt1____Δt2(選填“>”“=”或“<”)時(shí),說(shuō)明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。

          (2)用儀器測(cè)遮光條寬度d。

          (3)滑塊P用細(xì)線跨過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連,將滑塊P由圖甲所示位置釋放,通過(guò)計(jì)算機(jī)得到的圖像如圖乙所示,若Δt1、Δt2d已知,要驗(yàn)證滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒,還應(yīng)測(cè)出________________________(寫出物理量的名稱及符號(hào))。

          (4)若上述物理量間滿足關(guān)系式__________________________,則表明在上述過(guò)程中,滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          【題目】木星是太陽(yáng)系中最大的行星,它有眾多衛(wèi)星.觀察測(cè)出:木星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為、周期為;木星的某一衛(wèi)星繞木星做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為、周期為.已知萬(wàn)有引力常量為G,則根據(jù)題中給定條件,下列說(shuō)法正確的是

          A. 不能求出木星的質(zhì)量 B. 能求出太陽(yáng)與木星間的萬(wàn)有引力

          C. 能求出木星與衛(wèi)星間的萬(wàn)有引力 D. 可以斷定

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