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        1. 精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情

          【題目】如圖所示,兩平行金屬板A、B8cm,兩板間距離d=8cm,A板比B板電勢高300V,一帶正電的粒子電荷量q=1010C,質量m=1020kg,沿電場中心線RO垂直電場線飛入電場,初速度υ0=2×106m/s,粒子飛出平行板電場后經過界面MN、PS間的無電場區(qū)域后,進入固定在O點的點電荷Q形成的電場區(qū)域,(設界面PS右邊點電荷的電場分布不受界面的影響),已知兩界面MN、PS相距為12cm,D是中心線RO與界面PS的交點,O點在中心線上,距離界面PS9cm,粒子穿過界面PS最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏bc上.(靜電力常數(shù)k=9.0×109Nm2/C2)(粒子重力忽略不計)

          1)求粒子穿過界面MN時偏離中心線RO的距離多遠?到達PS界面時離D點多遠?

          2)確定點電荷Q的電性并求其電荷量的大。

          【答案】13cm 12cm 21.04×108C

          【解析】試題分析:帶電粒子垂直進入勻強電場后,做類平拋運動,水平方向做勻速直線運動,豎直方向做勻加速直線運動.由牛頓定律和運動學公式求出粒子飛出電場時的側移量,由幾何知識求解粒子穿過界面PS時偏離中心線RO的距離;由運動學公式求出粒子飛出電場時速度的大小和方向粒子穿過界面PS后將繞電荷Q做勻速圓周運動,由庫侖力提供向心力,由幾何關系求出軌跡半徑,再牛頓定律求解Q的電量。

          1)粒子穿過界面MN時偏離中心線RO的距離(側向位移):

          在豎直方向:

          加速度為: ,

          在水平方向: l=v0t

          代入數(shù)據(jù)得:y=0.03m=3cm

          帶電粒子在離開電場后將做勻速直線運動,其軌跡與PS線交于a,

          a到中心線的距離為Y

          又由相似三角形得

          解得: Y=4y=12cm

          2)帶電粒子垂直進入勻強電場后,只受電場力,做類平拋運動,在MN、PS間的無電場區(qū)域做勻速直線運動,界面PS右邊做圓周運動,最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏bc上,圖象如圖所示:

          帶電粒子到達a處時,帶電粒子的水平速度:vx=v 0=2×106m/s

          豎直速度:所以 vy=at=1.5×160m/sv=2.5×106m/s

          該帶電粒子在穿過界面PS后將繞點電荷Q作勻速圓周運動,所以Q帶負電。

          根據(jù)幾何關系:半徑r=15cm 由庫侖力提供向心力:

          代入數(shù)據(jù)解得:Q=1.04×108C

          練習冊系列答案
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          A. 通過電動機的電流為10 A

          B. 電源的效率為93.3%

          C. 電動機線圈電阻的熱功率為2 W

          D. 電動機的輸出功率為18W

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          B.電流表:量程0~0.6 A,內阻r=0.3Ω

          C.電壓表:量程0~3 V,內阻未知

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          E.開關、導線若干

          伏安法測電池電動勢和內阻的實驗中,由于電流表和電壓表內阻的影響,測量結果存在系統(tǒng)誤差;在現(xiàn)有器材的條件下,要盡可能準確地測量電池的電動勢和內阻。

          (1)實驗電路圖應選擇下圖中的__________(填”);

          (2)根據(jù)實驗中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖丙所示的U-I圖象,則在修正了實驗系統(tǒng)誤差后,干電池的電動勢E__________V,內電阻r__________Ω。(所有結果保留兩位有效數(shù)字)

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          A. B極板下移時,P點的電場強度不變,P點電勢降低

          B. B極板下移時,P點的電場強度不變,P點電勢升高

          C. A極板上移時,P點的電場強度不變,P點電勢不變

          D. A極板上移時,P點的電場強度不變,P點電勢降低

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          B.車在a點受坡道的摩擦力大于在b點受的摩擦力
          C.車在a點受到的合外力大于在b點受的合外力
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