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        1. 【題目】如圖所示,兩平行金屬板A、B長(zhǎng)8cm,兩板間距離d=8cm,A板比B板電勢(shì)高300V,一帶正電的粒子電荷量q=1010C,質(zhì)量m=1020kg,沿電場(chǎng)中心線RO垂直電場(chǎng)線飛入電場(chǎng),初速度υ0=2×106m/s,粒子飛出平行板電場(chǎng)后經(jīng)過(guò)界面MN、PS間的無(wú)電場(chǎng)區(qū)域后,進(jìn)入固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)區(qū)域,(設(shè)界面PS右邊點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布不受界面的影響),已知兩界面MNPS相距為12cm,D是中心線RO與界面PS的交點(diǎn),O點(diǎn)在中心線上,距離界面PS9cm,粒子穿過(guò)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(jì))

          1)求粒子穿過(guò)界面MN時(shí)偏離中心線RO的距離多遠(yuǎn)?到達(dá)PS界面時(shí)離D點(diǎn)多遠(yuǎn)?

          2)確定點(diǎn)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(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)后,做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng).由牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出粒子飛出電場(chǎng)時(shí)的側(cè)移量,由幾何知識(shí)求解粒子穿過(guò)界面PS時(shí)偏離中心線RO的距離;由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出粒子飛出電場(chǎng)時(shí)速度的大小和方向,粒子穿過(guò)界面PS后將繞電荷Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由庫(kù)侖力提供向心力,由幾何關(guān)系求出軌跡半徑,再牛頓定律求解Q的電量

          1)粒子穿過(guò)界面MN時(shí)偏離中心線RO的距離(側(cè)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(kāi)電場(chǎng)后將做勻速直線運(yùn)動(dòng),其軌跡與PS線交于a,

          設(shè)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(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)后,只受電場(chǎng)力,做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),在MN、PS間的無(wú)電場(chǎng)區(qū)域做勻速直線運(yùn)動(dòng),界面PS右邊做圓周運(yùn)動(dòng),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(dá)a處時(shí),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/s, v=2.5×106m/s

          該帶電粒子在穿過(guò)界面PS后將繞點(diǎn)電荷Q作勻速圓周運(yùn)動(dòng),所以Q帶負(fù)電

          根據(jù)幾何關(guān)系:半徑r=15cm 由庫(kù)侖力提供向心力:

          代入數(shù)據(jù)解得:Q=1.04×108C

          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】如圖所示,一直流電動(dòng)機(jī)與阻值R=9 Ω的電阻串聯(lián)在電源上,電源電動(dòng)勢(shì)E=30 V,內(nèi)阻r=1 Ω,用理想電壓表測(cè)出電動(dòng)機(jī)兩端電壓U=10 V,已知電動(dòng)機(jī)線圈電阻RM=1 Ω,則下列說(shuō)法中正確的是( )

          A. 通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為10 A

          B. 電源的效率為93.3%

          C. 電動(dòng)機(jī)線圈電阻的熱功率為2 W

          D. 電動(dòng)機(jī)的輸出功率為18W

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          【題目】以10m/s的速度行駛的列車(chē)開(kāi)始下坡,在破路上的加速度等于0.2m/s2 , 經(jīng)過(guò)20s到達(dá)坡底,則破路的長(zhǎng)度為m,列車(chē)到達(dá)坡底時(shí)的速度為m/s.

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          【題目】某同學(xué)用伏安法測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,現(xiàn)備有下列器材:

          A.被測(cè)干電池一節(jié)

          B.電流表:量程0~0.6 A,內(nèi)阻r=0.3Ω

          C.電壓表:量程0~3 V,內(nèi)阻未知

          D.滑動(dòng)變阻器:0~10Ω,2 A

          E.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干

          伏安法測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響,測(cè)量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差;在現(xiàn)有器材的條件下,要盡可能準(zhǔn)確地測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

          (1)實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)選擇下圖中的__________(填”);

          (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差后,干電池的電動(dòng)勢(shì)E__________V,內(nèi)電阻r__________Ω。(所有結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          【題目】如圖所示,平行板電容器的兩個(gè)極板為A、B,B極板接地,A極板帶有電荷量+Q,板間電場(chǎng)有一固定點(diǎn)P,若將B極板固定,A極板下移一些,或者將A極板固定,B極板上移一些,在這兩種情況下,以下說(shuō)法正確的是(  )

          A. B極板下移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,P點(diǎn)電勢(shì)降低

          B. B極板下移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,P點(diǎn)電勢(shì)升高

          C. A極板上移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,P點(diǎn)電勢(shì)不變

          D. A極板上移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,P點(diǎn)電勢(shì)降低

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          【題目】有一帶電量q=﹣3×106C的點(diǎn)電荷,從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí),克服電場(chǎng)力做功6×104J.從 B點(diǎn)移到C點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做功9×104J.問(wèn):

          1ABBC、CA間電勢(shì)差各為多少?

          2)如以B點(diǎn)電勢(shì)為零,則A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)各為多少?電荷在A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)能各為多少?

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          【題目】有一段圓弧形坡道,如圖所示,若將同一輛車(chē)先后停放在a點(diǎn)和b點(diǎn),下述分析和比較正確的是( )

          A.車(chē)在a點(diǎn)受坡道的支持力大于在b點(diǎn)受的支持力
          B.車(chē)在a點(diǎn)受坡道的摩擦力大于在b點(diǎn)受的摩擦力
          C.車(chē)在a點(diǎn)受到的合外力大于在b點(diǎn)受的合外力
          D.車(chē)在a點(diǎn)受的重力的下滑分力大于在b點(diǎn)受的重力的下滑分力

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          【題目】如圖所示,一簇電場(chǎng)線的分布關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng),O是坐標(biāo)原點(diǎn),M、N、PQ是以O為圓心的一個(gè)圓周上的四個(gè)點(diǎn),其中M、Ny軸上,Q點(diǎn)在x軸上,則以下不正確的是( 。

          A. M點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)低

          B. O、M間的電勢(shì)差小于N、O間的電勢(shì)差

          C. 一正電荷在O點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于在Q點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能

          D. 將一負(fù)電荷由M點(diǎn)移到P點(diǎn),電場(chǎng)力做正功

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          【題目】直流電動(dòng)機(jī)的工作原理是(

          A.電流的磁效應(yīng)B.電磁感應(yīng)現(xiàn)象

          C.磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力D.線圈切割磁感線運(yùn)動(dòng)

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          同步練習(xí)冊(cè)答案