如圖5-1-15甲所示，長為L的相距為d的平行金屬板與電源相連，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子以速度v0沿平行于金屬板的中間射入兩板之間，從粒子射入時刻起，兩板間加交變電壓，隨時間變化規(guī)律如圖5-1-15乙所示，求：為使粒子射出電場時的動能最小，所加電壓U0和周期各應(yīng)滿足什么條件？

圖5-1-15

思路解析：要使粒子動能最小，電場力做功應(yīng)為零，在電場中飛行時間為周期整數(shù)，即L/v0=nT，故周期滿足條件為T=(n=1,2,3,…)，要求電壓U0滿足的條件是nT時間內(nèi)使縱向位移y≤,即≥ns1=n×()2×2=n,所以U0=(n=1，2，3，…)帶電粒子在勻強電場中做類平拋運動，在電場力方向上先加速后減速，一個周期在電場方向上速度恰好為零，若粒子在場中運動時間恰為周期的整數(shù)倍，則粒子離開電場時動能最小.

答案:U0=(n=1，2，3，…)

T=(n=1,2,3,…)

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）某實驗小組采用圖1所示的裝置探究“動能定理”，圖中小車中可放置砝碼，實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面，打點針時器工作頻率為50Hz．
Ⅰ．實驗的部分步驟如下：
①在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點計時器，連在小車后端，用細線連接小車和鉤碼；
②將小車停在打點計時器附近，接通電源，釋放小車，小車拖動紙帶，打點計時器在紙帶上打下一列點，斷開開關(guān)；
③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)②的操作．
Ⅱ．圖2是鉤碼質(zhì)量為0.03kg，砝碼質(zhì)量為0.02kg時得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點O及A、B、C、D和E五個計數(shù)點，可獲得各計數(shù)點到O的距離s及對應(yīng)時刻小車的瞬時速度v，請將C點的測量結(jié)果填在表1中的相應(yīng)位置（計算結(jié)果保留兩外有效數(shù)字）．

Ⅲ．在小車的運動過程中，對于鉤碼、砝碼和小車組成的系統(tǒng)，
鉤碼的重力
鉤碼的重力
做正功，
小車所受阻力
小車所受阻力
做負功．
Ⅳ．實驗小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出了圖3中的圖線（其中△v2=v2-v20），根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是
小車初末速度的平方差與位移成正比
小車初末速度的平方差與位移成正比
．要驗證“動能定理”，還需要測量的物理量是摩擦力和
小車的質(zhì)量
小車的質(zhì)量
．
表1紙帶的測量結(jié)果
測量點 s/cm v/（m
0 0.00 0.35
A 1.51 0.40
B 3.20 0.45
C
5.06
5.06
0.49
0.49
D 7.15 0.54
E 9.41 0.60
（2）甲、乙兩個實驗小組選用下面不同的實驗器材完成“測定金屬絲的電阻率”的實驗，除待測金屬絲（金屬絲的電阻Rx約為3Ω）外，實驗室還備有的實驗器材如下：
A．電壓表V1（量程3V，內(nèi)阻約為15kΩ）     B．電壓表V2（量程l5V，內(nèi)阻約為75kΩ）
C．電流表A1（量程3A，內(nèi)阻約為0.2Ω）     D．電流表A2（量程600mA，內(nèi)阻約為1Ω）
E．滑動變阻器R1（0～100Ω，0.6A）          F．滑動變阻器R2（0～2000Ω，0.1A）
G．輸出電壓為3V的直流穩(wěn)壓電源E        H．螺旋測微器（千分尺）、刻度尺
I．電阻箱                                J．開關(guān)S，導(dǎo)線若干
甲組根據(jù)選用的器材設(shè)計了（a）、（b）兩個測電阻的電路圖4．則：
①為減小實驗誤差，甲組同學(xué)還選用的實驗器材有（填代號）
ADEGH
ADEGH
．選用的電路圖
b
b
 （選填“（a）”或“（b）”），但用該電路電阻的測量值將
小于
小于
真實值．
②若用刻度尺測得金屬導(dǎo)線長度為l=60.00cm，用螺旋測微器測得金屬絲的直徑及兩表的示數(shù)分別如圖5所示，則金屬絲的直徑為d=
0.785
0.785
mm．電流表和電壓表的示數(shù)分別為I=
1.20
1.20
A和U=
0.50
0.50
V．用上述測量數(shù)據(jù)可計算出電阻率的表達式為
πUd2
4IL
πUd2
4IL
．
乙組同學(xué)仍用螺旋測微器測得金屬絲的直徑，記為d，實物電路如圖6．實驗時他們記錄了在電阻箱阻值一定的情況下，金屬絲接入不同的長度L和對應(yīng)的電流I的值，接下來在坐標紙上畫出了
1
I
-L的關(guān)系圖線由于是直線，設(shè)其斜率為k，直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓為U，則計算金屬絲電阻率的表達式為
kdU
kdU
（用k、d、U表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖5-1-15所示，甲、乙是兩類熱敏電阻的Rt特征圖線，如果想用熱敏電阻作傳感器，并與繼電器相連，構(gòu)成一個簡單的自動報警線路，當溫度過高時，由繼電器接通電路報警.采用圖_________類熱敏電阻較好.

圖5-1-15

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科目：高中物理 來源： 題型：

某同學(xué)對黑箱(見圖5-2-17)中一個電學(xué)元件的伏安特性進行研究.通過正確測量，他發(fā)現(xiàn)該元件兩端的電壓Uab(Uab=Ua-Ub)與流過它的電流I之間的變化關(guān)系有如下規(guī)律：①當-15 V＜Uab＜0 V時，I近似為零.?②當Uab≥0時，Uab和I的實驗數(shù)據(jù)見下表：

圖5-2-17

編號

1

2

3

4

5

6

7

Uab/V

0.000

0.245

0.480

0.650

0.705

0.725

0.745

I/mA

0.00

0.15

0.25

0.60

1.70

4.25

7.50

(1)在圖5-2-18中畫出Ua≥0時該元件的伏安特性曲線;(可用鉛筆作圖)

圖5-2-18

(2)根據(jù)上述實驗事實，該元件具有的特性是__________________________________.

(3)若將此黑箱接入圖5-2-19電路中，并在該電路的cd兩端輸入如圖5-2-20(甲)所示的方波電壓信號ucd.請在圖5-2-20(乙)中定性畫出負載電阻RL上的電壓信號uef的波形.

圖5-2-19

圖5-2-20

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科目：高中物理 來源： 題型：

某個實驗小組認為用一只已知內(nèi)阻的電流表和電阻箱，采用如圖7－5－15甲所示的電路測電源電動勢與內(nèi)阻，比常規(guī)的伏安法更準確．若電流表內(nèi)阻阻值為RA，則測量的方法與步驟是：

圖7－5－15

(1)將電阻箱阻值R調(diào)到最大，閉合S后觀察電流表示數(shù)，然后再調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)指到某兩個恰當?shù)闹�，記下此時電阻箱的阻值R1、R2及對應(yīng)的電流I1、I2；

(2)根據(jù)以上的數(shù)據(jù)及閉合電路歐姆定律，建立方程組，即可求出電源的電動勢E與內(nèi)阻r.該方程組的表達式是：________、________．該實驗小組現(xiàn)在手頭只有一個電流表，只知其內(nèi)阻很小，卻不知具體阻值．為了測出該電流表的內(nèi)阻，她們找來了如圖乙所示兩節(jié)干電池等實驗器材．請你用筆畫線將圖中的實物連接成能測出電流表內(nèi)阻的電路．注意滑動變阻器串聯(lián)接入電路起限流作用，開關(guān)閉合前其阻值應(yīng)___________________________________

_________________________________________________________________．

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