14.如圖所示,水平放置的平行板電容器極板間距離為d,上極板帶正電.現(xiàn)有一束微粒以某一速度垂直于電場方向沿中心線OO1射入,當(dāng)加的電壓為U0時(shí),微粒能沿OO1水平飛出電場.當(dāng)電壓升高到U1時(shí),微粒可以從距M板$\fracrvdtf31{4}$處飛出電場.求:
(1)帶電微粒的比荷是多少?帶何種電荷?
(2)要使微粒束能從距N板$\fracnhrprhb{4}$處飛出電場,則所加的電壓U2應(yīng)為多少?

分析 (1)由題,平行板電容器極板間電壓為U0時(shí),微粒沿水平方向飛出電場,說明微粒受力平衡,根據(jù)平衡條件求解帶電微粒的比荷,并確定微粒的電性.
(2)題中,當(dāng)電壓升高到U1時(shí),微粒可以從距M板$\fract5nbdfx{4}$處飛出電場,要使微粒束能從距N板$\frachr7dlbp{4}$處飛出電場,兩次類平拋運(yùn)動(dòng)偏轉(zhuǎn)的位移大小相等,根據(jù)牛頓第二定律研究電壓U2與U1的關(guān)系,并求出U2

解答 解:
(1)當(dāng)電壓為U0時(shí),微粒受力平衡,則有
mg=$\frac{q{U}_{0}}dbdxdp1$
解得$\frac{q}{m}=\frac{gd}{{U}_{0}}$
由于電容器上極板帶正電,電場方向向下,微粒所受電場力方向向上,因此微粒帶負(fù)電.
(2)據(jù)題,由于微粒兩次偏轉(zhuǎn)的位移大小相同,運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,因此可知兩次運(yùn)動(dòng)的加速度大小相同,根據(jù)牛頓第二定律得到,豎直方向的合外力大小相同.
即$\frac{q{U}_{1}}v99xnlj$-mg=mg-$\frac{q{U}_{2}}rpxhzhf$
得到${U}_{2}=\frac{2mgd}{q}-{U}_{1}$=2U0-U1
答:
(1)帶電微粒的比荷$\frac{q}{m}=\frac{gd}{{U}_{0}}$,帶負(fù)電荷.
(2)要使微粒束能從距N板$\fracff9xn1z{4}$處飛出電場,所加的電壓U2應(yīng)為2U0-U1

點(diǎn)評 本題第(2)問是帶電粒子在電場中類平拋運(yùn)動(dòng)的問題,抓住兩次軌跡的對稱性是解題的關(guān)鍵.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.動(dòng)能的單位是什么?( 。
A.B.米每秒C.千瓦D.焦耳

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.有一種高速磁懸浮列車的設(shè)計(jì)方案是在每節(jié)車廂底部安裝強(qiáng)磁鐵(磁場方向向下),并在兩條鐵軌之間沿途平放一系列線圈.通過車廂底部強(qiáng)磁鐵的運(yùn)動(dòng),使線圈中磁通量發(fā)生變化,從而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,而感應(yīng)電流的磁場與強(qiáng)磁鐵磁場發(fā)生作用,使列車浮起.對于其中原理,下列說法中錯(cuò)誤的是( 。
A.當(dāng)列車運(yùn)動(dòng)時(shí),通過線圈的磁通量會(huì)發(fā)生變化
B.列車速度越快,通過線圈的磁通量變化越快
C.列車運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
D.線圈中感應(yīng)電流的大小與列車速度無關(guān)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.下述說法中正確的是( 。
A.電場線是實(shí)際存在的,與電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡是一致的
B.由U=Ed可知,勻強(qiáng)電場中的任意兩點(diǎn)a、b間的距離越大,則兩點(diǎn)間的電勢差也一定越大
C.元電荷就是電子
D.無論正電荷還是負(fù)電荷,克服電場力做功電勢能都增大

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.下列說法正確的是( 。
A.元電荷是表示跟電子所帶電荷量數(shù)值相等的電荷量
B.帶電體體積很大時(shí)不能看成點(diǎn)電荷
C.摩擦起電說明電荷可以被創(chuàng)造
D.根據(jù)場強(qiáng)疊加原理,可知合電場的場強(qiáng)一定大于分電場的場強(qiáng)

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,加速度a、初速度V0、末速度Vt、時(shí)間t、位移x之間關(guān)系正確的是( 。
A.x=$\frac{1}{2}$at2B.x=V0tC.x=v0t+$\frac{1}{2}$at2D.x=(V0+Vt)$\frac{t}{2}$

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

6.歷史上英國物理學(xué)家盧瑟福根據(jù)α粒子(氦原子核)散射實(shí)驗(yàn),提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型.圖中虛線表示原子核所形成的電場的等勢線,實(shí)線表示一個(gè)α粒子的運(yùn)動(dòng)跡.在α粒子從a運(yùn)動(dòng)到b再運(yùn)動(dòng)到c的過程中,下列說法中正確的是( 。
A.動(dòng)能先增大,后減小
B.電勢能先減小,后增大
C.電場力先做負(fù)功,后做正功,總功等于零
D.加速度先變大,后變小

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.上爬和下滑時(shí),他受到摩擦力分別為f1和f2,則(  )
A.f1方向向下,f2方向向上,且f1=f2B.f1方向向下,f2方向向上,且f1>f2
C.f1方向向上,f2方向向上,且f1=f2D.f1方向向下,f2方向向下,且f1=f2

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

4.有一電容器的電容為5.0×10-8F,帶電量為1.0×10-5C,則兩板間的電壓為200V,如果使它的帶電量再增加1.0×10-5C,這時(shí)它的電容是5.0×10-8F,兩板間的電壓是400V.

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同步練習(xí)冊答案