（12分）如圖（a）所示，A、B為水平放置的平行金屬板，板間距離為d（d遠(yuǎn)小于板的長和寬）．在兩板之間有一個帶負(fù)電的質(zhì)點P．已知若在A、B間加電壓U0，則質(zhì)點P可以靜止平衡．現(xiàn)在A、B間加上如圖（b）所示的隨時間t變化的電壓u．在t=0時質(zhì)點P位于A、B間的中點處且初速度為零．已知質(zhì)點P能在A、B之間以最大的幅度上下運動而又不與兩板相碰，求圖（b）中u改變的各時刻t1、t2、t3及tn的表達(dá)式．（質(zhì)點開始從中點上升到最高點，及以后每次從最高點到最低點或從最低點到最高點的過程中，電壓只改變一次．）
；



試題分析：由已知可得：，因此在兩板間有電壓2U0時，質(zhì)點所受的合外力將是mg，方向豎直向上，加速度為g，方向豎直向上；而兩板間無電壓時，質(zhì)點所受的合外力也是mg，方向豎直向下，加速度為g，方向豎直向下。
如右圖所示：為使質(zhì)點在兩板間以最大幅度運動，t=0開始應(yīng)使質(zhì)點先勻加速上升d/4到Q，再勻減速上升到M。設(shè)勻加速、勻減速的時間均為，
，　　�。ǎ卜郑�
得；　　�。ǎ狈郑�
從上極板運動到下極板過程中，質(zhì)點先勻加速下降d/2到P，再勻減速下降到N。設(shè)勻加速、勻減速的時間均為，

，得。  （2分）
按照題目要求，可知；  （1分）
，   （2分）
   （1分）
同理，以后每相鄰的t之間的時間間隔是，  （2分）
所以有：      （1分）
點評：難題。物理圖像是表達(dá)物理過程、規(guī)律的基本工具之一，用圖像反映物理過程、規(guī)律，具有直觀、形象的特點，帶電粒子在交變電場中運動時，受電場力作用，其加速度、速度等均做周期性變化，借助圖像來描述它在電場中的運動情況，可直觀展示物理過程，從而獲得啟迪，快捷地分析求解．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如下圖所示為電子顯示儀器(如示波器)的核心部件。如圖所示,部分為加速裝置，陰極產(chǎn)生的熱電子由靜止開始經(jīng)加速電壓u1加速后，進(jìn)入板長為，間距為d，電壓為u2的偏轉(zhuǎn)區(qū)域，距偏轉(zhuǎn)區(qū)域右側(cè)為的位置是熒光屏，電子轟擊熒光屏能夠顯示出光斑。依據(jù)上述信息，求：
(1)若偏轉(zhuǎn)電壓μ2為穩(wěn)定的直流電壓，試推導(dǎo)Y的表達(dá)式；
(2)若u2=kt，光斑在熒光屏上做什么運動?速度多大?
(3)若u2=βt2，光斑在熒光屏上做什么運動?加速度多大?
(4)若u2=umsinωt，光斑在熒光屏上的運動性質(zhì)如何?光斑在熒光屏上的運動范圍多大?

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖甲所示，A、B兩塊金屬板水平放置，相距為d="0." 6 cm，兩板間加有一周期性變化的電壓，當(dāng)B板接地（）時，A板電勢，隨時間變化的情況如圖乙所示．現(xiàn)有一帶負(fù)電的微粒在t=0時刻從B板中央小孔射入電場，若該帶電微粒受到的電場力為重力的兩倍，且射入電場時初速度可忽略不計．求：

（1）在0～和～T這兩段時間內(nèi)微粒的加速度大小和方向；
（2）要使該微粒不與A板相碰，所加電壓的周期最長為多少（g="10" m/s2）．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖甲所示，相隔一定距離的豎直邊界兩側(cè)為相同的勻強磁場區(qū)，磁場方向垂直紙面向里，在邊界上固定兩長為L的平行金屬極板MN和PQ，兩極板中心各有一小孔S1、S2，兩極板間電壓的變化規(guī)律如圖乙所示，正反向電壓的大小均為U0，周期為T0.在t＝0時刻將一個質(zhì)量為m、電荷量為－q(q>0)的粒子由S1靜止釋放，粒子在電場力的作用下向右運動，在t＝時刻通過S2垂直于邊界進(jìn)入右側(cè)磁場區(qū)．(不計粒子重力，不考慮極板外的電場)


(1)求粒子到達(dá)S2時的速度大小v和極板間距d.
(2)為使粒子不與極板相撞，求磁感應(yīng)強度的大小應(yīng)滿足的條件．
(3)若已保證了粒子未與極板相撞，為使粒子在t＝3T0時刻再次到達(dá)S2，且速度恰好為零，求該過程中粒子在磁場內(nèi)運動的時間和磁感應(yīng)強度的大小．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示,兩平行正對金屬板AB間加有如圖乙所示的交變電壓,某時刻,將一重力可忽略不計的帶正電粒子在兩板的正中間P處無初速度釋放,則下列說法正確的是(     )

A．若帶電粒子在t=0時刻釋放,它將一直向著B板運動,最終打在B板上
B．若帶電粒子在t=0時刻釋放,它將時而向B板運動,時而向A板運動,不會打到板上
C．若帶電粒子在t=T/8時刻進(jìn)入的,它可能時而向B板運動,時而向A板運動,最終打在B板上
D．若帶電粒子在t=T/8時刻進(jìn)入的,它可能時而向B板運動,時而向A板運動,最終打在A板上

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在平行板電容器的兩板A、B上，加上如下圖所示的交變電壓，開始B板電勢比A板電勢高。在電場力作用下，原來靜止在兩板中間的電子開始運動。若兩極板間的距離足夠大，下列說法正確的是（  ）

A．電子一直向著A板運動     
B．電子一直向著B板運動
C．電子先向A板運動，然后返回B板運動，之后在A、B兩板間做周期性往返運動
D．電子先向B板運動，然后返回A板運動，之后在A、B兩板間做周期性往返運動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖(甲)所示,兩個平行金屬板P?Q正對豎直放置,兩板間加上如圖(乙)所示的交變電壓.t=0時,Q板比P板電勢高U0,在兩板的正中央M點有一電子在電場力作用下由靜止開始運動(電子所受重力可忽略不計),已知電子在0~4t0時間內(nèi)未與兩板相碰.則電子速度方向向左且速度大小逐漸增大的時間是(    )
A．0<t<t0B．t0<t<2t0
C．2t0<t<3t0D．3t0<t<4t0

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖甲所示，在真空中足夠大的絕緣水平地面上，一個質(zhì)量為m＝0.2 kg，帶電荷量為q＝＋2.0×10－6 C的小物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，小物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1.從t＝0時刻開始，空間加上一個如圖乙所示的場強大小和方向呈周期性變化的電場(取水平向右的方向為正方向，g取10 m/s2)，求：

小題1: 23秒內(nèi)小物塊的位移大小；
小題2: 23秒內(nèi)電場力對小物塊所做的功．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，帶電平行金屬板相距為2R，在兩板間半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙成向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，兩板及其左側(cè)邊緣連線均與磁場邊界剛好相切．一質(zhì)子（不計重力）沿兩板間中心線O1O2從左側(cè)O1點以某一速度射入，沿直線通過圓形磁場區(qū)域，然后恰好從極板邊緣飛出，在極板間運動時間為t0．若僅撤去磁場，質(zhì)子仍從O1點以相同速度射入，經(jīng)
t0
2
時間打到極板上．
（1）求兩極板是電壓U；
（2）求質(zhì)子從極板間飛出時的速度大�。�
（3）若兩極板不帶電，保持磁場不變，質(zhì)子仍沿中心線O1O2從O1點射入，欲使質(zhì)子從兩板左側(cè)間飛出，射入的速度應(yīng)滿足什么條件？

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同步練習(xí)冊答案