12.如圖所示,一個(gè)帶電荷量為+q、質(zhì)量為m、速率為υ的小球沿平行金屬板A(-)、B(+)的中線射入,A、B板長為L,相距為d,電壓為U,則小球能從A、B板間飛出后再進(jìn)入豎直向上、大小為$\frac{mg}{q}$的勻強(qiáng)電場,最后打在右側(cè)距離$\frac{L}{2}$處屏的K點(diǎn)上.
①求PK點(diǎn)間距離?
②若僅改變兩板間電壓使小球打到屏上M點(diǎn)(且PK=PM,M點(diǎn)未化出)試求:改變后電壓大小?

分析 ①小球在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng),應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出偏移量.
②應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解,勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式求出偏移量,然后答題.

解答 解:①小球在兩板間做類平拋運(yùn)動(dòng),
水平方向:L=vt,
豎直方向:y=$\frac{1}{2}$at2
由牛頓第二定律得:mg-q$\frac{U}o25ziaq$=ma,
豎直分速度:vy=at,
離開平行板后,粒子所受電場力:qE=mg,豎直向上,
小球所受合力為零,小球做勻速直線運(yùn)動(dòng),
在水平方向:$\frac{1}{2}$L=vt′,
豎直方向:y′=vyt′,
則:PK=y+y′=$\frac{(mgd-qU){L}^{2}}{md{v}^{2}}$;
②小球在兩板間做類平拋運(yùn)動(dòng),
水平方向:L=vt,
豎直方向:y=$\frac{1}{2}$at2,
由牛頓第二定律得:q$\frac{U′}gv47gpc$-mg=ma,
豎直分速度:vy=at,
離開平行板后,粒子所受電場力:qE=mg,豎直向上,
小球所受合力為零,小球做勻速直線運(yùn)動(dòng),
在水平方向:$\frac{1}{2}$L=vt′,
豎直方向:y′=vyt′,
PM=y+y′=PK,
解得:U′=$\frac{2mgd}{q}$-U;
答:①PK點(diǎn)間距離為$\frac{(mgd-qU){L}^{2}}{md{v}^{2}}$;
②若僅改變兩板間電壓使小球打到屏上M點(diǎn)(且PK=PM,M點(diǎn)未化出),改變后電壓大小為$\frac{2mgd}{q}$-U.

點(diǎn)評 本題考查了帶電小球在電場中的運(yùn)動(dòng),分析清楚小球的運(yùn)動(dòng)過程是正確解題的前提與關(guān)鍵,由于小球的運(yùn)動(dòng)過程較復(fù)雜,本題難度較大,分析清楚小球運(yùn)動(dòng)過程后,應(yīng)用勻速運(yùn)動(dòng)規(guī)律與勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、牛頓第二定律可以解題.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

4.如圖所示,質(zhì)量分別為m1,m2的兩個(gè)物體通過輕彈簧連接,在力F的作用下一起沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)(m1在地面,m2在空中),力F與水平方向成θ角,則m1所受支持力N和摩擦力f正確的是( 。
A.N=m1g+m2g-FcosθB.N=m1g+m2g-FsinθC.f=FcosθD.f=Fsinθ

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

3.在水平面上一輕質(zhì)彈簧豎直放置,在它正上方一物體自由落下,如圖所示,在物體壓縮彈簧速度減為零的過程中( 。
A.物體的動(dòng)能不斷減小B.物體所受的合力減小為零
C.彈簧的彈性勢能不斷增大D.物體和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.從勻減速上升的氣球上釋放一物體,在釋放的瞬間,物體相對地面將具有( 。
A.速度為零B.向下的速度C.向上的速度D.向上的加速度

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7.質(zhì)量為50kg的一名學(xué)生從1.8m高處跳下,雙腳觸地后,緊接著彎曲雙腿使重心下降0.6m,試求這位同學(xué)在著地過程中,地面對他的平均作用力.(g取10m/s2

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17.如圖所示,兩塊水平放置、相距為d的長金屬板接在電壓可調(diào)的電源上.兩板之間的右側(cè)區(qū)域存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場.將噴墨打印機(jī)的噴口靠近上板下表面,從噴口連續(xù)不斷噴出質(zhì)量均為m、水平速度均為v0、帶相等電荷量的墨滴.調(diào)節(jié)電源電壓至U,墨滴在電場區(qū)域恰能沿水平方向向右做勻速直線運(yùn)動(dòng);進(jìn)入電場、磁場共存區(qū)域后,最終垂直打在下板的M點(diǎn).
(1)求其電荷量和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值;
(2)現(xiàn)保持噴口方向不變,使其豎直下移到兩板中間的位置.為了使墨滴仍能到達(dá)下板M點(diǎn),應(yīng)將磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)至B′,則B′的大小為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.如圖所示,電阻為r的矩形線圈面積為S,匝數(shù)為n,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng).t=0時(shí)刻線圈平面與磁場垂直,各電表均為理想交流電表,則( 。
A.一秒鐘流過R的電流方向改變$\frac{ω}{π}$次
B.將R換成電容C時(shí)交流電表A沒有讀數(shù)
C.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,穿過線圈的磁通量改變了nBS
D.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,外力做功為$\frac{(nBsω)^{2}}{r+R}$$\frac{90°}{π}$

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

1.在“練習(xí)使用多用電表”的實(shí)驗(yàn)中.
①用多用電表測量某電阻,將檔位旋鈕調(diào)至“×10”檔,讀數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角太大,為使測量結(jié)果更加準(zhǔn)確,則應(yīng)改用A檔.(選填字母代號(hào)即可)
A.×1        B.×100        C.×1000
②多用電表使用時(shí)間長了,其內(nèi)阻會(huì)明顯變大.但歐姆能調(diào)零,繼續(xù)使用該表測電阻時(shí),與電阻的真實(shí)值相比,將C.(選填字母代號(hào)即可)
A.偏大         B.偏小        C.不變
③如圖所示,閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,欲用多用電表檢查該電路某處是否發(fā)生“斷路”,在保持電路完整的情況下,應(yīng)使用多用電表的D進(jìn)行測量.(選填字母代號(hào)即可)
A.電阻檔   B.電流檔   C.交流電壓檔      D.直流電壓檔.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

2.如圖所示,在光滑絕緣水平面上,兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷M、N,分別固定在A、B兩點(diǎn),O為AB連線的中點(diǎn),C、D在AB的垂直平分線上.在C點(diǎn)處由靜止釋放一個(gè)帶負(fù)電的小球P(不改變原來的電場分布),此后P在C點(diǎn)和D點(diǎn)之間來回運(yùn)動(dòng).(  )
A.若小球P在經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)帶電量突然減小,則它將會(huì)運(yùn)動(dòng)到連線上CD之外
B.若小球P的帶電量在經(jīng)過CO之間某處減小,則它將會(huì)運(yùn)動(dòng)到連線上CD之外
C.點(diǎn)電荷M、N的帶電量同時(shí)等量緩慢增大,則小球P往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中周期不斷增大
D.若小球P在經(jīng)過CO之間某處時(shí),點(diǎn)電荷M、N的帶電量同時(shí)等量增大,則它以后不可能再運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)或D點(diǎn)

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