如圖圖(甲)所示,A、B是真空中水平放置的一對(duì)平行金屬板,兩板間距離d=15cm。今將B板接地，在A板間加上如圖(乙)所示的交變電壓(U0 =1080V),然后讓一個(gè)質(zhì)量m=1.6×10－27kg、電量大小q=1.6×10-19C的帶電粒子(不計(jì)重力)在t=0時(shí)刻從B板附近由靜止開始運(yùn)動(dòng)�？諝庾枇Σ挥�(jì)。

（1）判斷粒子的電性；
（2）當(dāng)t1=?時(shí)粒子的速度第一次達(dá)到最大，并求出此最大速度；
（3）當(dāng)粒子的速度第一次達(dá)到最大時(shí)，粒子的電勢(shì)能多大？
（4）粒子撞擊極板A時(shí)的速度為多大？
（1）帶負(fù)電（2）2.4×105 m/s（3）-4.608×10-17J（4）2.1×105 m/s

試題分析：（1）粒子帶負(fù)電
（2）t1=1×10-6s/3時(shí)速度第一次達(dá)到最大
a=qU/dm=7.2×1011 m/s2
V=at1=2.4×105 m/s
（3）EP =-mV2/2=-4.608×10-17J
（4）粒子在0--2×10-6s/3內(nèi)先向上加速再向上減速，前進(jìn)的位移ΔX1=2×aΔt12/2=8cm；
粒子在2×10-6s/3--1×10-6s內(nèi)先向下加速再向下減速，前進(jìn)的位移ΔX2=-2×aΔt22/2=-2cm；
所以粒子在一個(gè)周期（0--1×10-6s）內(nèi)的位移為8cm-2cm=6cm。
因d=15cm=6cm+6cm+3cm，粒子經(jīng)過2個(gè)周期后距A板的距離Δd=3cm。粒子在這3cm內(nèi)做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)一直到達(dá)A板。由VA2=2aΔd得VA=12√3×104≈2.1×105 m/s。
點(diǎn)評(píng)：此題是一道力電綜合性的題目，難度系數(shù)偏難，關(guān)鍵是根據(jù)粒子在電場(chǎng)中的受力情況判斷粒子的運(yùn)動(dòng)情況，找出粒子在電場(chǎng)中的各種臨界條件，然后結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析解題
練習(xí)冊(cè)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

兩平行金屬板相距為d，加上如圖23-1(b)所示的方波形電壓，電壓的最大值為U0，周期為T�，F(xiàn)有一離子束，其中每個(gè)離子的質(zhì)量為m，電量為q，從與兩板等距處沿著與板平行的方向連續(xù)地射入兩板間的電場(chǎng)中。設(shè)離子通過平行板所需的時(shí)間恰為 T(與電壓變化周期相同)，且所有離子都能通過兩板間的空間打在右端的熒光屏上。試求：離子擊中熒光屏上的位置的范圍。(也就是與O‘點(diǎn)的最大距離與最小距離)。重力忽略不計(jì)。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖甲所示，兩平行金屬板豎直放置，左極板接地，中間有小孔，右極板電勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，電子原來靜止在左極板小孔處(不計(jì)電子的重力)．下列說法正確的是              
A．從t＝0時(shí)刻釋放電子，電子始終向右運(yùn)動(dòng)，直到打到右極板上
B．從t＝0時(shí)刻釋放電子，電子可能在兩板間來回振動(dòng)
C．從t＝T/4時(shí)刻釋放電子，電子可能在兩板間來回振動(dòng)，也可能打到右極板上
D．從t＝3T/8時(shí)刻釋放電子，電子必將打到左極板上

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在兩塊平行金屬板中間，有一個(gè)處于靜止?fàn)顟B(tài)的帶正電的粒子．若在兩板間加交變電壓u=Umsinωt，下列判斷中正確的是（   ）
A．粒子的位移一定按正弦規(guī)律變化B．粒子的速度一定按正弦規(guī)律變化
C．粒子的加速度一定按正弦規(guī)律變化D．粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡一定是一條正弦曲線

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（12分）如圖甲所示，M、N為水平放置的平行板電容器的兩個(gè)極板，兩極板間距d=0.1m，兩極板間的電壓U=12.5V，O為上極板中心的小孔，以O(shè)為坐標(biāo)，在y=0和y=2m之間有沿著x軸方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，PQ為電場(chǎng)區(qū)域的上邊界，在x軸方向范圍足夠大，電場(chǎng)強(qiáng)度的變化如圖乙所示，取x軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)正方向�，F(xiàn)有一個(gè)帶負(fù)電的粒子，在t=0時(shí)刻從緊靠下級(jí)板中心O´處無初速釋放，經(jīng)過小孔O進(jìn)入交變電場(chǎng)中，粒子的比荷，不計(jì)粒子重力.求粒子：（1）進(jìn)入交變電場(chǎng)時(shí)的速度；（2）在8×10-3s末的位置坐標(biāo)；
（3）離開交變電場(chǎng)時(shí)的速度大小和方向。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

某平行金屬板間加如圖2所示的周期性變化的電壓，重力不計(jì)  
的帶電粒子靜止在平行板中央，從t＝0時(shí)刻開始將其釋放，運(yùn)
動(dòng)過程中無碰板情況．圖3中能正確定性描述粒子運(yùn)動(dòng)的速度
圖象的是                                          (　　)    

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

平行板間有如圖1所示的周期性變化的電壓．重力不計(jì)的帶電粒子靜止在平行板中央，從t＝0時(shí)刻開始將其釋放，運(yùn)動(dòng)過程中無碰板情況．在圖2所示的圖象中，能正確定性描述粒子運(yùn)動(dòng)的速度圖象的是                    (　　)
                                                   

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖（a）所示，兩平行正對(duì)的金屬板A、B間加有如圖（b）所示的交變電壓，一重力可忽略不計(jì)的帶正電粒子被固定在兩板的正中間p處。若在t0時(shí)刻釋放該粒子，粒子會(huì)時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng)，并最終打在A板上。則t0可能屬于的時(shí)間段是

A.     B.
C.    D.   

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=50V，內(nèi)阻r=1Ω，R1=3Ω，R2=6Ω．間距d=0.2m的兩平行金屬板M、N水平放置，閉合開關(guān)S，板間電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng)．板間豎直放置一根長也為d的光滑絕緣細(xì)桿AB，有一個(gè)穿過細(xì)桿的帶電小球p，質(zhì)量為m=0.01kg、帶電量大小為q=1×10-3C（可視為點(diǎn)電荷，不影響電場(chǎng)的分布）．現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使小球恰能靜止在A處；然后再閉合K，待電場(chǎng)重新穩(wěn)定后釋放小球p．取重力加速度g=10m/s2．求：
（1）小球的電性質(zhì)和恰能靜止時(shí)兩極板間的電壓；
（2）小球恰能靜止時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值；
（3）小球p到達(dá)桿的中點(diǎn)O時(shí)的速度．

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案