如下圖甲所示，水平放置的兩平行金屬板M、N間的距離d＝0.02m，給兩板加電壓U(M板帶正電，N板帶負(fù)電)，板間有一長度L＜0.01m的絕緣狹板AB能夠繞端點A在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，先使AB板保持水平靜止，并在AB的中點放一個質(zhì)量m＝4.9×10-10kg、電量q＝9×10-10C帶正電的微粒P．(重力忽略不計)使板AB突然以角速度ω＝100rad/s沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，如下圖乙所示．為使板AB在轉(zhuǎn)動中能與微粒P相碰，求加在平行金屬板M、N之間的電壓的取值范圍？

答案：
解析：

　　若加在板間的電壓較大，在板AB轉(zhuǎn)過一個小角度時粒子便可和板相碰，粒子做勻加速直線運動．

　　　　    h＝　　　　 　　 　 (1)

　　

　　　    　h≤　　　  (2)

　　　　    a＝　 　　  (3)

　　　　  

(2)、(3)、(4)、（5）式代入(1)式中，得U≥173V

　　 若加在板間的電壓較小，在板AB轉(zhuǎn)過一周后也可與微粒相碰．

　　   h＝　　(1)　　   h＝　　 (2)

　　   a＝　　 (3)　　  t＝　　(4)

將(2)、(3)、(4)式代入(1)中，得U≤3.62V

　　所以加在平行板間的電壓滿足

　　　　   U≥173V 或 U≤3.62V

時板AB在轉(zhuǎn)動中能與微粒相碰．


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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌連接一個平行板電容器C和電阻R，導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上且接觸良好，整個裝置放于垂直導(dǎo)軌平面的磁場中，磁感應(yīng)強度B的變化情況如圖乙所示（圖示磁感應(yīng)強度方向為正），MN始終保持靜止，則0～t2時間（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

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3
d，B板的右側(cè)邊緣恰好是傾斜擋板NM上的一個小孔K，現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶正電且電荷量為q的粒子組成的粒子束，從AB的中點O以平行于金屬板方向OO′的速度v0不斷射入，不計粒子所受的重力．
（1）若在A、B板間加一恒定電壓U=U0，則要使粒子穿過金屬板后恰好打到小孔K，求U0的大��；
（2）若在A、B板間加上如圖乙所示的電壓，電壓為正表示A板比B板的電勢高，其中T=
2L
v0
，且粒子只在0～
T
2
時間內(nèi)入射，則能打到小孔K的粒子在何時從O點射入？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，水平放置的平行金屬板A和B的距離為d，它們的右端安放著垂直于金屬板的靶MN，現(xiàn)在A、B板上加上如圖乙所示的方波形電壓，電壓的正向值為U0，反向電壓值為
U0
2
，且每隔
T
2
變向1次．現(xiàn)將質(zhì)量為m的帶正電，且電荷量為q的粒子束從AB的中點O以平行于金屬板的方向OO′射入，設(shè)粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、B間的飛行時間均為T．不計重力的影響，試問：精英家教網(wǎng)
（1）定性分析在t=0時刻從O點進入的粒子，在垂直于金屬板的方向上的運動情況．
（2）在距靶MN的中心O′點多遠的范圍內(nèi)有粒子擊中？
（3）要使粒子能全部打在靶MN上，電壓U0的數(shù)值應(yīng)滿足什么條件？（寫出U0、m、d、q、T的關(guān)系式即可）

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科目：高中物理 來源：2013-2014江蘇無錫洛社高級中學(xué)高二上期中考試物理試卷（選修）（解析版） 題型：計算題

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⑴通過小燈泡的電流；

⑵金屬棒PQ在磁場區(qū)域中運動的速度大�。�

 

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