如下圖所示,為一組間距d足夠大的平行金屬板,板間加有隨時間變化的電壓(如圖所示),設(shè)U0和T已知。A板上O處有一靜止的帶電粒子,其帶電量為q,質(zhì)量為m(不計重力),在t = 0時刻起該帶電粒子受板間電場加速向B板運(yùn)動,途中由于電場反向,粒子又向A板返回(粒子未曾與B板相碰)。

(1)當(dāng)Ux=2U0時求帶電粒子在t=T時刻的動能;

(2)為使帶電粒子在t=T時刻恰能能回到O點(diǎn),Ux等于多少?

 

【答案】

(1)(2)

【解析】

試題分析:(1)根據(jù)牛頓第二定律可得:當(dāng)極板間為正向電壓時,反向電壓時加速度:,加速過程末速度為:,

所以根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律可得:減速過程末速度為:

故動能為:

(2)加速過程的位移為: ,減速過程中位移為:,

還知道,要使得粒子恰能回到O點(diǎn),則,由上面四式,得

因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/2014033004383443572588/SYS201403300438497326744910_DA.files/image003.png">,,所以

考點(diǎn):考查了帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動,勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用

 

練習(xí)冊系列答案
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1)當(dāng)Ux=2U0時求帶電粒子在t=T時刻的動能;

2)為使帶電粒子在t=T時刻恰能能回到O點(diǎn),Ux等于多少?

 

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為了測定物塊與木板間的動摩擦因數(shù),設(shè)計如下實(shí)驗(yàn):物塊放在長木板上,木板固定在水平桌面上,物塊前方裝有輕質(zhì)小滑輪,沙桶和彈簧秤通過繞在滑輪上的細(xì)繩相連,請回答如下問題:

(1)要完成本實(shí)驗(yàn),使用的器材及其在實(shí)驗(yàn)中的作用如下:

①彈簧秤,用于測細(xì)線的拉力F;

②打點(diǎn)計時器、交流電源(50Hz)、紙帶、導(dǎo)線、刻度尺,用于測量物塊的加速度a;

③天平用于測量                   (填相應(yīng)的物理量及符號);

④其它器材如圖所示。

(2)實(shí)驗(yàn)開始前,要對彈簧秤校零,以及調(diào)整木板端滑輪的高度使繩子水平。

(3)設(shè)動摩擦因數(shù)為μ,則(1)中各物理量之間的關(guān)系是______         .(用相應(yīng)物理量的代數(shù)式表示)

(4)為了減小誤差,必須采用多次測量,改變沙桶質(zhì)量,得到多組a-F的測量值填入下表,其中第3次實(shí)驗(yàn)中,通過打點(diǎn)計時器得到一段紙帶,某同學(xué)對紙帶的測量如下圖所示,請計算出此次實(shí)驗(yàn)中物塊的加速度大小,填入表中相應(yīng)的位置。(保留二位有效數(shù)字)

以圖象法處理數(shù)據(jù),請在坐標(biāo)紙上畫出a-F圖線。

(5)取重力加速度g=l0m/s2,根據(jù)圖線可求得動摩擦因數(shù)約為μ=  ;還可求得物塊質(zhì)量m的大小約為   。

 

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