【題目】如圖所示,兩平行金屬板A、B長8cm,兩板間距離d=8cm,A板比B板電勢高300V,一帶正電的粒子電荷量q=10﹣10C,質(zhì)量m=10﹣20kg,沿電場中心線RO垂直電場線飛入電場,初速度υ0=2×106m/s,粒子飛出平行板電場后經(jīng)過界面MN、PS間的無電場區(qū)域后,進入固定在O點的點電荷Q形成的電場區(qū)域,(設(shè)界面PS右邊點電荷的電場分布不受界面的影響),已知兩界面MN、PS相距為12cm,D是中心線RO與界面PS的交點,O點在中心線上,距離界面PS為9cm,粒子穿過界面PS最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏bc上.(靜電力常數(shù)k=9.0×109Nm2/C2)(粒子重力忽略不計)

(1)求粒子穿過界面MN時偏離中心線RO的距離多遠?到達PS界面時離D點多遠?
(2)確定點電荷Q的電性并求其電荷量的大。

【答案】
(1)解:粒子穿過界面MN時偏離中心線RO的距離(側(cè)向位移):

l=v0t

代入數(shù)據(jù)得:y=0.03m=3cm

帶電粒子在離開電場后將做勻速直線運動,其軌跡與PS線交于a,設(shè)a到中心線的距離為Y.

又由相似三角形得

Y=4y=12cm

答:求粒子穿過界面MN時偏離中心線RO的距離為3cm;到達PS界面時離D點12cm;


(2)解:帶電粒子垂直進入勻強電場后,只受電場力,做類平拋運動,在MN、PS間的無電場區(qū)域做勻速直線運動,界面PS右邊做圓周運動,最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏bc上,圖象如圖所示:

帶電粒子到達a處時,帶電粒子的水平速度:vx0=2×106m/s

豎直速度:所以 υy=at=1.5×160m/s,

v=2.5×106m/s

該帶電粒子在穿過界面PS后將繞點電荷Q作勻速圓周運動.所以Q帶負電.根據(jù)幾何關(guān)系:半徑r=15cm

代入數(shù)據(jù)解得:Q=1.04×10﹣8C

答:Q帶負電,電荷量為Q=1.04×10﹣8C.


【解析】 (1)粒子在電場中做類平拋運動,從MN到PS做勻速直線運動,這類問題類似于示波器,用三角形相似解最簡單。
(2) 先研究運動軌跡,粒子在PS右邊做圓周運動。再利用幾何關(guān)系求解。

練習(xí)冊系列答案
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【題目】下圖為利用打點計時器測定勻變速直線運動的加速度實驗中用打點計時器打出的一條較理想的紙帶,電磁打點計時器是一種工作電壓范圍為________的低壓電源的儀器,當(dāng)電源的頻率為50Hz時,每隔________秒打一次點,紙帶上A、B、C、DE、F、G為七個相鄰的計數(shù)點,若以每5個時間間隔取一個計數(shù)點,則由紙帶記錄的數(shù)據(jù)可知,小車經(jīng)過E點時的速度為_____m/s,小車運動的加速度為______m/s2. (保留二位有效數(shù)字)

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D. 用光照射大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會發(fā)出可見光,這是利用紫外線的熒光效應(yīng)

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【題目】如圖甲所示,形狀別致的玻璃管,上端開口且足夠長,較粗的部分橫截面積S12cm2,較細的部分橫截面積S21cm2,用適量的水銀在管內(nèi)密封氣體.封閉氣體初始溫度為57℃,氣柱長度L22cm.現(xiàn)對封閉氣體緩慢加熱,氣體壓強隨體積變化的規(guī)律如圖乙所示,管內(nèi)氣體可視為理想氣體,求:

①封閉氣體初始狀態(tài)的壓強P1;

②當(dāng)所有水銀全部壓入細管時,氣體溫度T2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲一質(zhì)量為M的長木板靜置于光滑水平面上,其上放一質(zhì)量為m的小滑塊。木板受到隨時間t變化的水平拉力F作用時,用傳感器測出其加速度a,得到如圖乙所示的aF圖象。取g=10 m/s2,則

A. 滑塊的質(zhì)量m=4 kg

B. 木板的質(zhì)量M=6 kg

C. 當(dāng)F=8 N時滑塊的加速度為2 m/s2

D. 滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.1

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是(

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B. 原子核的結(jié)合能是組成原子核的所有核子的能量總和

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【題目】如圖所示,兩平行的光滑金屬導(dǎo)軌安裝在豎直面上,導(dǎo)軌間距為L、足夠長,下部條形勻強磁場的寬度為d,磁感應(yīng)強度大小為B、方向與導(dǎo)軌平面垂直,上部條形勻強磁場的寬度為2d,磁感應(yīng)強度大小為B0,方向平行導(dǎo)軌平面向下,在上部磁場區(qū)域的上邊緣水平放置導(dǎo)體棒(導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌絕緣),導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間存在摩擦,動摩擦因數(shù)為μ。長度為2d的絕緣棒將導(dǎo)體棒和正方形的單匝線框連接在一起組成型裝置,總質(zhì)量為m,置于導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒中通以大小恒為I的電流(由外接恒流源產(chǎn)生,圖中未圖出),線框的邊長為d(d<L),下邊與磁場區(qū)域上邊界重合。將裝置由靜止釋放,導(dǎo)體棒恰好運動到磁場區(qū)域的下邊界處返回,導(dǎo)體棒在整個運動過程中始終與導(dǎo)軌接觸并且相互垂直。重力加速度為g。求:

(1)裝置剛開始時導(dǎo)體棒受到安培力的大小和方向;

(2)裝置從釋放到開始返回的過程中,線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q;

(3)線框第一次穿出下方磁場下邊時的速度;

(4)若線框第一次穿越下方磁場區(qū)域所需的時間為t,求線框電阻R

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【題目】一水平放置的平行板電容器的兩極板間距為d,極板分別與電池兩極相連,上極板中心有一小孔(小孔對電場的影響可忽略不計).小孔正上方 處的P點有一帶電粒子,該粒子從靜止開始下落,經(jīng)過小孔進入電容器,并在下極板處(未與極板接觸)返回.若將下極板向上平移 ,則從P點開始下落的相同粒子將( )

A.打到下極板上
B.在下極板處返回
C.在距上極板 處返回
D.在距上極板 處返回

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【題目】有一個豎直固定放置的四分之一光滑圓弧軌道,軌道圓心O到地面的高度為h,小球從軌道最高點A由靜止開始沿著圓弧軌道滑下,從軌道最低點B離開軌道,然后做平拋運動落到水平地面上的C點,C點與A點的水平距離也等于h,則下列說法正確的是

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B. 小球在圓弧軌道上運動的過程中,重力對小球的沖量在數(shù)值上大于圓弧的支持力對小球的沖量

C. 根據(jù)已知條件可以求出該四分之一圓弧軌道的軌道半徑為0.2h

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