兩平行金屬板A、B水平放置，一個質(zhì)量為m＝5×10－6 kg的帶電微粒，以v0＝2 m/s的水平速度從兩板正中位置射入電場，如圖所示，A、B兩極板間距離為d＝4 cm，板長L＝10 cm．

(1)當(dāng)A、B間的電壓為UAB＝1000 V時，微粒恰好不偏轉(zhuǎn)，沿圖中直線射出電場，求該微粒的電荷量和電性；

(2)令B板接地，欲使該微粒射出偏轉(zhuǎn)電場，求A板所加電壓的范圍．

答案：
解析：

　　講析：(1)當(dāng)UAB＝1000 V時，微粒恰好不偏轉(zhuǎn)，則qE＝mg

　　

　　因為UAB＞0所以板間電場強(qiáng)度方向向下，重力方向向下，故所受靜電力向上，則微粒帶負(fù)電；

　　(2)當(dāng)靜電力F＞mg時，帶電粒子向上偏轉(zhuǎn)，設(shè)當(dāng)微粒恰好從右上邊緣的M點飛出，微粒在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，則

　　L＝v0t　�、�

　　微粒在豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，則

　　偏轉(zhuǎn)距離：　�、�

　　加速度：　　③

　　由方程式①②③代入數(shù)據(jù)可得

　　＝2600 V

　　當(dāng)靜電力F＜mg，帶電粒子向下偏轉(zhuǎn)，設(shè)當(dāng)微粒恰好從右下邊緣的N點飛出，微粒在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，微粒在豎直方向下做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，加速度，同理可解得

　　＝－600 V

　　故欲使微粒射出偏轉(zhuǎn)電場，A板所加電勢的范圍為－600 V≤UAB≤2600 V．

　　點評：本題以帶電微粒在電場中的運(yùn)動為背景，涉及到帶電微粒在電場中的平衡和偏轉(zhuǎn)．考查考生對基礎(chǔ)知識的掌握和分析綜合能力，解決本題的關(guān)鍵是，將帶電微粒的運(yùn)動分解為兩個分運(yùn)動，分別列方程聯(lián)立求解．


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示；“U”形框架由兩平行金屬板A、B和絕緣底座P組成，在金屬板A、B上同一高度處開有兩個小孔M、N，并在M、N之間固定一絕緣光滑平板，整個裝置靜止固定在水平面上．兩平行金屬板A、B接上電壓為150KV的穩(wěn)壓電源，兩金屬板間距為d=0.1m．現(xiàn)有一電荷分布均勻的帶電量為q=5×10-5C，質(zhì)量為m=0.01kg，長度為l=0.04m的絕緣橡膠棒以v0=10
3
m/s的速度由右邊小孔水平滑入“U”形框架中，設(shè)絕緣棒的電荷量對“U”形框架內(nèi)的電場沒有影響．問：
（1）橡膠棒剛好全部進(jìn)入“U”形框架內(nèi)的加速度
（2）橡膠棒剛好全部進(jìn)入“U”形框架內(nèi)的速度．
（3）橡膠棒與“U”形框架相互作用過程中增加的最大電勢能．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示；“U”形框架由兩平行金屬板A、B和絕緣底座P組成，在金屬板A、B上同一高度處開有兩個小孔M、N，并在M、N之間固定一絕緣光滑平板，整個裝置總質(zhì)量為M=1kg，靜止在光滑水平面上．兩平行金屬板A、B組成的電容器的電容為C=6.25×10-7F，金屬板帶電量為Q=0.2C，間距為d=0.1m．現(xiàn)有一電荷分布均勻的帶電量為q=5×1 0-5C，質(zhì)量為m=1kg，長度為l=0.1m的絕緣橡膠棒以v0=10 m/s的速度由右邊小孔水平滑入“U”形框架中，設(shè)絕緣棒的電荷量對“U”形框架內(nèi)的電場沒有影響．問：

(1)橡膠棒是否能夠全部進(jìn)入“U”形框架內(nèi)?

(2)“U”形框架的最終速度；

(3)橡膠棒與“U”形框架相互作用過程中系統(tǒng)增加的電勢能．

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科目：高中物理 來源：閔行區(qū)模擬 題型：問答題

如圖所示；“U”形框架由兩平行金屬板A、B和絕緣底座P組成，在金屬板A、B上同一高度處開有兩個小孔M、N，并在M、N之間固定一絕緣光滑平板，整個裝置靜止固定在水平面上．兩平行金屬板A、B接上電壓為150KV的穩(wěn)壓電源，兩金屬板間距為d=0.1m．現(xiàn)有一電荷分布均勻的帶電量為q=5×10-5C，質(zhì)量為m=0.01kg，長度為l=0.04m的絕緣橡膠棒以v0=10
3
m/s的速度由右邊小孔水平滑入“U”形框架中，設(shè)絕緣棒的電荷量對“U”形框架內(nèi)的電場沒有影響．問：
（1）橡膠棒剛好全部進(jìn)入“U”形框架內(nèi)的加速度
（2）橡膠棒剛好全部進(jìn)入“U”形框架內(nèi)的速度．
（3）橡膠棒與“U”形框架相互作用過程中增加的最大電勢能．
精英家教網(wǎng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示；“U”形框架由兩平行金屬板A、B和絕緣底座P組成，在金屬板A、B上同一高度處開有兩個小孔M、N，并在M、N之間固定一絕緣光滑平板，整個裝置總質(zhì)量為M=1kg，靜止在光滑水平面上．兩平行金屬板A、B組成的電容器的電容為C=6.25×10-7F，金屬板帶電量為Q=0.2C，間距為d=0.1m．現(xiàn)有一電荷分布均勻的帶電量為q=5×1 0-5C，質(zhì)量為m=1kg，長度為l=0.1m的絕緣橡膠棒以v0=10 m/s的速度由右邊小孔水平滑入“U”形框架中，設(shè)絕緣棒的電荷量對“U”形框架內(nèi)的電場沒有影響．問：

(1)橡膠棒是否能夠全部進(jìn)入“U”形框架內(nèi)?

(2)“U”形框架的最終速度；

(3)橡膠棒與“U”形框架相互作用過程中系統(tǒng)增加的電勢能．

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科目：高中物理 來源：2010年上海市閔行區(qū)高考物理三模試卷（解析版） 題型：解答題

如圖所示；“U”形框架由兩平行金屬板A、B和絕緣底座P組成，在金屬板A、B上同一高度處開有兩個小孔M、N，并在M、N之間固定一絕緣光滑平板，整個裝置靜止固定在水平面上．兩平行金屬板A、B接上電壓為150KV的穩(wěn)壓電源，兩金屬板間距為d=0.1m．現(xiàn)有一電荷分布均勻的帶電量為q=5×10-5C，質(zhì)量為m=0.01kg，長度為l=0.04m的絕緣橡膠棒以v=10m/s的速度由右邊小孔水平滑入“U”形框架中，設(shè)絕緣棒的電荷量對“U”形框架內(nèi)的電場沒有影響．問：
（1）橡膠棒剛好全部進(jìn)入“U”形框架內(nèi)的加速度
（2）橡膠棒剛好全部進(jìn)入“U”形框架內(nèi)的速度．
（3）橡膠棒與“U”形框架相互作用過程中增加的最大電勢能．

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