如圖甲所示,A、B是一對平行放置的金屬板,中心各有一個(gè)小孔P、Q,P、Q 連線垂直金屬板,兩極板間距離為d,從P點(diǎn)處連續(xù)不斷地有質(zhì)量為m,帶電量為m的帶正電粒子沿P、Q方向放出,帶電粒子的初速度和重力均忽略不計(jì).從t = 0開始,在A、B間加上如圖乙所示的交變電壓,周期為T,電壓為U.帶電粒子在A、B間運(yùn)動(dòng)過程中,粒子間的相互作用力忽略不計(jì).

(1)如果只有在每個(gè)周期為0~T/4時(shí)間內(nèi)放出的帶電粒子才能從小孔Q中射出,則上述物理量之間滿足怎樣的關(guān)系?
(2)如果各物理量滿足第(1)問中的關(guān)系,求每個(gè)周期從小孔Q中有粒子射出的時(shí)間與周期T的比值.
(1)即.(2)     
(1)依題意可知,t=T/4從P孔進(jìn)入的帶電粒子恰能從Q孔射出,則 , 即.
(2)設(shè)t=0時(shí)刻進(jìn)入的帶電粒子在t1時(shí)刻射出,則由題意分析可知t1<T/2 ,所以有
,解得 .                       
又t=T/4時(shí)刻進(jìn)入的帶電粒子應(yīng)在t2=3T/4時(shí)刻射出,故
本題考查帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動(dòng),由電場力提供加速度,F(xiàn)=qE=qU/d,a=qU/md由此可判斷加速度與時(shí)間的圖像與U-t圖像完全相同,在前半個(gè)周期向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在后半個(gè)周期向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng),由對稱性可知在T末帶電粒子的速度減小到零,可判斷出粒子一直向右運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可求得第一問關(guān)系,設(shè)t=0時(shí)刻進(jìn)入的帶電粒子在t1時(shí)刻射出,則由題意分析可知,勻加速位移為d,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可求得運(yùn)動(dòng)時(shí)間與周期T的關(guān)系
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題



兩水平放置的金屬板間存在一豎直方向的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一質(zhì)量為4m,帶電量為-2q的微粒b正好懸浮在板間正中間O點(diǎn)處,另一質(zhì)量為m,帶電量為 +q的微粒a,從p點(diǎn)以水平速度v0(v0未知)進(jìn)入兩板間,正好做勻速直線運(yùn)動(dòng),中途與b碰撞。:
小題1:勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E為多大                     微粒a的水平速度為多大                       
小題2:若碰撞后ab結(jié)為一整體,最后以速度0.4v0Q點(diǎn)穿出場區(qū),求Q點(diǎn)與O點(diǎn)的高度差                       
小題3:若碰撞后ab分開,分開后b具有大小為0.3v0的水平向右速度,且?guī)щ娏繛?q/2,假如O點(diǎn)的左側(cè)空間足夠大,則分開后微粒a的運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)與O點(diǎn)的高度差為多大                       
                               

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,A、B兩導(dǎo)體板平行放置,在t=0時(shí)將電子從A板附近由靜止釋放(電子的重力忽略不計(jì)).分別在A、B兩板間加四種電壓,它們的UAB-t圖線如下列四圖所示.其中可能使電子到不了B板的是(  )

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(12分)如圖甲所示,水平放置的平行金屬板AB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,且每隔T/2變向1次,F(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(diǎn)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(shí)間均為T。不計(jì)重力的影響,試問:

(1)定性分析在t=0時(shí)刻從O點(diǎn)進(jìn)入的粒子,在垂直于金屬板的方向上的運(yùn)動(dòng)情況。
(2)在距靶MN的中心O′點(diǎn)多遠(yuǎn)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:不詳 題型:單選題

如圖所示,在兩極板中間有一靜止的電子,在交變電壓作用下電子的運(yùn)動(dòng)情況是(不計(jì)重力,t=0時(shí),M板電勢為正,板間距離足夠長)   (  )
A.一直向M板運(yùn)動(dòng)
B.一直向N板運(yùn)動(dòng)
C.先向M板運(yùn)動(dòng),再一直向N板運(yùn)動(dòng)
D.在M、N間做周期性的來回運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在平行金屬板間加上圖所示的電壓,能使處于板中央原來靜止的電子做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的電壓是(    )
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

(2010年高考天津理綜卷)在靜電場中,將一正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn),電場力做了負(fù)功,則(  )
A.b點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定比a點(diǎn)大
B.電場線方向一定從b指向a
C.b點(diǎn)的電勢一定比a點(diǎn)高
D.該電荷的動(dòng)能一定減小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(15分)如圖(甲)所示,A、B是真空中平行放置的金屬板,加上電壓后,它們之間的電場可視為勻強(qiáng)電場,A、B兩板間距離 d=15cm。今在A、B兩板間加上如圖(乙)所示的交變電壓,周期為T="1.0×10-6s" 。t=0時(shí),A板電勢比B板電勢高,電勢差U0=1080V,一個(gè)荷質(zhì)比 q/m=1.0×108C/Kg的帶負(fù)電的粒子在t =0的時(shí)刻從B板附近由靜止開始運(yùn)動(dòng),不計(jì)重力,問(1)當(dāng)粒子的位移為多大時(shí),粒子的速度第一次達(dá)到最大?最大速度為多大?(2)粒子撞擊極板時(shí)的速度大。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一束相同的帶點(diǎn)粒子(重力不計(jì)),以不同的初動(dòng)能垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場,如圖所示,當(dāng)這些帶電粒子的末動(dòng)能是初動(dòng)能的4倍時(shí),對應(yīng)的位置為P1,P2,P3…,則這些位置連成的圖線為( 。
A.一條直線B.圓C.拋物線D.橢圓

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