圖甲所示的平行板電容器板間距離為d,兩板所加電壓隨時(shí)間變化圖線如圖乙所示,t=0時(shí)刻,質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子以平行于極板的速度V0射入電容器,t1=3T時(shí)刻恰好從下極板邊緣射出電容器,帶電粒子的重力不計(jì),求:                                                                                                     

                                      

(1)平行板電容器板長(zhǎng)L;                                                                                

(2)子射出電容器時(shí)偏轉(zhuǎn)的角度φ;                                                                  

(3)子射出電容器時(shí)豎直偏轉(zhuǎn)的位移y.                                                            

                                                                                                                           


(1)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=3T,由題意知,帶電粒子在電場(chǎng)方向上做勻變速運(yùn)動(dòng),在垂直電場(chǎng)方向上不受力做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以有:

平行板電容器極板長(zhǎng)度L=v0t=3v0T

(2)粒子在電容器中運(yùn)動(dòng)時(shí),在電場(chǎng)方向做勻加速運(yùn)動(dòng),在垂直電場(chǎng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)電場(chǎng)圖象可知:

在0﹣T的時(shí)間里,粒子在電場(chǎng)方向(垂直板的方向)做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度a=,初速度為0,末速度為aT

在T﹣2T時(shí)間里,粒子不受電場(chǎng)力作用(垂直板的方向)粒子做速度v=aT的勻速直線運(yùn)動(dòng)

在2T﹣3T時(shí)間里,粒子在電場(chǎng)方向做初速度v=aT的勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度a=,則末速度為2aT

所以粒子在垂直板的方向即y方向的末速度為vy=2aT=2a=T

粒子在平行板的方向即x方向的末速度vx=v0

射出電容器時(shí),偏轉(zhuǎn)角度為φ,則tgφ==;

(3)由(2)分析知,粒子在

0~T,垂直板的方向做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度a=,

時(shí)間t=T,所以在y方向偏轉(zhuǎn)的位移y1=a=××T2

T~2T,垂直板的方向做初速度v=aT的勻速直線運(yùn)動(dòng),則在y方向偏轉(zhuǎn)的位移y2=vT=(aT)T=T2;

2T~3T,垂直板的方向做初速度v=aT,加速度a= 的勻加速直線運(yùn)動(dòng),故在y方向偏轉(zhuǎn)的位y3=vT+aT2=(aT)T+aT2=T2;

所以在粒子射出電場(chǎng)的3T時(shí)間內(nèi)豎直方向偏轉(zhuǎn)的位移y=y1+y2+y3=

答:(1)平行板電容器板長(zhǎng)L=3v0T;

(2)粒子從射入到射出電容器時(shí)速度偏轉(zhuǎn)的角度tanφ=

(3)粒子從射入到射出電容器時(shí)豎直方向偏轉(zhuǎn)的位移y=


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


同一平面內(nèi)的三個(gè)力,大小分別為4N、6N、7N,若三力同時(shí)作用于某一物體,則該物體所受三力合力的最大值和最小值分別為( 。

A. 17N   3N         

B. 5N     3N        

C. 9N    0          

D. 17N    0

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


某同學(xué)用伏安法測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r,所給的其它器材有:                         

A.電壓表V:0~3~15V                                                                                                

B.電流表A:0~0.6~3A                                                                                                

C.變阻器R1:(20Ω,1A)                                                                                            

D.變阻器R2:(1000Ω,0.1A)                                                                                      

E.電鍵S和導(dǎo)線若干                                                                                                      

                                      

(1)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用的量程為                                                              (填0~3V或0~15V);電流表應(yīng)選用的量程為                                                                                                           填0~0.6A或0~3A);變阻器應(yīng)選用       

(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求連接實(shí)物電路圖(圖1);                                                                  

(3)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的6組數(shù)據(jù)已在U﹣I圖2中標(biāo)出,如圖2所示.請(qǐng)你根據(jù)數(shù)據(jù)點(diǎn)位置完成U﹣I圖線,并由圖線求出該電池的電動(dòng)勢(shì)E=                                                                                                  V,電阻r= Ω.           

                                                                                                                                       

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


如圖所示,兩光滑金屬導(dǎo)軌,間距d=0.2m,在桌面上的部分是水平的,處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T、方向豎直向下的有界磁場(chǎng)中.電阻R=3Ω.桌面高H=0.8m,金屬桿ab質(zhì)量m=0.2kg,電阻r=1Ω,在導(dǎo)軌上距桌面h=0.2m的高處由靜止釋放,落地點(diǎn)距桌面左邊緣的水平距離s=0.4m,g=10m/s2.求:                                                      

(1)金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),R上的電流大。                                                                

(2)整個(gè)過程中R上放出的熱量.                                                                                

                                                                                        

                                                                                                                                       

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


如圖所示,光滑絕緣斜面的底端固定著一個(gè)帶正電的小物塊P,將另一個(gè)帶電小物塊Q在斜面的某位置由靜止釋放,它將沿斜面向上運(yùn)動(dòng).設(shè)斜面足夠長(zhǎng),則在Q向上運(yùn)動(dòng)過程中(   )                           

                                                                                        

    A.  物塊Q的動(dòng)能一直增大

    B.  物塊Q的機(jī)械能一直增大

    C.  物塊Q的電勢(shì)能一直增大

    D.  物塊P、Q的重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和一直增大

                                                                                                                           

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


為保證用戶電壓穩(wěn)定在220V,變電所需適時(shí)進(jìn)行調(diào)壓,圖甲為變壓器示意圖.保持輸入電壓U1不變,當(dāng)滑動(dòng)接頭P上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓.某次檢測(cè)得到用戶電壓隨時(shí)間t變化的曲線如圖乙所示.以下正確的是( )   

                                                    

    A.  u2=190 sin (50πt)V

    B.  u2=190 sin (100πt)V

    C.  為使用戶電壓穩(wěn)定在220 V,應(yīng)將P適當(dāng)下移

    D.  為使用戶電壓穩(wěn)定在220 V,應(yīng)將P適當(dāng)上移

                                                                                                                     

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


如圖所示,有一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,一半徑為r、電阻為2R的金屬圓環(huán)放置在磁場(chǎng)中,金屬圓環(huán)所在的平面與磁場(chǎng)垂直.金屬桿Oa一端可繞環(huán)的圓心O旋轉(zhuǎn),另一端a擱在環(huán)上,電阻值為R;另一金屬桿Ob一端固定在O點(diǎn),另一端b固定在環(huán)上,電阻值也是R.已知Oa桿以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn),所有接觸點(diǎn)接觸良好,Ob不影響Oa的轉(zhuǎn)動(dòng),則下列說法正確的是(   )                                                         

                                                                                                           

     A. 流過Oa的電流可能為

     B.  流過Oa的電流可能為

     C. Oa旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為Bωr2

     D. Oa旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為Bωr2

                                                                                                                                      

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


如圖示,A、B兩物體疊放在一起,用手托住,讓它們靜止靠在墻邊,然后釋放,它們同時(shí)沿豎直墻面下滑,已知mA>mB,則物體B(                                                                                  )                                 

                                                                                                                                

    A.  只受一個(gè)重力

    B.  受到重力、摩擦力各一個(gè)

    C.  受到重力、彈力、摩擦力各一個(gè)

    D.  受到重力、摩擦力各一個(gè),彈力兩個(gè)

                                                                                                                                       

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:


圖示為氫原子能級(jí)的示意圖,已知可見光的光子能量范圍是1.62eV~3.11eV,則(  )

 

A.

氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)吸收能量

 

B.

氫原子從n=4的激發(fā)態(tài)向n=3的激發(fā)態(tài)躍遷時(shí)不可能輻射出可見光

 

C.

要使處于基態(tài)的氫原子變成氫離子,至少要吸收13.6eV的能量

 

D.

大量氫原子從n=4的激發(fā)態(tài)向n=1的基態(tài)躍遷時(shí),能發(fā)出三種頻率的光子

 

E.

對(duì)處于n=4的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)輻射出的光子,從n=4的激發(fā)態(tài)向n=1的基態(tài)躍遷時(shí)輻射出的光子頻率最大

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