如圖(a)所示,兩平行正對的金屬板A、B間加有如圖(b)所示的交變電壓,一重力可忽略不計(jì)的帶正電粒子被固定在兩板的正中間p處。若在t0時(shí)刻釋放該粒子,粒子會(huì)時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng),時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng),并最終打在A板上。則t0可能屬于的時(shí)間段是

A.     B.
C.    D.   
B
分析:解決此題首先要注意A、B兩板電勢的高低及帶正電粒子運(yùn)動(dòng)的方向,再利用運(yùn)動(dòng)的對稱性,粒子加速與減速交替進(jìn)行運(yùn)動(dòng),同時(shí)注意粒子向左、右運(yùn)動(dòng)位移的大小,即可判斷各選項(xiàng)的對錯(cuò).
解答:解:A、若0<t0,帶正電粒子先加速向B板運(yùn)動(dòng)、再減速運(yùn)動(dòng)至零;然后再反方向加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)至零;如此反復(fù)運(yùn)動(dòng),每次向右運(yùn)動(dòng)的距離大于向左運(yùn)動(dòng)的距離,最終打在B板上,所以A錯(cuò)誤.
B、若<t0,帶正電粒子先加速向A板運(yùn)動(dòng)、再減速運(yùn)動(dòng)至零;然后再反方向加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)至零;如此反復(fù)運(yùn)動(dòng),每次向左運(yùn)動(dòng)的距離大于向右運(yùn)動(dòng)的距離,最終打在A板上,所以B正確.
C、若<t0<T,帶正電粒子先加速向A板運(yùn)動(dòng)、再減速運(yùn)動(dòng)至零;然后再反方向加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)至零;如此反復(fù)運(yùn)動(dòng),每次向左運(yùn)動(dòng)的距離小于向右運(yùn)動(dòng)的距離,最終打在B板上,所以C錯(cuò)誤.
D、若T<t0,帶正電粒子先加速向B板運(yùn)動(dòng)、再減速運(yùn)動(dòng)至零;然后再反方向加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)至零;如此反復(fù)運(yùn)動(dòng),每次向右運(yùn)動(dòng)的距離大于向左運(yùn)動(dòng)的距離,最終打在B板上,所以D錯(cuò)誤.
故選B.
點(diǎn)評:帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng),實(shí)質(zhì)是力學(xué)問題,題目類型依然是運(yùn)動(dòng)電荷的平衡、直線、曲線或往復(fù)振動(dòng)等問題.解題思路一般地說仍然可遵循力學(xué)中的基本解題思路:牛頓運(yùn)動(dòng)定律和直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律的結(jié)合、動(dòng)能定理或功能關(guān)系帶電粒子在交變電場中運(yùn)動(dòng)的情況比較復(fù)雜,由于不同時(shí)段受力情況不同、運(yùn)動(dòng)情況也就不同,若按常規(guī)的分析方法,一般都較繁瑣,較好的分析方法就是利用帶電粒子的速度圖象或位移圖象來分析.在畫速度圖象時(shí),要注意以下幾點(diǎn):
1.帶電粒子進(jìn)入電場的時(shí)刻;
2.速度圖象的斜率表示加速度,因此加速度相同的運(yùn)動(dòng)一定是平行的直線;
3.圖線與坐標(biāo)軸的圍成的面積表示位移,且在橫軸上方所圍成的面積為正,在橫軸下方所圍成的面積為負(fù);
4.注意對稱和周期性變化關(guān)系的應(yīng)用;
5.圖線與橫軸有交點(diǎn),表示此時(shí)速度反向,對運(yùn)動(dòng)很復(fù)雜、不容易畫出速度圖象的問題,還應(yīng)逐段分析求解.
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:單選題

如圖,導(dǎo)體棒ab在寬度為d的金屬導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化關(guān)系,導(dǎo)軌內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度為B,平行金屬板中間固定一電子,在t=0.5s時(shí)釋放電子,(電子重力不計(jì),一切電阻均不計(jì))則
A.電子往復(fù)運(yùn)動(dòng) (設(shè)不與板撞擊)
B.往復(fù)運(yùn)動(dòng)周期為2秒(設(shè)不與板撞擊)
C.電子作直線運(yùn)動(dòng),最終到上極板
D.電子作直線運(yùn)動(dòng),最終到下極板

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖圖(甲)所示,A、B是真空中水平放置的一對平行金屬板,兩板間距離d=15cm。今將B板接地,在A板間加上如圖(乙)所示的交變電壓(U0 =1080V),然后讓一個(gè)質(zhì)量m=1.6×10-27kg、電量大小q=1.6×10-19C的帶電粒子(不計(jì)重力)在t=0時(shí)刻從B板附近由靜止開始運(yùn)動(dòng)?諝庾枇Σ挥(jì)。

(1)判斷粒子的電性;
(2)當(dāng)t1=?時(shí)粒子的速度第一次達(dá)到最大,并求出此最大速度;
(3)當(dāng)粒子的速度第一次達(dá)到最大時(shí),粒子的電勢能多大?
(4)粒子撞擊極板A時(shí)的速度為多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

現(xiàn)代科學(xué)研究中常用到高速電子,電子感應(yīng)加速器就是利用變化的磁場產(chǎn)生電場使電子加速的設(shè)備,它的基本原理如圖所示。在上、下兩個(gè)電磁鐵形成的異名磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室,電子在真空室中做圓周運(yùn)動(dòng)。上邊為側(cè)視圖,下邊為真空室的俯視圖。如果從上向下看,電子沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng),則以下方法能夠使電子加速的是(    )
A.當(dāng)電磁鐵線圈中的電流方向與圖示中方向一致時(shí),減小電流
B.當(dāng)電磁鐵線圈中的電流方向與圖示中方向一致時(shí),保持電流不變
C.當(dāng)電磁鐵線圈中的電流方向與圖示中方向相反時(shí),增大電流
D.當(dāng)電磁鐵線圈中的電流方向與圖示中方向相反時(shí),減小電流

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示為勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E隨時(shí)間t變化的圖象。當(dāng)t=0時(shí),在電場中由靜止釋放一個(gè)帶電粒子,設(shè)帶電粒子只受電場力作用,則下列說法中正確的是    (     )
A.帶電粒子將始終向同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)
B.2s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)
C.帶電粒子在0-3s內(nèi)的初、末位置間的電勢差為零
D.0-2s內(nèi),電場力的總沖量為零,電場力的總功不為零

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

一電子的質(zhì)量為m,電量為e,靜止在一對平行金屬板的左板,金屬板間距離為d,如果在某時(shí)刻起在金屬板間加上電壓隨時(shí)間的變化關(guān)系如右圖所示的交變電壓,經(jīng)過兩個(gè)周期的時(shí)間,電子剛好到達(dá)右極板,且此時(shí)電子的速度恰好為零,交變電壓的變化周期為T,求:
(1)用m、ed、T表示U0
(2)在上問中如果在t1=T/6時(shí)才讓電子靜止釋放,那么到t2=7T/6時(shí)刻止,這段時(shí)間內(nèi)電子的位移多大?
(3)如果在t1=T/6時(shí)才讓電子靜止釋放,那么經(jīng)過多少時(shí)間電子到達(dá)右極板?(電子重力不計(jì))

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,固定的半圓弧形光滑軌道置于水平方向的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中,軌道圓弧半徑為R,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面向外,電場強(qiáng)度為E,方向水平向左.一個(gè)質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))放在軌道上的C點(diǎn)恰好處于靜止,圓弧半徑OC與水平直徑AD的夾角為.
小題1:求小球帶何種電荷,電荷量是多少?并說明理由.
小題2:如果將小球從A點(diǎn)由靜止釋放,小球在圓弧軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí),對軌道的最大壓力的大小是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

讓一價(jià)氫離子、一價(jià)氦離子和二價(jià)氦離子的混合物由靜止經(jīng)過同一加速電場加速,然后在同一偏轉(zhuǎn)電場里偏轉(zhuǎn),它們是否會(huì)分成三股?請說明理由.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,空間存在著電場強(qiáng)度E=2.5×102N/C、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場,在電場內(nèi)一長為L=0.5m的絕緣細(xì)線一端固定于O點(diǎn),另一端拴著質(zhì)量m=0.5kg、電荷量q=4×10-2C的小球.現(xiàn)將細(xì)線拉至水平位置,將小球由靜止釋放,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線受到的拉力恰好達(dá)到它能承受的最大值而斷裂,取g=10m/s2.求:
(1)小球帶何種電荷;
(2)小球運(yùn)動(dòng)到圓周最高點(diǎn)的速度;
(3)細(xì)線能承受的最大拉力值;
(4)當(dāng)細(xì)線斷后,小球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到與O點(diǎn)水平方向的距離為L時(shí),小球距離O點(diǎn)的高度.

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同步練習(xí)冊答案