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分如下图所示,为一组间距d足够大的平行金属板,板间加有随时间变化的电压(如图所示),设U0和T已知。A板上O处有一静止的带电粒子,其带电量为q,质量为m(不计重力),在t = 0时刻起该带电粒子受板间电场加速向B板运动,途中由于电场反向,粒子又向A板返回(粒子未曾与B板相碰)。

(1)当Ux=2U0时求带电粒子在t=T时刻的动能;
(2)为使带电粒子在t=T时刻恰能能回到O点,Ux等于多少?
(1)(2)

试题分析:(1)根据牛顿第二定律可得:当极板间为正向电压时,反向电压时加速度:,加速过程末速度为:
所以根据匀变速直线运动规律可得:减速过程末速度为:
故动能为:
(2)加速过程的位移为: ,减速过程中位移为:
还知道,要使得粒子恰能回到O点,则,由上面四式,得
因为,所以
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

          在两点电荷q1、q2(电性未知,电量大小关系也未知)形成的电场中,引入第三个点电荷q,只考虑电场力作用,则(       )
A 若q1、q2电性相反,电量不等,有可能使q在它们的电场中做匀速圆周运动
B 若q1、q2电性相同,电量不等,有可能使q在它电场中做匀速圆周运动
C 只有q1、q2电性相反,电量相等,才有可能使q在它们的电场中做匀速圆周运动
D 只有q1、q2电性相同,电量相等,才有可能使q在它胶的电场中做匀速圆周运动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

从t=0时刻起,在两块平行金属板间分别加上如图所示的交变电压,加其中哪种交变电压时,原来处于两板正中央的静止电子不可能在两板间做往复运动(  )

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像.当t=0时,在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子,设带电粒子只受电场力的作用,则下列说法中正确的是    (    )
A.带电粒子将始终向同一个方向运动
B.2s末带电粒子回到原出发点
C.3s末带电粒子的速度不为零
D.O~3s内,电场力做的总功为零

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)如下图,加在极板A、B间的电压做周期性的变化,正向电压为,反向电压为.周期为。在t=0时,极板B附近的一个电子,质量为m,电荷量为e,受电场力的作用由静止开始运动。不计电子重力。

①若在时间内,电子不能到达极板A,求板间距d应满足的条件。
②板间距d满足何种条件时,电子到达极板A时动能最大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(20分)如图甲所示,在竖直方向存在着两种区域:无电场区域和有理想边界的匀强电 场区域。两种区域相互间隔出现,竖直高度均为h。电场区域共有n个,水平方向足够长,每一电场区域场强的大小均为E,且E=,场强的方向均竖直向上。一个质量为m、电 荷 量 为   q  的带正电小球(看作 质点),从第一无电场区域的上边缘由静止下落,不计空气阻力。求:

(1)小球刚离开第n个电场区域时的速度大小;
(2)小球从开始运动到刚好离开第n个电场区域所经历的总时间;
(3)若在第n个电场区域内加上水平方向的磁场,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示,已知图象中,磁感应强度变化的周期T是带电小球在磁场中作匀速圆周运动周期的2倍,问哪段时间内进入第n个电场的小球能返回到与出发点等高的位置?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图(a)所示, 水平放置的平行金属板AB间的距离,板长,在金属板的左端竖直放置一带有小孔的挡板,小孔恰好位于AB板的正中间.距金属板右端处竖直放置一足够大的荧光屏.现在AB板间加如图(b)所示的方波形电压,已知 .在挡板的左侧,有大量带正电的相同粒子以平行于金属板方向的速度持续射向挡板,粒子的质量,电荷量,速度大小均为.带电粒子的重力不计.求:
(1)在t=0时刻进入的粒子射出电场时竖直方向的速度
(2)荧光屏上出现的光带长度
(3)若撤去挡板,同时将粒子的速度均变为,则荧光屏上出现的光带又为多长?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,两块平行金属板,相距为d.加上如图所示的电压,电压的最大值为U,周期为T.现有一束离子束,其中每个粒子的电量为q、质量为m,从与两板等距处沿两板平行的方向连续射入,设粒子通过平行板间区域所用的时间为T(与电压的变化周期相同),且所有的粒子都可以通过两板间的空间而打到右端的靶上.

(1)粒子打到靶上的位置与靶的中心点O间的距离s与粒子入射时刻t有关,写出s与t[t]的函数关系式.
(2)求所有粒子打到靶上的位置的范围(即求出它们与靶的中心点O的最大距离与最小距离).

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图,两块相距d=6cm、水平放置的带电金属板,板长L=100cm,上板带正电,下板带负电.一质量m=1g、电荷量q=-4×C的质点,从两板左侧A点处沿水平方向以速度=10m/s射入电场中,A到下板的距离d'=1cm,要使质点能从两板右侧射出,则两板间的电压满足的条件为多大?

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