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两平行金属板A、B水平放置,一个质量m=5×10-6kg的带电微粒以υ0=2m/s的水平初速度从两板正中央位置射入电场,如图所示,A、B两板间的距离d=4cm,板长L=10cm。
(1)当A、B间的电压UAB=1000V时,微粒恰好不偏转,沿图中直线射出电场,求该粒子的电量。
(2)令B板为电势零点,A板电势高于B板电势,欲使该微粒射出偏转电场,求AB板电势差的最大值和最小值。
 

(1)当UAB=1000V时,重力跟电场力平衡,微粒沿初速方向做匀速直线运动,由qUAB/d=mg得:q=mgd/UAB=2×10-9C。因重力方向竖直向下,故电场力方向必须竖直向上。又场强方向竖直向下(UAB>0),所以微粒带负电。————(4分)
(2)当qE>mg时,带电微粒向上偏。设微粒恰好从上板右边缘飞出时AB板电势差为UAB。此时,微粒在水平方向做匀速运动,在竖直方向作加速度a=qUAB/(md)-g的匀加速运动,由d/2=at2/2 和t=L/υ0得UAB=(mυ02d2+mgdL2)/qL2=2600V。————(8分)
当qE<mg时,带电微粒向下偏转,竖直方向加速度a=g-qUAB2/md,同理可得UAB=600V。所以,要使微粒射出偏转电场, UAB最大值为2600V,最小值为600V。————(8分)

解析

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示;“U”形框架由两平行金属板A、B和绝缘底座P组成,在金属板A、B上同一高度处开有两个小孔M、N,并在M、N之间固定一绝缘光滑平板,整个装置静止固定在水平面上.两平行金属板A、B接上电压为150KV的稳压电源,两金属板间距为d=0.1m.现有一电荷分布均匀的带电量为q=5×10-5C,质量为m=0.01kg,长度为l=0.04m的绝缘橡胶棒以v0=10
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m/s的速度由右边小孔水平滑入“U”形框架中,设绝缘棒的电荷量对“U”形框架内的电场没有影响.问:
(1)橡胶棒刚好全部进入“U”形框架内的加速度
(2)橡胶棒刚好全部进入“U”形框架内的速度.
(3)橡胶棒与“U”形框架相互作用过程中增加的最大电势能.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示;“U”形框架由两平行金属板A、B和绝缘底座P组成,在金属板A、B上同一高度处开有两个小孔M、N,并在M、N之间固定一绝缘光滑平板,整个装置总质量为M=1kg,静止在光滑水平面上.两平行金属板A、B组成的电容器的电容为C=6.25×10-7F,金属板带电量为Q=0.2C,间距为d=0.1m.现有一电荷分布均匀的带电量为q=5×1 0-5C,质量为m=1kg,长度为l=0.1m的绝缘橡胶棒以v0=10 m/s的速度由右边小孔水平滑入“U”形框架中,设绝缘棒的电荷量对“U”形框架内的电场没有影响.问:

(1)橡胶棒是否能够全部进入“U”形框架内?

(2)“U”形框架的最终速度;

(3)橡胶棒与“U”形框架相互作用过程中系统增加的电势能.

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科目:高中物理 来源:闵行区模拟 题型:问答题

如图所示;“U”形框架由两平行金属板A、B和绝缘底座P组成,在金属板A、B上同一高度处开有两个小孔M、N,并在M、N之间固定一绝缘光滑平板,整个装置静止固定在水平面上.两平行金属板A、B接上电压为150KV的稳压电源,两金属板间距为d=0.1m.现有一电荷分布均匀的带电量为q=5×10-5C,质量为m=0.01kg,长度为l=0.04m的绝缘橡胶棒以v0=10
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m/s的速度由右边小孔水平滑入“U”形框架中,设绝缘棒的电荷量对“U”形框架内的电场没有影响.问:
(1)橡胶棒刚好全部进入“U”形框架内的加速度
(2)橡胶棒刚好全部进入“U”形框架内的速度.
(3)橡胶棒与“U”形框架相互作用过程中增加的最大电势能.
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示;“U”形框架由两平行金属板A、B和绝缘底座P组成,在金属板A、B上同一高度处开有两个小孔M、N,并在M、N之间固定一绝缘光滑平板,整个装置总质量为M=1kg,静止在光滑水平面上.两平行金属板A、B组成的电容器的电容为C=6.25×10-7F,金属板带电量为Q=0.2C,间距为d=0.1m.现有一电荷分布均匀的带电量为q=5×1 0-5C,质量为m=1kg,长度为l=0.1m的绝缘橡胶棒以v0=10 m/s的速度由右边小孔水平滑入“U”形框架中,设绝缘棒的电荷量对“U”形框架内的电场没有影响.问:

(1)橡胶棒是否能够全部进入“U”形框架内?

(2)“U”形框架的最终速度;

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科目:高中物理 来源:2010年上海市闵行区高考物理三模试卷(解析版) 题型:解答题

如图所示;“U”形框架由两平行金属板A、B和绝缘底座P组成,在金属板A、B上同一高度处开有两个小孔M、N,并在M、N之间固定一绝缘光滑平板,整个装置静止固定在水平面上.两平行金属板A、B接上电压为150KV的稳压电源,两金属板间距为d=0.1m.现有一电荷分布均匀的带电量为q=5×10-5C,质量为m=0.01kg,长度为l=0.04m的绝缘橡胶棒以v=10m/s的速度由右边小孔水平滑入“U”形框架中,设绝缘棒的电荷量对“U”形框架内的电场没有影响.问:
(1)橡胶棒刚好全部进入“U”形框架内的加速度
(2)橡胶棒刚好全部进入“U”形框架内的速度.
(3)橡胶棒与“U”形框架相互作用过程中增加的最大电势能.

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