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如图所示电路,电源电动势E=90V,内阻r=5Ω,R1=10Ω,R2=20Ω,板面水平放置的平行板电容器的两极板M、N相距d=3cm,在两板间的正中央有一带电液滴,电量q=2×10-7C,质量m=4×10-5kg,取g=10m/s2,求:
(1)若液滴恰好能处于静止状态,电压表的示数是多少?若此时滑动变阻器的滑动触头C正好在变阻器正中点,那么滑动变阻器的最大阻值Rm是多大?
(2)将滑动触头C迅速滑到A端,则液滴将向哪个极板作什么性质的运动?到达该极板时的速度是多大?
(1)液滴静止,则有:q
UC1
d
=mg

得:UC1=
mgd
q
=60
V电压表示数为60V
电路中的电流为:I1=
E-UC1
(R1+r)
=2
A
则:
Rm
2
=
UC1
I1

代人数据,解得:Rm=60Ω
(2)液滴向上做加速直线运动,此时电容器两端电压为:
UC2=
E
R1+Rm+r
?Rm=72
V
设粒子达到极板的速度是v,由动能定理:
q
UC2
2
-mg
d
2
=
1
2
mv2-0

代人数据得:v=
6
10
m/s
答:
(1)液滴静止时,电压表的示数是60V,滑动变阻器的最大阻值60Ω;
(2)液滴向上做加速直线运动,到达该极板时的速度是
6
10
m/s
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在两极板中间有一静止的电子,在交变电压作用下电子的运动情况是(不计重力,t=0时,M板电势为正,板间距离足够长)   (  )
A.一直向M板运动
B.一直向N板运动
C.先向M板运动,再一直向N板运动
D.在M、N间做周期性的来回运动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

平行的两个金属板M、N相距d,两板上有两个正对的小孔A和B,A、B连线与板面垂直,在两个金属板上加有如图所示的交流电压u,交流电的周期为T,在t=0时刻,N板的电势比M板高。一个带正电的微粒,质量为m,电荷量为 q,经电压为U(U<)的加速电场加速后,从A孔垂直于M板射入两板间。

(1)对于加速电压U,存在着一个值,当U>时,带电微粒能够沿一个方向运动,一直到从B孔射出,求Uc的大小。
(2)加速电压U是多大时,带电微粒不会从B孔射出?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图1所示,平行板电容器带电量为Q,固定在绝缘底座上,两极板竖直放置,整个装置静止在光滑的水平面上,板间距离为d,一个质量为m,带电量为+q的弹丸以一定的初速度从一极板间中点的小孔射入电容器中(弹丸的重力不计,电容器外面周围的电场强度为零),设弹丸在电容器中最远运动到P点,弹丸在整个运动过程中的v-t图象如图2所示,根据力学规律和题中所提供的信息,你能求得哪些定量的结果?请写出其中四个物理量的求解过程.提示:例如反映电容器的有关物理量、电容器及底座的总质量及系统在运动过程中的守恒量等.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示为示波管的示意图.左边竖直放置的两极板之间有水平方向的加速电场,右边水平放置的两极板之间有竖直方向的偏转电场.电子束经加速电场加速后以v0进入偏转电场偏转,加在水平放置的偏转电极的每单位电压引起的偏转距离叫示波器的灵敏度.下述对提高示波管灵敏度有用的措施是(  )
A.尽可能把偏转极板l做得长一些
B.尽可能把偏转极板l做得短一些
C.尽可能把偏转极板间距离d做得小些
D.将加速电场的两极板间的电压提高

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一束相同的带点粒子(重力不计),以不同的初动能垂直进入匀强电场,如图所示,当这些带电粒子的末动能是初动能的4倍时,对应的位置为P1,P2,P3…,则这些位置连成的图线为(  )
A.一条直线B.圆C.抛物线D.椭圆

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,带正电的小球a和带负电的小球b质量相等,同时从带电平行金属板中央以相同速率垂直电场方向射入电场,a落到下极板的水平距离大于b落到上极板的水平距离,关于小球a、b在极板中的运动,下列说法正确的是(  )
A.小球a、b的运动时间相等
B.小球a的加速度大于比小球b的加速度
C.电场力对小球a、b做的功一样多
D.到达极板时,小球a的动能小于小球b的动能

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,离子发生器发射出一束质量为m,带电量为q的离子(初速度不计,重力不计),经加速电压U1加速后以垂直于电场方向射入两平行板中央,受偏转电压U2作用后,飞出电场.已知平行板的长度为L,两板间距离为d,试计算:
(1)偏转量y是多少?
(2)离子离开电场时的速度偏角θ的正切值是多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图在矩形abcd区域内存在着匀强磁场,A、B带电粒子都是从M点由静止经同一电场加速后从顶角d处沿dc方向射入磁场,A、B又分别从p、q两处射出,已知dp连线和dq连线与ad边分别成30°和60°角,不计重力.A、B两粒子在磁场中运动的速度大小之比vA:vB为(  )
A.VA:VB=2:1B.VA:VB=2:3C.VA:VB=3:1D.VA:VB=3:2

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同步练习册答案