如圖甲所示，水平放置的平行金屬板A、B，兩板的中央各有一小孔O1、O2，板間距離為d，開關(guān)S接1。當(dāng)t=0時(shí)，在a、b兩端加上如圖乙所示的電壓，同時(shí)在c、d兩端加上如圖丙所示的電壓。此時(shí)，一質(zhì)量為m的帶負(fù)電微粒P恰好靜止于兩孔連線的中點(diǎn)處（P、O1、O2在同一豎直線上）。重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力。
（1）若在時(shí)刻將開關(guān)S從1扳到2，當(dāng)ucd=2U0時(shí)，求微粒P的加速度大小和方向；
（2）若要使微粒P以最大的動(dòng)能從A板中的小孔O1射出，問在到t=T之間的哪個(gè)時(shí)刻，把開關(guān)S從1扳到2？ucd的周期T至少為多少？
解：（1）當(dāng)A、B間加電壓U0時(shí)，微粒P處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件，有 ①
當(dāng)A、B電壓為2U0時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，有 ②
由①②得 ③
加速度的方向豎直向上
（2）依題意，為使微粒P以最大的功能從小孔O1射出，應(yīng)讓微粒P能從O2處于初速向上一直做勻加速運(yùn)動(dòng)。為此，微粒P應(yīng)先自由下落一段時(shí)間，然后加上電壓2U0，使微粒P接著以大小為g的加速度向下減速到O2處再向上加速到O1也射出。設(shè)向下加速和向下減速的時(shí)間分別為和，則 ④
 ⑤
解得 ⑥
故應(yīng)在時(shí)刻把開關(guān)S從1扳到2
設(shè)電壓ucd的最小周期為T0，向上加速過程，有 ⑦
解得 ⑧
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，水平放置的兩平行金屬板間距離為d，板長為l，OO′為兩金屬板的中線．在金屬板的右側(cè)有一豎直寬度足夠大的勻強(qiáng)磁場，其左右邊界均與OO′垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向垂直紙面向里．兩金屬板間的電壓u隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示．現(xiàn)有質(zhì)子連續(xù)不斷地以速度v0沿兩金屬板的中線射入電場中，每個(gè)質(zhì)子在電場區(qū)域運(yùn)動(dòng)的時(shí)間內(nèi)可以認(rèn)為兩金屬板間的電場強(qiáng)度不變，已知質(zhì)子的質(zhì)量為m、電荷量為e．
（1）若在t=0時(shí)射入的質(zhì)子能從磁場左邊界飛出，試求質(zhì)子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1；
（2）若射入的質(zhì)子都能飛出電場，試求兩金屬板間所加電壓的最大值Um；
（3）在（2）的情況下，為使由電場飛出的質(zhì)子均不能從磁場右邊界飛出，則勻強(qiáng)磁場的水平寬度s應(yīng)滿足什么條件？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌連接一個(gè)平行板電容器C和電阻R，導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上且接觸良好，整個(gè)裝置放于垂直導(dǎo)軌平面的磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化情況如圖乙所示（圖示磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎琈N始終保持靜止，則0～t2時(shí)間（　　）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，水平放置的平行金屬板A和B間的距離為d，金屬板長L=2
3
d，B板的右側(cè)邊緣恰好是傾斜擋板NM上的一個(gè)小孔K，現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶正電且電荷量為q的粒子組成的粒子束，從AB的中點(diǎn)O以平行于金屬板方向OO′的速度v0不斷射入，不計(jì)粒子所受的重力．
（1）若在A、B板間加一恒定電壓U=U0，則要使粒子穿過金屬板后恰好打到小孔K，求U0的大小；
（2）若在A、B板間加上如圖乙所示的電壓，電壓為正表示A板比B板的電勢高，其中T=
2L
v0
，且粒子只在0～
T
2
時(shí)間內(nèi)入射，則能打到小孔K的粒子在何時(shí)從O點(diǎn)射入？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，水平放置的平行金屬板A和B的距離為d，它們的右端安放著垂直于金屬板的靶MN，現(xiàn)在A、B板上加上如圖乙所示的方波形電壓，電壓的正向值為U0，反向電壓值為
U0
2
，且每隔
T
2
變向1次．現(xiàn)將質(zhì)量為m的帶正電，且電荷量為q的粒子束從AB的中點(diǎn)O以平行于金屬板的方向OO′射入，設(shè)粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、B間的飛行時(shí)間均為T．不計(jì)重力的影響，試問：精英家教網(wǎng)
（1）定性分析在t=0時(shí)刻從O點(diǎn)進(jìn)入的粒子，在垂直于金屬板的方向上的運(yùn)動(dòng)情況．
（2）在距靶MN的中心O′點(diǎn)多遠(yuǎn)的范圍內(nèi)有粒子擊中？
（3）要使粒子能全部打在靶MN上，電壓U0的數(shù)值應(yīng)滿足什么條件？（寫出U0、m、d、q、T的關(guān)系式即可）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖甲所示，水平放置的U形金屬導(dǎo)軌寬度為25cm，其電阻不計(jì)．阻值為2?的金屬棒與導(dǎo)軌垂直放置．金屬棒與導(dǎo)軌左端相距40cm．勻強(qiáng)磁場與水平面的夾角為30°斜向下，從t=0時(shí)刻起磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙所示．已知在0～2s內(nèi)金屬棒始終處于靜止?fàn)顟B(tài)．則下列說法中正確的是（　�。�
A、在t=0時(shí)，金屬棒所受安培力為零B、在t=1s時(shí)，金屬棒所受安培力為零C、在t=0與t=2s時(shí)，金屬棒所受安培力大小相等D、在t=0到t=2s時(shí)間內(nèi)流過金屬棒橫截面積的電荷量為0.05C

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案