如圖所示,水平放置的平行板電容器與某一電源相連,它的極板長L=0.4m,兩板間距離d=4×10-3m,有一束由相同帶電微粒組成的粒子流,以相同的速度v0從兩板中央平行極板射入,開關(guān)S閉合前,兩極板間不帶電,由于重力作用微粒能落到下板的正中央,已知微粒質(zhì)量為m=4×10-5kg,電荷量q=+1×10-8C,則下列說法正確的是( 。
分析:(1)粒子剛進(jìn)入平行板時(shí),兩極板不帶電,粒子做的是平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可以求得粒子入射速度v0的大小;
(2)由于兩板之間加入了勻強(qiáng)電場,此時(shí)帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)是類平拋運(yùn)動(dòng),仍把運(yùn)動(dòng)在水平和豎直兩個(gè)方向上分解,進(jìn)行列式計(jì)算.由于帶電粒子的水平位移增加,在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間變大,而豎直方向位移不變,所以在豎直方向的加速度減小了,由此可判斷受到了豎直向上的電場力作用,再結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律列式求解即可.
解答:解:A、粒子剛進(jìn)入平行板時(shí),兩極板不帶電,粒子做的是平拋運(yùn)動(dòng),則有:
水平方向有
L
2
=v0t
豎直方向有
d
2
=
1
2
gt2

解得 v0=10m/s,所以A正確;
B、由于帶電粒子的水平位移增加,在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間變大,而豎直方向位移不變,所以在豎直方向的加速度減小,所以電場力方向向上,又因?yàn)槭钦姾桑陨蠘O板與電源的負(fù)極相連,所以B錯(cuò)誤;
C、當(dāng)所加電壓為U時(shí),微粒恰好從下板的右邊緣射出,則有:
根據(jù)牛頓第二定律得:a=
mg-q
u
d
m

解得:u=180v所以C正確D錯(cuò)誤.
故選:AC.
點(diǎn)評:解得此類問題,首先要正確的對帶電粒子在這兩種情況下進(jìn)行正確的受力分析,確定粒子的運(yùn)動(dòng)類型.解決帶電粒子垂直射入電場的類型的題,應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律進(jìn)行求解.
此類型的題要注意是否要考慮帶電粒子的重力,原則是:除有說明或暗示外,對基本粒子(例如電子,質(zhì)子、α粒子、離子等),一般不考慮重力;對帶點(diǎn)微粒,(如液滴、油滴、小球、塵埃等),一般要考慮重力.
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,水平放置的平行金屬板A、B間距為d,帶電粒子的電荷量為q,質(zhì)量為m,粒子以速度v從兩極板中央處水平飛入兩極板間,當(dāng)兩板上不加電壓時(shí),粒子恰從下板的邊緣飛出.現(xiàn)給AB加上一電壓,則粒子恰好從上極板邊緣飛出求:(1)兩極板間所加電壓U;(2)金屬板的長度L.

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如圖所示,水平放置的矩形線圈abcd的面積為S,處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場內(nèi),則穿過矩形線圈的磁通量是
BS
BS
,當(dāng)線圈繞ab邊轉(zhuǎn)過90°時(shí),穿過它的磁通量為
0
0

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精英家教網(wǎng)如圖所示,水平放置的白色的傳送帶以速度v=6m/s向右勻速運(yùn)行,現(xiàn)將一小煤塊輕輕地放在傳送帶A端,物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,若A端與B端相距30m,則(g=10m/s2)( 。
A、小煤塊先作勻加速直線運(yùn)動(dòng),后作勻速直線運(yùn)動(dòng)B、小煤塊一直作勻加速直線運(yùn)動(dòng)C、全過程中,小煤塊先受到向右的滑動(dòng)摩擦力,后不受摩擦力作用D、全過程中,小煤塊先受到向右的滑動(dòng)摩擦力,后受到向右的靜摩擦力作用

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距d=0.10m,a、b間的電場強(qiáng)度為E=5.0×105N/C,b板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場.今有一質(zhì)量為m=4.8×10-25kg、電荷量為q=1.6×10?18C的帶正電的粒子(不計(jì)重力),從貼近a板的左端以υ0=1.0×106m/s的初速度水平射入勻強(qiáng)電場,剛好從狹縫P穿過b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場,最后粒子回到邊界b的Q(圖中未標(biāo)出)處.試求
(1)粒子穿過狹縫P時(shí)的速度υ及其與b板的夾角θ.
(2)P、Q之間的距離L.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,水平放置的平行板電容器,原來AB兩板不帶電,B極板接地,它的極板長L=0.1m,兩板間距離d=0.4×10-2m,現(xiàn)有一微粒質(zhì)量m=2.0×10-6kg,帶電量q=+1.0×10-8C,以一定初速度從兩板中央平行于極板射入,由于重力作用微粒恰好能落到A板上中點(diǎn)O處,不反彈.忽略平行板電容器的邊緣效應(yīng),取g=10m/s2.試求:
(1)帶電粒子入射初速度的大小;
(2)現(xiàn)使電容器帶上電荷,使帶電微粒能從平行板電容器的右側(cè)射出,且不碰板.則帶電后A板的電勢應(yīng)滿足什么條件?

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