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（16分）制備納米薄膜裝置的工作電極可簡化為真空中間距為的兩平行極板，如圖甲所示，加在極板A、B間的電壓作周期性變化，其正向電壓為，反向電壓為，
電壓變化的周期為2r，如圖乙所示.在t=0時，極板B附近的一個電子，質量為m、電荷量為e，受電場作用由靜止開始運動.若整個運動過程中，電子未碰到極板A，且不考慮重力作用.
（1）若，電子在0—2r時間內不能到達極板，求應滿足的條件；
（2）若電子在時間內未碰到極板B，求此運動過程中電子速度隨時間t變化的關系；
（3）若電子在第個周期內的位移為零，求k的值。
（1）
（2）
（3）
本題考查帶電粒子在電場中的運動、勻變速直線運動的規(guī)律，屬于變力多過程問題，解題的關鍵是找到相似點，進行類比計算；同時要兼顧整個過程的重復性，把復雜多變的過程分解為許多常見的簡單過程進行計算。
（1）電子在0～時間內做勻加速運動
加速度的大小                                             ①
位移                                                    ②
在時間內先做勻減速運動，后反向做勻加速運動
加速度的大小                                            ③
初速度的大小                                               ④
勻減速運動階段的位移                                      ⑤
依據題意        解得                       ⑥
（2）在時間內
速度增量                                                  ⑦
在時間內
加速度的大小    
速度增量                                                ⑧
（a）當時
電子的運動速度                          ⑨
解得                     ⑩
（b）當時
電子的運動速度               ⑾
解得                ⑿
（3）電子在時間內的位移 
電子在時間內的位移 
由⑩式可知    
由⑿式可知 
依據題意  
解得    
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一個電子在靜電場中運動，且只受電場力作用，則在一段時間內，       (     )
A．電子的速率可能增大B．電子的速率可能不變
C．電子的速率可能減小D．電子一定作勻變速運動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

質量為m、帶電量為+q的物體處于豎直向上的勻強電場中，現將物體從距地面h高處以一定的初速度豎直下拋，物體以的加速度勻加速下落，已知勻強電場的場強。則物體從拋出到落到地面的過程中（   ）
A．物體的動能增加了
B．物體的機械能少
C．物體的重力勢能減少，電勢能減少
D．物體與周圍空氣組成的系統內能增加了

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（20分）
如圖12所示，A、B是兩塊豎直放置的平行金屬板，相距為，分別帶有等量的負、正電荷，在兩板間形成電場強度大小為E的勻強電場。A板上有一小孔（它的存在對兩板間勻強電場分布的影響可忽略不計），孔的下沿右側有一條與板垂直的水平光滑絕緣軌道，一個質量為，電荷量為的小球（可視為質點），在外力作用下靜止在軌道的中點P處。孔的下沿左側也有一與板垂直的水平光滑絕緣軌道，軌道上距A板處有一固定檔板，長為的輕彈簧左端固定在擋板上，右端固定一塊輕小的絕緣材料制成的薄板Q。撤去外力釋放帶電小粒，它將在電場力作用下由靜止開始向左運動，穿過小孔后（不與金屬板A接觸）與薄板Q一起壓縮彈簧，由于薄板Q及彈簧的質量都可以忽略不計，可認為小球與Q接觸過程中不損失機械能。小球從接觸 Q開始，經歷時間T0第一次把彈簧壓縮至最短，然后又被彈簧彈回。由于薄板Q的絕緣性能有所欠缺，使得小球每次離開Q瞬間，小球的電荷量都損失一部分，而變成剛與Q接觸時小球電荷量的。求：
（1）小球第一次接觸Q時的速度大��；
（2）假設小球第次彈回兩板間后向右運動的最遠處沒有到達B板，試導出小球從第次接觸 Q，到本次向右運動至最遠處的時間T0的表達式；
（3）假設小球被第N次彈回兩板間后向右運動最遠處恰好到達B板，求N為多少。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示,一絕緣細圓環(huán)半徑為r，其環(huán)面固定在水平面上，方向水平向右、場強大小為E的勻強電場與圓環(huán)平面平行，環(huán)上穿有一電荷量為+q 的小球，可沿圓環(huán)做無摩擦的圓周運動，若小球經A點時速度方向恰與電場方向垂直，且圓環(huán)與小球間沿水平方向無力的作用。小球沿順時針方向運動，且qE=mg，求小球運動到何處時，對環(huán)的作用力最大？最大作用力為多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，在xOy坐標平面的第一象限內有一沿-y方向的勻強電場，在第四象限內有一垂直于平面向外的勻強磁場�，F有一質量為m，帶電量為+q的粒子（重力不計）以初速度v0沿-x方向從坐標為(3L,L)的P點開始運動，接著進入磁場后由坐標原點O射出，射出時速度方向與y軸方向的夾角為45°，求：
（1）粒子從O點射出時的速度v和電場強度E；
（2）粒子從P點運動到O點所用的時間。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

絕緣的半徑為R的光滑圓環(huán)，放在豎直平面內，環(huán)上套有一個質量為m，帶電量為+q的小環(huán)，它們處在水平向右的勻強電場中，電場強度為E（如圖所示），小環(huán)從最高點A由靜止開始滑動，當小環(huán)通過（1）與大環(huán)圓心等高的B點與（2）最低點C時，大環(huán)對它的彈力多大？方向如何？
                                            

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(10分)如圖15所示，一根長L="2" m的絕緣細管AB被置于勻強電場E中，其A.B兩端正好處于電場的左右邊界上，傾角α=37°,電場強度E=103 V/m，方向豎直向下，管內有一個帶負電的小球，質量m=10-4 kg,電荷量q=2×10-6 C，從A點由靜止開始運動，已知小球與管壁的動摩擦因數為0.5，求：

（1）小球運動過程中所受的摩擦力的大�。�
（2）則小球從B點射出時的速度。（取g="10" m/s2；sin37°=0.6，cos37°=0.8）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

圖中是一正點電荷電場中的一條電場線，若在A處由靜止釋放一帶正電的試探電荷.，則（             ）
A．該試探電荷將作勻加速直線運動
B．運動過程中，因電場力作正功，電勢能將逐漸減小
C．根據電場力的功，若計算出AB兩點間電勢差為U，則當試探電荷電荷量加倍時, AB兩點間電勢差將變?yōu)?U
D．A點電勢可能低于B點電勢

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