如圖（甲）所示，A、B是在真空中平行正對(duì)放置的金屬板，在兩板間加上電壓后，它們之間的電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)。A、B兩極板間距離d=10cm。在A、B兩極板上加如圖13（乙）所示的交變電壓，t=0時(shí)，A板電勢(shì)比B板電勢(shì)高，電勢(shì)差U0=2000V。一個(gè)比荷q/m=1.0×107C/kg的帶負(fù)電的粒子在t=0時(shí)從B板附近由靜止開始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)粒子所受重力。

小題1:若要粒子撞擊A板時(shí)具有最大速率，則兩極板間所加交變電壓的頻率最大不能超過多少？
小題2:如果其它條件都保持不變，只是使交變電壓的頻率在上述最大頻率的基礎(chǔ)上再逐漸變大，定性畫出粒子撞擊A板時(shí)的速率v與頻率f的關(guān)系圖象。這個(gè)圖象上將出現(xiàn)一系列的極值，求出所有這些極值點(diǎn)的坐標(biāo)值。

小題1:5×105Hz
小題2:
（1）要使粒子以最大的速度打到A板上，則要求帶電粒子在兩板間的運(yùn)動(dòng)過程中始終處于加速狀態(tài)……（1分）
粒子在兩板間運(yùn)動(dòng)的加速度a=………（1分）
設(shè)最小周期為Tmin，則有 d=a……（1分）
解得最大頻率fmax==5×105Hz
…………………………………………………（1分）
即兩極板間所加交變電壓的頻率最大不能超過5×105Hz………………………（1分）
（2）如圖答所示……………………………………………………………………（3分）

[說明：圖中曲線弧度不規(guī)范可不扣分，只要各極值點(diǎn)的坐標(biāo)值正確即可給分]
若帶電粒子經(jīng)歷周期的整數(shù)倍達(dá)到A板，則速度最小vmin=0，此時(shí)應(yīng)有
d=n·2·，
解得……………………（2分）
若帶電粒子經(jīng)歷半周期的奇數(shù)倍到達(dá)A板，則速度最大，此時(shí)應(yīng)有
d=（2n+1）·，
解得
即當(dāng)時(shí)，速率為極大值，且有
…………………………（2分）
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，實(shí)線表示勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線，一帶電粒子(不計(jì)重力)經(jīng)過電場(chǎng)區(qū)域后的軌跡如圖中虛線所示，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)，關(guān)于粒子的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法中可能的是(　　)
A．該粒子帶負(fù)電荷，運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛蒩至b
B．該粒子帶正電荷，運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛蒩到b
C．該粒子帶正電荷，運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛蒪至a
D．該粒子帶負(fù)電荷，運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛蒪至a

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

將一質(zhì)量為m的帶電粒子(不計(jì)重力)放在電場(chǎng)中無初速釋放，則下列說法正確的是
(　　)
A．帶電粒子的軌跡一定和電場(chǎng)線重合
B．帶電粒子的速度方向總是與所在處的電場(chǎng)線切線方向一致
C．帶電粒子的加速度方向總是與所在處的電場(chǎng)線切線方向重合
D．帶電粒子將沿電場(chǎng)線的切線方向拋出，做拋物線運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（19分）如圖所示，在a、b兩端有直流恒壓電源，輸出電壓恒為Uab，R2=40Ω，右端連接間距d=0.04m、板長l=10cm的兩水平放置的平行金屬板，板間電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng)。閉合開關(guān)，將質(zhì)量為m=1.6×10-6kg、帶電量q=3.2×10-8C的微粒以初速度v0=0.5m/s沿兩板中線水平射入板間。當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為15Ω時(shí)，微粒恰好沿中線勻速運(yùn)動(dòng)，通過電動(dòng)機(jī)的電流為0.5A。已知電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻R1=2Ω，取g=10m/s2。試問：
（1）輸出電壓為Uab是多大？
（2）在上述條件下，電動(dòng)機(jī)的輸出功率和電源的輸出功率？
（3）為使微粒不打在金屬板上，R2兩端的電壓應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如下圖所示，現(xiàn)在有一個(gè)小物塊，質(zhì)量為m=80g，帶上正電荷q=210－4C。與水平的軌道之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)m =0.2，在一個(gè)水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，E=103V/m，在水平軌道的末端N處，連接一個(gè)光滑的半圓形軌道，半徑為R=40cm，取g =10m/s2，求：
小題1:小物塊恰好運(yùn)動(dòng)到軌道的最高點(diǎn)，那么小物塊應(yīng)該從水平哪個(gè)位置釋放？
小題2:如果在上小題的位置釋放小物塊，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到P（軌道中點(diǎn)）點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力等于多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，質(zhì)量為m的帶負(fù)電的小物塊處于傾角為37°的光滑斜面上，當(dāng)整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中時(shí)，小物塊恰處于靜止。現(xiàn)將電場(chǎng)方向突然改為水平向右，而場(chǎng)強(qiáng)大小不變，則
A．小物塊仍靜止B．小物塊沿斜面加速上滑
C．小物塊沿斜面加速下滑D．小物塊將脫離斜面運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如果空間某一區(qū)域中存在有電場(chǎng)或磁場(chǎng)中的一種，則下列說法正確的是(設(shè)放入的電荷質(zhì)量很小且初速度為零) (        )
A．如果存在的是電場(chǎng)，則在某處放入電荷，該電荷不一定會(huì)運(yùn)動(dòng)
B．如果存在的是磁場(chǎng)，則在某處放入電荷，該電荷不會(huì)做圓周運(yùn)動(dòng)
C．如果存在的是磁場(chǎng)，則放入通電直導(dǎo)體后，該直導(dǎo)體一定受到安培力的作用
D．如果存在的是電場(chǎng)，則放入一電荷經(jīng)過一段時(shí)間后，該電荷的電勢(shì)能會(huì)增加

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，在真空中的豎直平面內(nèi)，用長為2L的絕緣輕桿連接兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球A和B，A球的電荷量為+4q，B球的電荷量為—3q，組成一帶電系統(tǒng)。虛線MN與PQ平行且相距3L，開始時(shí)PQ恰為桿的中垂線。在MN與PQ間加豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，恰能使帶電系統(tǒng)靜止不動(dòng)。現(xiàn)使電場(chǎng)強(qiáng)度突然加倍（已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?i>g），求：
（1）B球剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度v1的大小；
（2）B球的最大位移及從開始靜止到最大位移處B球電勢(shì)能的變化量；
（3）帶電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的周期T。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題


（1）小球B剛進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)后的加速度大小。
（2）從開始運(yùn)動(dòng)到A剛要進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)過程的時(shí)間。
（3）小球B向下運(yùn)動(dòng)離M、N的最大距離。

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