如图所示,质量为m=5×10-8 kg的带电粒子以v0=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B中央飞入电场,已知板长L=10cm,板间距离d=2cm,当A、

如图所示,质量为m=5×10-8 kg的带电粒子以v0=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B中央飞入电场,已知板长L=10cm,板间距离d=2cm,当A、

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如图所示,质量为m=5×10-8 kg的带电粒子以v0=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B中央飞入电场,已知板长L=10cm,板间距离d=2cm,当A、B间加电压UAB=103 V时,带电粒子恰好沿直线穿过电场(设此时A板电势高).求:
(1)带电粒子的电性和所带电荷量;
(2)A、B间所加电压在什么范围内带电粒子能从板间飞出?魔方格
答案
(1)当UAB=103 V时,粒子做直线运动,
则有:q
U
d
=mg,
解得:q=
mgd
U
=10-11 C,
且带负电.
(2)当电压UAB比较大时,即qE>mg,粒子向上偏,
qU1
d
-mg=ma1

当刚好能从上板边缘飞出时,
有:y=
1
2
a1t2=
1
2
a1(
L
v0
)2=
d
2

解得,U1=1800V
当电压UAB比较小时,即qE<mg,粒子向下偏,
设刚好能从下板边缘飞出,
有:mg-
qU2
d
=ma2
y=
1
2
a2t2=
d
2

解之得U2=200 V.
则要使粒子能从板间飞出,A、B间所加电压的范围为
200 V≤UAB≤1800 V.
答:(1)带电粒子的电性:负电和所带电荷量10-11 C;
(2)A、B间所加电压在200 V≤UAB≤1800 V范围内带电粒子能从板间飞出.
举一反三
如图,小物块A位于光滑的斜面体B上,B位于光滑的水平地面上,将A、B由静止释放后(  )
A.A(和地球)的机械能增大
B.B(和地球)的机械能增大
C.A、B(和地球)的总机械能增大
D.B对A做负功,A对B做正功
魔方格
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从地面以初动能Ek0=100J竖直上抛一小球,设小球所受空气阻力的大小恒定.小球上升x1=20m时,动能变为Ek1=20J,重力势能增加了△Ep=60J,求小球落地时的动能Ek
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一轻质弹簧竖直地固定在水平地面上,一小球从A点自由落下,小球落到B点开始压缩弹簧,小球落到C点时将弹簧压到最短长度,此后开始反弹.已知小球质量为m=0.1kg,BC=0.1m,AB=0.2m,空气阻力不计,弹簧发生的是弹性形变,取弹簧为原长时的弹性势能为0.g=10m/s2
求(1)上述过程中弹簧的最大弹性势能Epm
(2)弹簧的劲度系数k;
(3)上述过程中小球的最大动能Ekm
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某物体同时受到两个在同一直线上的力F1、F2的作用,物体由静止开始做直线运动,其位移与力F1、F2的关系图象如图所示,在这4m内,物体具有最大动能时的位移是(  )
A.1mB.2mC.3mD.4m
魔方格
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在光滑的水平地面上静止着一个斜面体,其质量为m2,斜面是一个光滑的曲面,斜面体高为h,底边长为a,如图所示.今有一个质量为m1,(m2=nm1)的小球从斜面体的顶端自静止开始下滑,小球滑离斜面体的下端时速度在水平方向,则下列说法正确的是(  )
A.小球在下滑中,两者的动量总是大小相等方向相反
B.两者分开时斜面体向左移动的距离是
a
n+1
C.分开时小球和斜面体的速度大小分别是


2ngh
n+1


2gh
n(n+1)
D.小球在下滑中斜面体弹力对它做的功为
-nm1gh
n+1
魔方格
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