(12分)有带电平行板电容器竖直放置,如图9示。板间距d=0.1m、板间电势差U=1000V。现从A处以速度vA=3m/s水平向左射出一带正电的小球(质量m=0
题型:不详难度:来源:
(12分)有带电平行板电容器竖直放置,如图9示。板间距d=0.1m、板间电势差U=1000V。现从A处以速度vA=3m/s水平向左射出一带正电的小球(质量m=0.02g、电量为q=10-7C)经过一段时间后发现小球打在A点正下方的B处,(g=10m/s2)求: (1)分别从水平方向和竖直方向定性分析小球从A到B的过程中,小球的运动情况? (2)A、B间的距离?(小球由A到B的过程中,不会碰到左极板。) |
答案
(1)水平方向小球开始向左做初速度为vA匀减速运动,速度变为零后向右做匀加速运动,直到达到B点,过程中加速度不变,由电场力提供外力。 竖直方向小球向下做初速为零匀加速运动,直到达到B点,重力提供外力。 (2)7.2cm |
解析
(1)水平方向小球开始向左做初速度为vA匀减速运动,速度变为零后向右做匀加速运动,直到达到B点,过程中加速度不变,由电场力提供外力。 竖直方向小球向下做初速为零匀加速运动,直到达到B点,重力提供外力。 (2)水平方向:电场力为 加速度 小球向左运动到最远的时间为=0.06S 在这段时间内向右运动的距离,不会撞倒左壁。 小球达到B点所用时间为T=2t 竖直方向下落距离即为所求 本题考查带电粒子在电场中的加速问题,由力的独立作用原理可知水平方向小球开始向左做初速度为vA匀减速运动,速度变为零后向右做匀加速运动,直到达到B点,过程中加速度不变,由电场力提供外力,竖直方向小球向下做初速为零匀加速运动,直到达到B点,重力提供外力,在水平方向上由电场力提供加速度,运动到最远距离速度为零,由运动学公式可求得加速度与运动时间,从而求得位移大小,同理在竖直方向由自由落体运动求解 |
举一反三
(11分)如图所示,有一质子经电压为U0的加速电场加速后,进入两板长为L、间距为d、板间电压为U的偏转电场,若质子从两板正中间垂直射入偏转电场,求: (1)质子刚进入偏转电场时的速度大小; (2)质子穿出偏转电场时的侧位移; (3)若L=d,U=2U0,则质子穿出偏转电场时的偏转角是多少。 |
(10)如图所示,有一电子(电量为e、质量为m)经电压U1加速后,沿平行金属板A、B中心线进入两板,A、B板间距为d、长度为L, A、B板间电压为U2,屏CD足够大,距离A、B板右边缘 =2L,AB 板的中心线过屏的中心且与屏垂直。试求(要求有推导过程)
(1)电子离开偏转电场时的偏移角度 (2)电子束打在屏上的位置到屏中心间的距离。 |
如图所示,氕、氘、氚的原子核自初速为零经同一电场加速后,又经同一匀强电场偏转,最后打在荧光屏上,那么( )
A.经过加速电场过程,电场力对氚核做的功最多 | B.经过偏转电场过程,电场力对三种核做的功一样多 | C.三种原子核都打在屏上的同一位置上 | D.三种原子核打在屏上时的速度一样大. |
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如图所示,一个带电小球穿在一根绝缘的粗糙直杆上,杆与水平方向成角,整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直于杆方向斜向上的匀强磁场.小球从a点由静止开始沿杆向下运动,在c点时速度为4 m/s,b是a、c的中点,在这个运动过程中
A.小球通过b点时的速度小于2 m/s | B.小球在ab段克服摩擦力做的功与在bc段克服摩擦力做的功相等 | C.小球的电势能一定增加 | D.小球从b到c重力与电场力做的功可能等于克服阻力做的功 |
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如图所示的电路中,电源电动势E=24V、内阻r=1Ω,定值电阻R1=15Ω。水平放置的平行金属板AB间距d=40cm,上板A开一小孔。合上电键,适当调整R2的有效阻值,然后让一个质量m=0.02kg、带电量q=-0.01C的小球a从距小孔正上方高h=10cm处自由下落,当a刚进入小孔时,另一小球b(质量、电量与小球a的完全相同)恰好从两板的正中央水平飞入,两球同时打在小孔正下方B板上的P点。小球视为质点,小球间的作用力及空气阻力均忽略不计,g=10m/s2.求:
(1)小球a刚进入小孔时的速度V0 (2)两板间的电势差UAB (3)滑动变阻器的有效阻值 |
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