如图所示,水平放置的平行板电容器两板间距为d=8cm,板长为L=25cm,接在直流电源上,有一带电液滴以v0=0.5m/s的初速度从板间的正中点水平射入,恰好做
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如图所示,水平放置的平行板电容器两板间距为d=8cm,板长为L=25cm,接在直流电源上,有一带电液滴以v0=0.5m/s的初速度从板间的正中点水平射入,恰好做
题型:不详
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来源:
如图所示,水平放置的平行板电容器两板间距为d=8cm,板长为L=25cm,接在直流电源上,有一带电液滴以v
0
=0.5m/s的初速度从板间的正中点水平射入,恰好做匀速直线运动,当它运动到P处时迅速将下板向上提起
4
3
cm,液滴刚好从金属板末端飞出,求:
(1)下极板上提后液滴经过P点以后的加速度大小(g取10m/s
2
);
(2)液滴从射入开始匀速运动到P点所用时间.
答案
(1)带电液滴在板间受重力和竖直向上的电场力,因为液滴做匀速运动,所以有:
qE=mg,q
U
d
=mg,即:qU=mgd.
当下板向上提后,d减小,E增大,电场力增大,故液滴向上偏转,在电场中做类平抛运动.
此时液滴所受电场力F′=q
U
d′
=
mgd
d′
,
此时加速度a=
F′-mg
m
=
mg(
d
d′
-1)
m
=
1
5
g=2m/s
2
.
(2)因液滴刚好从金属板末端飞出,所以液滴在竖直方向上的位移是
d
2
,设液滴从P点开始在匀强电场中的飞行时间为t
1
,则:
d
2
=
1
2
at
21
,解得t
1
=
d
a
=
8×10-2
2
s=0.2s,
而液滴从刚进入电场到出电场时间t
2
=
L
v0
=
25×10-2
0.5
s=0.5s,
所以液滴从射入开始匀速运动到P点的时间t=t
2
-t
1
=0.3s.
答:(1)下极板上提后液滴经过P点以后的加速度大小为2m/s
2
.
(2)液滴从射入开始匀速运动到P点的时间为0.3s.
举一反三
如图所示,ABC是固定在竖直平面内的绝缘圆弧轨道,圆弧半径为R.A点与圆心O等高,B、C点处于竖直直径的两端.PA是一段绝缘的竖直圆管,两者在A点平滑连接,整个装置处于方向水平向右的匀强电场中.一质量为m、电荷量为+q的小球从管内与C点等高处由静止释放,一段时间后小球离开圆管进入圆弧轨道运动.已知匀强电场的电场强度
E=
3mg
4q
(g为重力加速度),小球运动过程中的电荷量保持不变,忽略圆管和轨道的摩擦阻力.求:
(1)小球到达B点时速度的大小;
(2)小球到达B点时对圆弧轨道的压力;
(3)小球在圆弧轨道运动过程中速度最大为多少?
题型:不详
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|
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一束相同的带点粒子(重力不计),以不同的初动能垂直进入匀强电场,如图所示,当这些带电粒子的末动能是初动能的4倍时,对应的位置为P
1
,P
2
,P
3
…,则这些位置连成的图线为( )
A.一条直线
B.圆
C.抛物线
D.椭圆
题型:不详
难度:
|
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如图所示,A、C、D为三个平行板电容器,MN为中心轴,D
1
D
2
与MN的距离相等,O为电容器C的中点,整个装置处于真空中.A
1
A
2
足够大且足够近,距离为d
0
=1mm,中间有磁感应强度B=9×10
-2
T的匀强磁场.A
1
与D
1
相连,A
2
与D
2
相连并接地,C
1
C
2
加上电压U
0
=90V,侧面有小孔S
1
和S
2
,D
1
D
2
的极板长均为L=10cm.今在O点源源不断的加入初速度为零的中性粒子,粒子在O点处被特殊装置剥离成2价正离子和电子,而不改变速度大小.已知电子质量为m=9×10
-31
kg,该2价正离子的质量是电子质量的2×10
4
倍,电子电量为e=1.6×10
-19
C,.(忽略粒子重力)
(1)求电子通过孔S
2
的速度大小.
(2)若整个装置达到稳定状态后,电子刚好能从D中飞出,求D
1
D
2
两板间的距离为多少?
题型:不详
难度:
|
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如图所示,电源电动势E=50V,内阻r=1Ω,R
1
=3Ω,R
2
=6Ω.间距d=0.2m的两平行金属板M、N水平放置,闭合开关S,板间电场视为匀强电场.板间竖直放置一根长也为d的光滑绝缘细杆AB,有一个穿过细杆的带电小球p,质量为m=0.01kg、带电量大小为q=1×10
-3
C(可视为点电荷,不影响电场的分布).现调节滑动变阻器R,使小球恰能静止在A处;然后再闭合K,待电场重新稳定后释放小球p.取重力加速度g=10m/s
2
.求:
(1)小球的电性质和恰能静止时两极板间的电压;
(2)小球恰能静止时滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)小球p到达杆的中点O时的速度.
题型:不详
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如图所示,在真空室中有一水平放置的不带电平行板电容器,板间距离为d,电容为C,上板B接地.现有大量质量均为m、带电量均为q的小油滴,以相同的初速度持续不断地从两板正中间沿图中虚线所示方向射入,第一滴油滴正好落到下板A的正中央P点.如果能落到A板的油滴仅有N滴,且第N+l滴油滴刚好能飞离电场,假定落到A板的油滴的电量能被板全部吸收,不考虑油滴间的相互作用,重力加速度为g,则下列说法错误的是( )
A.第1滴油和第N+1滴油滴运动时间之比为1:2
B.落到A板的油滴数
N=
3Cdmg
8
q
2
C.第N+1滴油滴通过电场的整个过程所增加的动能等于
mgd
8
D.第N+1滴油滴通过电场的整个过程所减少的机械能等于
3mgd
8
题型:不详
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