如图所示,在某一真空空间,有一水平放置的理想平行板电容器充电后与电源断开,(E=mgq)若正极板A以固定直线0O′为中心沿竖直方向作微小振幅的缓慢振动时,恰有一

如图所示,在某一真空空间,有一水平放置的理想平行板电容器充电后与电源断开,(E=mgq)若正极板A以固定直线0O′为中心沿竖直方向作微小振幅的缓慢振动时,恰有一

题型:不详难度:来源:
如图所示,在某一真空空间,有一水平放置的理想平行板电容器充电后与电源断开,(E=
mg
q
)若正极板A以固定直线0O为中心沿竖直方向作微小振幅的缓慢振动时,恰有一质量为m带负电荷的粒子以速度v沿垂直于电场方向射入平行板之间,则带电粒子在电场区域内运动的轨迹是(设负极板B固定不动,带电粒子始终不与极板相碰)(  )
A.直线
B.正弦曲线
C.抛物线
D.向着电场力方向偏转且加速度作周期性变化的曲线
魔方格
答案

由题意可知E=
mg
q
,说明此时带电粒子受到的重力和电场力相等.
平行板电容器的电容:C=
?s
4kπd
(s为两板的正对面积,d为两板间的距离)
E=
U
d
C=
Q
U
以及C=
?s
4kπd
可推导出E=
4kπQ
?s

E∝
Q
?s

由此式可知,若Q、S和介质不变,只改变距离d,则电场强度E不变.
所以正极板A以固定直线0O为中心沿竖直方向作微小振幅的缓慢振动时,两金属板间的电场强度不变,带点粒子受到的电场力就不变,其受力情况不变,仍沿直线运动.选项A正确,选项BCD错误.
故选A.
举一反三
如图所示P和Q为两平行金属板,板间电压为U,在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动,不计重力,关于电子到达Q板时的速率,下列说法正确的是(  )
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A.两板间距离越大,加速度越大,加速时间越长
B.两板间距离越小,加速度越大,加速时间越长
C.两板间距离越小,加速度越大,加速时间越短
D.电子到达Q板时的速率与两板间距离无关,仅与加速电压U有关
如图所示,两平行金属板M、N长度为L,两金属板间距为


3
3
L.直流电源的电动势为E,内阻不计.位于金属板左侧中央的粒子源O可以沿水平方向向右连续发射电荷量为+q、质量为m的带电粒子,带电粒子的质量不计,射入板间的粒子速度均为v0=


3qE
m
.在金属板右侧有一个垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.
(1)将变阻器滑动头置于a端,试求带电粒子在磁场中运动的时间;
(2)将变阻器滑动头置于b端,试求带电粒子射出电场的位置;
(3)将变阻器滑动头置于b端,试求带电粒子在磁场中运动的时间.魔方格
美国东部时间2007年9月27日早7时20分,美国航空航天局(NASA)的“黎明”号探测器从佛罗里达州肯尼迪航天中心顺利升空,计划在未来8年时间里飞抵位于小行星带的终点站.“黎明”号探测器使用离子发动机,与传统的航天器化学燃料发动机不同,新型发动机将太阳能转化为电能,再通过电能电离惰性气体氙气的原子,产生时速达14.32万千米的离子流作为推动力,“黎明”号上安装了3个离子推进器和2个巨大的太阳能板,双翼间距近20米,足以为它提供穿越太空的能量,燃料利用效率是传统化学燃料发动机的10倍. 离子推进器是新一代航天动力装置,可用于卫星姿态控制和轨道修正.推进剂从图中P处注入,在A处电离出正离子,BC之间加有恒定电压,正离子进入B时的速度忽略不计,经加速后形成电流为I的离子束后喷出.已知推进器获得的推力为F,单位时间内喷出的离子质量为J,为研究问题方便,假定离子推进器在太空中飞行时不受其他外力,忽略推进器运动速度.
(1)求加在BC间的电压U;
(2)为使离子推进器正常运行,必须在出口D处向正离子束注入电子,试解释其原因.魔方格
三种粒子(均不计重力):质子、氘核和α粒子由静止开始在同一匀强电场中加速后,从同一位置沿水平方向射入图中虚线框内区域,虚线框内区域加有匀强电场或匀强磁场,以下对带电粒子进入框内区域后运动情况分析正确的是(   )
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A.区域内加竖直向下方向的匀强电场时,三种带电粒子均可分离
B.区域内加竖直向上方向的匀强电场时,三种带电粒子均不能分离
C.区域内加垂直纸面向里的匀强磁场时,三种带电粒子均可分离
D.区域内加垂直纸面向外的匀强磁场时,三种带电粒子均不能分离
如图所示,一个可忽略重力不计的带电量为q微粒,从两偏转极板的中间点O垂直进入一个偏转电场.偏转电场两个极板所加电压为U,偏转板板的长度为L,两极板间的距离为d.求:
(1)若微粒能穿出偏转电场,带电微粒穿过偏转电场所用的时间是多少?
(2)若微粒能穿出偏转电场,带电微粒的偏转位移y是多少?
(3)要使微粒能穿出偏转板,偏转电压U至少为多少?魔方格