【題目】如圖所示,兩平行金屬板A、B長(zhǎng)l=8 cm,兩板間距離d=8 cm,A板電勢(shì)比B板電勢(shì)高300 V,即UAB=300 V。一帶正電的粒子所帶電荷量q=10-10 C,質(zhì)量m=1×10-20 kg,從R點(diǎn)沿電場(chǎng)中心線垂直電場(chǎng)線飛入電場(chǎng),初速度v0=2×106 m/s,粒子飛出平行板電場(chǎng)后經(jīng)過(guò)界面MN、PS間的無(wú)電場(chǎng)區(qū)域后,進(jìn)入固定在中心線上O點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)區(qū)域(界面PS右邊點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布不受界面的影響)。已知兩界面MNPS相距L=12 cm,粒子穿過(guò)界面PS后被點(diǎn)電荷Q施加的電場(chǎng)力俘獲,從而以O點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏EF上(靜電力常量k=9×109 N·m2/C2,粒子重力不計(jì),tan 37°=,tan 53°=)。求:

1)粒子穿過(guò)界面MN時(shí)偏離中心線RO的距離h。

2)粒子穿過(guò)界面MN時(shí)的速度v。

3)粒子穿過(guò)界面PS時(shí)偏離中心線RO的距離Y。

4)點(diǎn)電荷的電荷量Q(該小題結(jié)果保留1位有效數(shù)字)。

【答案】13 cm 22.5×106 m/s,方向與水平方向成37°角斜向右下方 312 cm 4-1×10-8 C

【解析】

(1)設(shè)粒子在兩極板間做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),且運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度為a,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,則有:

t=

h=at2

聯(lián)立解得:

(2)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示:

設(shè)粒子從電場(chǎng)中飛出時(shí)沿電場(chǎng)方向的速度為vy,則

vy=at=

解得:

vy=1.5×106 m/s

所以粒子從電場(chǎng)中飛出時(shí)的速度:

v= =2.5×106m/s

設(shè)粒子從電場(chǎng)中飛出時(shí)的速度方向與水平方向的夾角為θ,則:

解得:

θ=37°

方向與水平方向成37°角斜向右下方。

(3)帶電粒子在離開(kāi)電場(chǎng)后將做勻速直線運(yùn)動(dòng),由相似三角形知識(shí)得:

解得:

Y=0.12m=12cm

(4)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑:

=0.15m

又:

解得:

|Q|≈1×10-8 C

Q=-1×10-8 C。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示電路測(cè)定一節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,選用下列器材:

待測(cè)電池,電動(dòng)勢(shì)約為1.5V ②電流表,量程0.6A ③電壓表,量程1.5V

滑動(dòng)變阻器,0~20Ω ⑤定值電阻R01.4Ω ⑥開(kāi)關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干

由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的UI圖像如圖乙所示,由圖像可求得電源電動(dòng)勢(shì)為_________ V,內(nèi)阻為_________Ω。

若把2節(jié)該規(guī)格的電池串聯(lián)對(duì)一個(gè)小燈泡供電(小燈泡的特征曲線如圖丙),則小燈泡的實(shí)際功率約為_________ W(保留2位有效數(shù)字)。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,MN、PQ為足夠長(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌,間距L=0.5,導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=,間連接一個(gè)的電阻。有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度為=1T。將一根質(zhì)量為=0.02的金屬棒緊靠放置在導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒的電阻,其余部分電阻不計(jì),F(xiàn)由靜止釋放金屬棒,金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與平行。當(dāng)金屬棒滑行至處時(shí)速度大小開(kāi)始保持不變,cd距離NQs=0.5,,不計(jì)空氣阻力。

求:(1)求金屬棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的速度是多大?

(2)金屬棒從靜止開(kāi)始到穩(wěn)定速度的過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量是多少?

(3)若將金屬棒滑行至cd處的時(shí)刻記作t=0,從此時(shí)刻起,讓磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小,可使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時(shí)間變化?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量相等的A、B兩個(gè)球,原來(lái)在光滑水平面上沿同一直線相向做勻速直線運(yùn)動(dòng),A球的速度是6 m/s,B球的速度是-2 m/s,不久A、B兩球發(fā)生了對(duì)心碰撞。對(duì)于該碰撞之后的A、B兩球的速度可能值,某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們做了很多種猜測(cè),下面的猜測(cè)結(jié)果有可能實(shí)現(xiàn)的是( 。

A.vA=-2 m/s,vB6 m/s

B.vA2 m/s,vB2 m/s

C.vA1 m/s,vB3 m/s

D.vA=-3 m/s,vB7 m/s

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,是一直角三棱鏡的橫截面,,,一細(xì)光束從BC邊的D點(diǎn)折射后,射到AC邊的E點(diǎn),發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點(diǎn)射出.EG垂直于ACBCGD恰好是CG的中點(diǎn).不計(jì)多次反射.

i)求出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角;

ii)為實(shí)現(xiàn)上述光路,棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,帶正電的絕緣小滑塊A,被長(zhǎng)R=0.4m的絕緣細(xì)繩豎直懸掛,懸點(diǎn)O距水平地面的高度為3R;小滑塊B不帶電.位于O點(diǎn)正下方的地面上.長(zhǎng)L=2R的絕緣水平傳送帶上表面距地面的高度h=2R,其左端與O點(diǎn)在同一豎直線上,右端的右側(cè)空間有方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng).在O點(diǎn)與傳送帶之間有位置可調(diào)的固定釘子(圖中未畫(huà)出),當(dāng)把A拉到水平位置由靜止釋放后,因釘子阻擋,細(xì)繩總會(huì)斷裂,使得A能滑上傳送帶繼續(xù)運(yùn)動(dòng),若傳送帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),A剛好能運(yùn)動(dòng)到傳送帶的右端.已知絕緣細(xì)繩能承受的最大拉力是A重力的5倍,A所受電場(chǎng)力大小與重力相等,重力加速度g=10ms2,A.B均可視為質(zhì)點(diǎn),皮帶傳動(dòng)輪半徑很小,A不會(huì)因繩斷裂而損失能量、也不會(huì)因摩擦而損失電荷量.試求:

(1)釘子距O點(diǎn)的距離的范圍.

(2)若傳送帶以速度v0=5ms順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),在A剛滑到傳送帶上時(shí),B從靜止開(kāi)始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)A剛落地時(shí),B恰與A相碰.試求B做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小(結(jié)果可用根式表示)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】兩個(gè)等量同種電荷固定于光滑水平面上,其連線中垂線上有A、BC三點(diǎn),三點(diǎn)間的關(guān)系滿足,如圖所示。一個(gè)電量為4C,質(zhì)量為1kg的小液滴從C點(diǎn)靜止釋放,其運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示,其中B點(diǎn)處為整條圖線切線斜率最大的位置(圖中標(biāo)出了該切線)(g=10m/s2)。則下列說(shuō)法正確的是(

A.B點(diǎn)為中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度最大的點(diǎn),場(chǎng)強(qiáng)E=1V/m

B.CA的過(guò)程中物塊的電勢(shì)能先減小后變大

C.C點(diǎn)到A點(diǎn)的過(guò)程中,加速度先增大后減小

D.AB兩點(diǎn)的電勢(shì)差為V

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組做驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn),裝置示意圖如圖甲所示。

1圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,已知相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz,由此可求出小車(chē)的加速度______m/s2結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

2當(dāng)驗(yàn)證在外力一定的條件下,物體的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系時(shí)所得的實(shí)驗(yàn)圖象如圖丙所示,橫軸m表示小車(chē)上所加的砝碼的質(zhì)量。如果經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證牛頓第二定律成立,圖中直線在縱軸上的截距為b,斜率為k,則小車(chē)受到的拉力為_______小車(chē)的質(zhì)量為____kb表示)。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】為了研究光敏電阻在室內(nèi)正常光照射和室外強(qiáng)光照射時(shí)電阻的大小關(guān)系,某同學(xué)用如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得出兩種圖線,如圖乙所示。

(1)根據(jù)圖線可知強(qiáng)光照射時(shí)電阻為________。

(2)若實(shí)驗(yàn)中所用電壓表的內(nèi)阻約為,毫安表的內(nèi)阻約為,考慮到電表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,此實(shí)驗(yàn)中___________(填正常光照射時(shí)強(qiáng)光照射時(shí))測(cè)得的電阻誤差較大。若測(cè)量這種光照下的電阻,則需將實(shí)物圖中毫安表的連接方式采用_________(填內(nèi)接外接)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為準(zhǔn)確。

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