如圖1所示，平行金屬板A和B的距離為d，它們的右端安放著垂直金屬板的靶 MN．現(xiàn)在A、B板上加上如圖2所示的方波形電壓，t=O時(shí)A板比B板的電勢(shì)高，電壓 的正向值為U，反向值也為U，現(xiàn)有由質(zhì)量為m的帶正電且電荷量為q的粒子組成的粒子束，從AB的中點(diǎn)O以平行于金屬板方向00’的某一初速射入．設(shè)粒子能全部打在靶 MN上，而且所有粒子在AB間的飛行時(shí)間均為t，不計(jì)重力影響，試問(wèn)：

（1）在距靶MN的中心0’點(diǎn)多遠(yuǎn)的范圍內(nèi)有粒子擊中？
（2）要使粒子能全部打在靶MN上，電壓U的數(shù)值應(yīng)滿足什么條件？（寫出U，m、d、q，T的關(guān)系式即可）．
（3）電場(chǎng)力對(duì)每個(gè)擊中靶MN的帶電粒子所做的總功是否相等？若相等，請(qǐng)證明并求出此功的數(shù)值；若不相等，求出此功的數(shù)值范圍．
【答案】分析：根據(jù)粒子在電場(chǎng)力作用下，依據(jù)牛頓第二定律，與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，即可求解．
解答：解：（1）當(dāng)粒子由t=nT（n=0，1，2，…）時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)，側(cè)向位移最大，且向下偏
s1=×（）2+（×）×-（）2=
當(dāng)粒子由t=nT+（n=0，1，2，…）時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)，側(cè)向位移最大，且向上偏
s2=（）2=
在距靶MN的中心O′點(diǎn)下方至上方范圍內(nèi)有粒子擊中．
（2）由上可得，s1=≤
解得：U≤．
（3）電場(chǎng)力對(duì)所有粒子做的功都相同，為W=mvy2=m（×）2=．
答：（1）距靶MN的中心O′點(diǎn)下方至上方范圍內(nèi)有粒子擊中；
（2）要使粒子能全部打在靶MN上，電壓U的數(shù)值應(yīng)滿足U≤．條件．
（3）電場(chǎng)力對(duì)每個(gè)擊中靶MN的帶電粒子所做的總功是相等，此功的數(shù)值．
點(diǎn)評(píng)：考查粒子力電綜合解題，掌握處理的方法，理解牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的應(yīng)用．
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖1所示，平行金屬板A和B的距離為d，它們的右端放著垂直金屬板的靶MN．現(xiàn)在A、B板上加上如圖2所示的方波形電壓，t=0時(shí)A板比B板的電勢(shì)高，電壓的正向值為U0，反向值也為U0，現(xiàn)有質(zhì)量為m的帶正電且電量為q的粒子束從AB的中點(diǎn)O以平行于金屬板的方向OO′先后射入．設(shè)粒子能全部打在靶MN上，而且所有粒子在AB間的飛行時(shí)間均為T，不計(jì)重力影響，試問(wèn)：
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（1）在距離靶MN的中心O′點(diǎn)多遠(yuǎn)的范圍內(nèi)有粒子擊中？
（2）要使粒子能全部打在靶MN上，電壓U0的數(shù)值應(yīng)滿足的條件？
（3）電場(chǎng)力對(duì)每個(gè)擊中O′點(diǎn)的帶電粒子做的總功是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2012?長(zhǎng)寧區(qū)二模）如圖1所示，平行金屬導(dǎo)軌寬度為l=0.6m，與水平面間的傾角為θ=37°，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，底端接有阻值為R=3Ω的定值電阻，磁感強(qiáng)度為B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面．有一質(zhì)量為m=0.2kg，長(zhǎng)也為l的導(dǎo)體棒受導(dǎo)軌上兩支柱p支撐靜止在ab位置，導(dǎo)體棒的電阻為Ro=1Ω，它與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.3．導(dǎo)體棒獲得平行斜面的初速vo=10m/s向上滑行最遠(yuǎn)至a′b′位置，所滑行距離為s=4m．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2）．問(wèn)：
（1）把運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體棒視為電源，最大輸出功率是多少？
（2）上滑過(guò)程中導(dǎo)體棒所受的安培力做了多少功？
（3）以ab位置為零勢(shì)點(diǎn)，若導(dǎo)體棒從ab上滑d=3m過(guò)程中電阻R發(fā)出的熱量QR=2.1J，此時(shí)導(dǎo)體棒的機(jī)械能E′為多大？
（4）在圖2中畫出圖線，要求能反映導(dǎo)體棒在上滑和下滑過(guò)程中機(jī)械能E隨位移x變化的大致規(guī)律．（x正方向沿斜面向上，坐標(biāo)原點(diǎn)O在ab位置）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2007?揚(yáng)州模擬）如圖1所示，平行金屬板A和B的距離為d，它們的右端安放著垂直金屬板的靶 MN．現(xiàn)在A、B板上加上如圖2所示的方波形電壓，t=O時(shí)A板比B板的電勢(shì)高，電壓的正向值為U0，反向值也為U0，現(xiàn)有由質(zhì)量為m的帶正電且電荷量為q的粒子組成的粒子束，從AB的中點(diǎn)O以平行于金屬板方向OO′的某一初速射入．設(shè)粒子能全部打在靶MN上，而且所有粒子在AB間的飛行時(shí)間均為T，不計(jì)重力影響，試問(wèn)：

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科目：高中物理 來(lái)源：2011年江蘇省宿遷市高考物理模擬試卷（二）（解析版） 題型：解答題

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（1）在距離靶MN的中心O′點(diǎn)多遠(yuǎn)的范圍內(nèi)有粒子擊中？
（2）要使粒子能全部打在靶MN上，電壓U的數(shù)值應(yīng)滿足的條件？
（3）電場(chǎng)力對(duì)每個(gè)擊中O′點(diǎn)的帶電粒子做的總功是多少？

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