如圖13-9-5所示，在范圍很大的水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一個(gè)帶電荷量為+q的油滴，從A點(diǎn)以速度v豎直向上射入電場(chǎng).已知油滴質(zhì)量為m，重力加速度為g，當(dāng)油滴到達(dá)運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)時(shí)，測(cè)得它的速度大小恰為v/2.則：

圖13-9-5

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E為多大?

(2)A點(diǎn)到最高點(diǎn)的電勢(shì)差為多少?

 

解析：根據(jù)題意，小液滴在重力和電場(chǎng)力作用下，做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，如圖13-9-6所示.水平方向：在電場(chǎng)力作用下，做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．豎直方向：在重力作用下，做初速度為v的豎直上拋運(yùn)動(dòng)．當(dāng)油滴到達(dá)運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)時(shí)，豎直方向的速度減小為零，只剩下水平方向的速度v/2．

    （1）水平方向：qE=ma,=at，即：t                                ①

    豎直方向：v=gt                                                           ②

    聯(lián)立①②兩式得：2qE=mg                                                  ③

    所以E=

    （2）方法一：設(shè)最高點(diǎn)為B點(diǎn)，則A、B兩等勢(shì)面的電勢(shì)差：UAB=Ed，d為兩等勢(shì)面間的距離．水平方向d=at2=()t2                                                                 ④

    結(jié)合②③式可得：d=,所以UAB=Ed=(

    方法二:A到B用動(dòng)能定理：qUAB-mgh=m()2-mv2，其中h=可得UAB=.

                 圖13-9-6

答案：(1)E=  (2)UAB=


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：

如圖13-9-5所示，在真空室中有兩個(gè)水平的金屬板，板間的距離為h.有一質(zhì)量為m的小油滴，帶電荷量為q，自上極板的下表面處由靜止開始自由下落，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到兩極板間距離的中點(diǎn)時(shí)，給兩極板加電壓U，使電荷受到向上的力.當(dāng)電壓等于多大，才能使小油滴在剛好接近下極板時(shí)，開始向上運(yùn)動(dòng)?

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖13-8-5所示，計(jì)算機(jī)鍵盤上的每一個(gè)按鍵下面都有一個(gè)電容傳感器．電容的計(jì)算公式是C=εSd，其中常量ε=9.0×10-12F·m-1，S表示兩金屬片的正對(duì)面積，d表示兩金屬片間的距離．當(dāng)某一鍵被按下時(shí)，d發(fā)生改變，引起電容器的電容發(fā)生改變，從而給電子線路發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)．已知兩金屬片的正對(duì)面積為50 mm2，鍵未被按下時(shí)，兩金屬片間的距離為0.60 mm．只要電容變化達(dá)0.25 pF，電子線路就能發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)．那么為使按鍵得到反應(yīng)，至少需要按下多大距離？

 圖13-8-5

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖13-9-3所示，離子發(fā)生器發(fā)射出一束質(zhì)量為m、電荷量為q的離子，從靜止經(jīng)加速電壓U1加速后，獲得速度v0，并沿垂直于電場(chǎng)線方向射入兩平行板中央，受偏轉(zhuǎn)電壓U2作用后，以速度v離開電場(chǎng).已知平行板長(zhǎng)為l，兩板間距離為d，求：

                   圖13-9-3

（1）v0的大小；

（2）離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；

（3）離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力的大小F；

（4）離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的加速度a；

（5）離子在離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的橫向速度vy；

（6）離子在離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度v的大��；

（7）離子在離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏移量y；

（8）離子離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ的正切值tanθ.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

質(zhì)量為5×10-8 kg的帶電粒子以v0=2 m/s的速度從水平方向放置的平行金屬板AB的中央飛入板間,如圖13-9-11所示.已知板長(zhǎng)l=10 cm,板間的距離為d=2 cm，當(dāng)UAB=1 000 V時(shí),帶電粒子恰好沿直線穿過(guò)板間,則AB間所加電壓在什么范圍內(nèi)帶電粒子能從板間飛出?

圖13-9-11

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同步練習(xí)冊(cè)答案