【題目】如圖甲所示,AB是真空中、面積很大的平行金屬板,O是一個(gè)可以連續(xù)產(chǎn)生粒子的粒子源,OA、B的距離都是l。現(xiàn)在A、B之間加上電壓,電壓UAB隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。已知粒子源在交變電壓的一個(gè)周期內(nèi)可以均勻產(chǎn)生大量粒子,粒子質(zhì)量為m、電荷量為-q。這種粒子產(chǎn)生后,在電場(chǎng)力作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng)。設(shè)粒子一旦碰到金屬板,它就附在金屬板上不再運(yùn)動(dòng),且電荷量同時(shí)消失,不影響A、B板電勢(shì)。不計(jì)粒子的重力,不考慮粒子之間的相互作用力。已知上述物理量l=0.6m,U0=1.2×103V,T=1.2×10-2s,m=5×10-10kg,q=1×10-7C。

1)在t=0時(shí)刻出發(fā)的微粒,會(huì)在什么時(shí)刻到達(dá)哪個(gè)極板?

2)在0~T/2范圍內(nèi),哪段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的微粒能到達(dá)B板?

3)到達(dá)B板的微粒中速度最大為多少?

【答案】(1)在t=0時(shí)刻出發(fā)的微粒,會(huì)在t×103s時(shí)刻到達(dá)極板A;
(2)在0~T/2范圍內(nèi),在T/2t到T/2時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的微粒能到達(dá)B板;
(3)到達(dá)B板的微粒中速度最大為400m/s

【解析】

試題分析:根據(jù)電勢(shì)高低判斷粒子向哪個(gè)極板運(yùn)動(dòng),再根據(jù)粒子做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)求出粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間即可;
(2)分別求出粒子運(yùn)動(dòng)的加速度,由粒子先加速運(yùn)動(dòng)再減速運(yùn)動(dòng),到達(dá)A板時(shí)速度恰好為零,此時(shí)是恰好還能到達(dá)A的粒子,在此之前的粒子都可以到達(dá)A板,在此之后的粒子將不能到達(dá)A板.
(3)根據(jù)動(dòng)能定理.即可求出到達(dá)B板的微粒中最大速度.

(1)根據(jù)圖乙可知,從t=0時(shí)刻開始,A板電勢(shì)高于B板電勢(shì),粒子向A板運(yùn)動(dòng)。設(shè)粒子到達(dá)A板的時(shí)間為t,并假設(shè)在半個(gè)周期內(nèi)到達(dá)A板,則

解得:,故在t時(shí)刻到達(dá)A板

(2)在時(shí)間內(nèi),粒子的加速度為,

內(nèi),粒子的加速度為,

.若粒子在內(nèi)加速,再在內(nèi)減速,剛好到達(dá)A板,則

解得=2×10-3s

所以在范圍內(nèi)能到達(dá)B板,即:內(nèi)

(3)恰好未撞上A板的粒子,反向加速距離最大,所獲得的速度最大。,解得

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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下面說法中正確的是( 。

A. 速度變化的運(yùn)動(dòng)必定是曲線運(yùn)動(dòng)

B. 加速度恒定的運(yùn)動(dòng)不可能是曲線運(yùn)動(dòng)

C. 加速度變化的運(yùn)動(dòng)必定是曲線運(yùn)動(dòng)

D. 做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度方向必定變化

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于多用電表電阻擋的說法中,錯(cuò)誤的是(  )
A.表盤刻度是不均勻的,從零刻度處開始,刻度值越大處,刻度越密
B.紅表筆是與表內(nèi)的電源的正極相連的
C.測(cè)電阻時(shí),首先要把紅、黑表筆短接進(jìn)行調(diào)零,然后再去測(cè)電阻
D.為了減小誤差,應(yīng)盡量使指針指在中間刻度附近

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,以直角三角形AOC為邊界的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,∠A=60°,AO=L,在O點(diǎn)放置一個(gè)粒子源,可以向各個(gè)方向發(fā)射某種帶負(fù)電粒子(不計(jì)重力作用),粒子的比荷為,發(fā)射速度大小都為v0,且滿足v0.粒子發(fā)射方向與OC邊的夾角為θ,對(duì)于粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是(

A.粒子有可能打到A點(diǎn)

B.以θ=60°飛入的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短

C.以θ<30°飛入的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都相等

D.在AC邊界上只有一半?yún)^(qū)域有粒子射出

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】將實(shí)驗(yàn)和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)演算)和諧地結(jié)合起來,從而發(fā)展了人類的科學(xué)思維方式和科學(xué)研究方法的科學(xué)家是(

A. 笛卡爾 B. 牛頓 C. 伽利略 D. 亞里士多德

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,足夠長(zhǎng)的水平傳送帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下勻速轉(zhuǎn)動(dòng).現(xiàn)有一可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量m=0.5 kg的煤塊落在傳送帶左端(不計(jì)煤塊落下的速度),煤塊在傳送帶的作用下達(dá)到傳送帶的速度后從右輪軸正上方的P點(diǎn)恰好離開傳送帶做平拋運(yùn)動(dòng),正好落入運(yùn)煤車車廂中心點(diǎn)Q.已知煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8,P點(diǎn)與運(yùn)煤車底板間的豎直高度H=1.8 m,與運(yùn)煤車車廂底板中心點(diǎn)Q的水平距離x=1.2 m,g10 m/s2,求:

(1)傳送帶的速度大小v0;

(2)右輪半徑R;

(3)由于傳送煤塊,電動(dòng)機(jī)多做的功W.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用多用電表測(cè)直流電壓U和測(cè)電阻R時(shí),若紅表筆插入多用電表的(+)插孔,則操作不符合要求的是(  )
A.測(cè)U時(shí)電流從紅表筆流入多用電表,測(cè)R時(shí)電流從紅表筆流出多用電表
B.測(cè)U、測(cè)R電流均從紅表筆流入多用電表
C.測(cè)U、測(cè)R電流均從紅表筆流出多用電表
D.測(cè)U時(shí)電流從紅表筆流出多用電表,測(cè)R時(shí)電流從紅表筆流入多用電表

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,甲、已兩人在光滑冰面上拔河。兩人中間位置處有一分界線,約定先使對(duì)方過分界線者為贏。若繩子質(zhì)量不計(jì),則下列說法正確的是(

A. 甲對(duì)繩的拉力與繩對(duì)甲的拉力是一對(duì)平衡力

B. 甲對(duì)繩的拉力與乙對(duì)繩的拉力是作用力與反作用力

C. 若甲的質(zhì)量比乙大,則甲能贏得拔河比賽的勝利

D. 若乙收繩的速度比甲快,則乙能贏得拔河比賽的勝利

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng).在該區(qū)域中,有一個(gè)豎直放置的光滑絕緣圓環(huán),環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球.O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心,a、b、c、d為圓環(huán)上的四個(gè)點(diǎn),a點(diǎn)為最高點(diǎn),c點(diǎn)為最低點(diǎn),b、O、d三點(diǎn)在同一水平線上.已知小球所受電場(chǎng)力與重力大小相等.現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放,下列判斷正確的是(

A.小球能越過d點(diǎn)并繼續(xù)沿環(huán)向上運(yùn)動(dòng)

B.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)時(shí),不受洛倫茲力

C.小球從d點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中,重力勢(shì)能減小,電勢(shì)能減小

D.小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過程中,經(jīng)過弧bc中點(diǎn)時(shí)速度最大

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