如圖所示，水平放置的平行板電容器，原來兩板不帶電，上極板接地，它的極板長 L= 0.1m，兩板間距離d = 0.4 cm，有一束相同的帶電微粒以相同的初速度先后從兩板中央平行極板射入，由于重力作用微粒能落到下板上，微粒所帶電荷立即轉(zhuǎn)移到下極板且均勻分布在下極板上．設(shè)前一微粒落到下極板上時后一微粒才能開始射入兩極板間。已知微粒質(zhì)量為 m = 2×10-6kg，電量q = 1×10-8 C，電容器電容為C=10-6 F，取g=10m∕s2．求：

（1）第一個微粒運動的時間

（2）為使第一個微粒的落點范圍能在下板中點B到緊靠右邊緣的C點之內(nèi)，求微粒入射的初速度v0的取值范圍；

（3）若帶電微粒均以第一問中初速度v0的最小值入射，求最后一個帶電微粒落到下極板上時的電勢能（取地面為零勢能面）。

 

【答案】

（1）t1=0.02s（2）2.5 m/s≤v0≤5 m/s（3）ε電 =qEd=6×10-8 J

【解析】(1)（5分）第1個粒子落下極板上時：＝gt12（3分），t1=0.02s（2分）

(2)（5分）由＝v01t1 ， 得v01＝2.5 m/s （2分，若落到B點，由L＝v02t1,得v02＝5 m/s（2分），故2.5 m/s≤v0≤5 m/s（1分）

(3)（6分）由L＝v01t， 得t＝4×10-2 s （1分），由＝at2，得a＝2.5 m/s2 （2分）

由mg－qE=ma，得qE=1.5×10-5N（1分），ε電 =qEd=6×10-8 J（2分）

 

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，水平放置的平行金屬板A、B間距為d，帶電粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，粒子以速度v從兩極板中央處水平飛入兩極板間，當兩板上不加電壓時，粒子恰從下板的邊緣飛出．現(xiàn)給AB加上一電壓，則粒子恰好從上極板邊緣飛出求：（1）兩極板間所加電壓U；（2）金屬板的長度L．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，水平放置的矩形線圈abcd的面積為S，處于豎直向下的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場內(nèi)，則穿過矩形線圈的磁通量是
BS
BS
，當線圈繞ab邊轉(zhuǎn)過90°時，穿過它的磁通量為
0
0
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，水平放置的白色的傳送帶以速度v=6m/s向右勻速運行，現(xiàn)將一小煤塊輕輕地放在傳送帶A端，物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，若A端與B端相距30m，則（g=10m/s2）（　　）
A、小煤塊先作勻加速直線運動，后作勻速直線運動B、小煤塊一直作勻加速直線運動C、全過程中，小煤塊先受到向右的滑動摩擦力，后不受摩擦力作用D、全過程中，小煤塊先受到向右的滑動摩擦力，后受到向右的靜摩擦力作用

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距d=0.10m，a、b間的電場強度為E=5.0×105N/C，b板下方整個空間存在著磁感應(yīng)強度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強磁場．今有一質(zhì)量為m=4.8×10-25kg、電荷量為q=1.6×10?18C的帶正電的粒子（不計重力），從貼近a板的左端以υ0=1.0×106m/s的初速度水平射入勻強電場，剛好從狹縫P穿過b板而垂直進入勻強磁場，最后粒子回到邊界b的Q（圖中未標出）處．試求
（1）粒子穿過狹縫P時的速度υ及其與b板的夾角θ．
（2）P、Q之間的距離L．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，水平放置的平行板電容器，原來AB兩板不帶電，B極板接地，它的極板長L=0.1m，兩板間距離d=0.4×10-2m，現(xiàn)有一微粒質(zhì)量m=2.0×10-6kg，帶電量q=+1.0×10-8C，以一定初速度從兩板中央平行于極板射入，由于重力作用微粒恰好能落到A板上中點O處，不反彈．忽略平行板電容器的邊緣效應(yīng)，取g=10m/s2．試求：
（1）帶電粒子入射初速度的大��；
（2）現(xiàn)使電容器帶上電荷，使帶電微粒能從平行板電容器的右側(cè)射出，且不碰板．則帶電后A板的電勢應(yīng)滿足什么條件？

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