9.如圖(甲)所示,平行金屬板PQ、MN水平固定在地面上方的空間,金屬板長(zhǎng)L=60cm,兩板間距d=10cm,兩板間電壓UMP=100V.帶電粒子從金屬板的P端水平進(jìn)入金屬板間的電場(chǎng)中,在電場(chǎng)力的作用下恰好從金屬板MN的右邊緣飛出.已知帶電粒子的比荷$\frac{q}{m}$=2.0×106C/kg.板間的電場(chǎng)均為勻強(qiáng)電場(chǎng),粒子重力不計(jì).
(1)求帶電粒子的電性及進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度大。
(2)若兩金屬板間改加如圖(乙)所示的電壓,粒子在t=0時(shí)刻仍以同樣的速度從金屬板的P端水平進(jìn)入電場(chǎng),且恰好從右邊緣水平飛出,求交變電壓的周期T及電壓U.

分析 (1)根據(jù)粒子所受電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向間的關(guān)系確定粒子的電性,應(yīng)用類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析答題.
(2)分析清楚粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程,應(yīng)用勻速運(yùn)動(dòng)規(guī)律與勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析答題.

解答 解:(1)由題意可知,UMP=100V,兩極板間的電場(chǎng)方向豎直向上,
粒子從MN板右邊緣飛出,則粒子所受電場(chǎng)力豎直向下,電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反,粒子帶負(fù)電;
粒子在兩極板間做類平拋運(yùn)動(dòng),
水平方向:L=v0t,
豎直方向:d=$\frac{1}{2}$$\frac{q{U}_{MP}}{md}$t2,
代入數(shù)據(jù)解得:v0=6×106m/s;
(2)粒子在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),在水平方向:L=v0t,粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間:t=1×10-7s,
粒子從金屬板的P端水平進(jìn)入電場(chǎng),且恰好從右邊緣水平飛出,
粒子飛出極板時(shí)豎直方向速度為零,則粒子前半個(gè)周期內(nèi)在豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng),
在后半個(gè)周期內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng),則:nT=t,交變電壓的周期:T=$\frac{t}{n}$=$\frac{1×1{0}^{-7}}{n}$s  n=1、2、3、…
粒子在豎直方向:d=n×2×$\frac{1}{2}$$\frac{qU}{md}$×($\frac{T}{2}$)2
滴入數(shù)據(jù)解得:U=2n×106V  n=1、2、3、…;
答:(1)帶電粒子帶負(fù)電,粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度大小為6×106m/s;
(2)交變電壓的周期T為$\frac{1×1{0}^{-7}}{n}$s  n=1、2、3、…,電壓U為:2n×106V  n=1、2、3、….

點(diǎn)評(píng) 本題考查了粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),方向清楚粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程是解題的關(guān)鍵,應(yīng)用類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可以解題.

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:解答題

19.在如圖所示的電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)E=15.0V,內(nèi)阻r=1.0Ω;電阻R1=60Ω,R2=10Ω,R3=20Ω,R4=35Ω;電容器的電容C=100 μF,求:
(1)接通電鍵S后,流過(guò)電源的電流和R3兩端的電壓;
(2)待電路穩(wěn)定后再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,求流過(guò)R3的電荷量.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

20.下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力,重力的方向總是豎直向下的
B.物體的重力大小完全由物體質(zhì)量m和所在位置的重力加速度g決定,與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)
C.物體各部分都受重力作用,其中重心處所受重力最大
D.如果物體有幾何中心,則該幾何中心就是重心位置

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

17.如圖所示,質(zhì)量為m=1kg的物體自空間O點(diǎn)以水平初速度v0拋出,落在地面上的A點(diǎn),其軌跡為一拋物線.現(xiàn)仿此拋物線制作一個(gè)光滑滑道并固定在與OA完全重合的位置上,然后將此物體從O點(diǎn)由靜止釋放,受微小擾動(dòng)而沿此滑道滑下,在下滑過(guò)程中物體未脫離滑道.P為滑道上一點(diǎn),OP連線與豎直成45°角,此時(shí)物體的速度是10m/s,取g=10m/s2,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.物體做平拋運(yùn)動(dòng)的水平初速度v0為2$\sqrt{5}$m/s
B.物體沿滑道經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)速度的水平分量為$\sqrt{5}$m/s
C.OP的長(zhǎng)度為5$\sqrt{2}$m
D.物體沿滑道經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)重力的功率為40$\sqrt{5}$w

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

4.南昌公交運(yùn)輸集團(tuán)于今年10月20日起開(kāi)通50路紅谷灘配套中心到南昌西站純電動(dòng)公交車,這是我省首條全部采用純電動(dòng)公交車運(yùn)營(yíng)的公交線路.這輛有三十多個(gè)座位的客車的動(dòng)力裝置的一套電池能反復(fù)充電1 200多次;每次充電僅需三至五個(gè)小時(shí),蓄電量可讓客車一次性跑500km,客車時(shí)速最高可達(dá)180km/h.如果客車總質(zhì)量為9×103 kg.當(dāng)它在某城市快速公交路面上以v=90km/h的速度勻速行駛時(shí),驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入電流I=150A,電壓U=300V.在此行駛狀態(tài)下(取g=10m/s2),求:
(1)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率P;
(2)若驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠?qū)⑤斎牍β实?0%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率P機(jī),求汽車所受阻力的大。
(3)如果當(dāng)它在某城市快速公交路面上以v=90km/h的速度勻速行駛一段時(shí)間后關(guān)閉電源(設(shè)汽車所受阻力不變),客車滑行的時(shí)間是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

14.與毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶負(fù)電,與絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

1.如圖所示的裝置可以用來(lái)測(cè)定磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,天平右臂下面掛一個(gè)矩形線圈,寬為L(zhǎng),共n匝,線圈的下半部分懸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于紙面.當(dāng)線圈中通有圖示方向的電流I時(shí),天平左右兩盤(pán)中各加上質(zhì)量分別為m1和m2的砝碼后,天平平衡;當(dāng)電流反向時(shí)(大小不變),右盤(pán)中再加質(zhì)量為m的砝碼后,天平重新平衡.由此可知(  )
A.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里,大小為(m1-m2)$\frac{g}{nIl}$
B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里,大小為$\frac{mg}{2nIl}$
C.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外,大小為(m1-m2)$\frac{g}{nIl}$
D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外,大小為$\frac{mg}{2nIl}$

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

18.如圖所示的裝置,其中AB部分為一長(zhǎng)為L(zhǎng)=5m并以v=4m/s速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶,BCD部分為一半徑為r=2m豎直放置的半圓形軌道,直徑BD恰好豎直,軌道與傳送帶相切于B點(diǎn).現(xiàn)將一質(zhì)量為m=1kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊無(wú)初速地放在傳送帶的左端A點(diǎn)上,已知滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,g=10m/s2
(1)滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大。
(2)求滑塊在半圓形軌道上能上升的最大高度;
(3)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明小滑塊最終的狀態(tài).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

19.用絲綢摩擦玻璃棒,玻璃棒帶正電,這是由于( 。
A.摩擦起電創(chuàng)造了電荷
B.絲綢上的正電荷轉(zhuǎn)移到玻璃棒上,使得玻璃棒帶正電
C.絲綢上的電子轉(zhuǎn)移到玻璃棒上,使得玻璃棒帶正電
D.玻璃棒上的電子轉(zhuǎn)移到絲綢上,所以玻璃棒帶正電

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案