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?

解析:方法一:油滴自由落體至兩板間中點(diǎn)時(shí)速度大小由v2=2gs得:

v=                                                                                                                  ①

加上電壓后所受合力F=qmg                                                                           ②

油滴向上的加速度大小a=g                                                                  ③

再經(jīng)h/2的距離速度減為零,即

v2=2a·g)h                                                                                          ④

由①~④式解得:U=.

方法二:分析油滴運(yùn)動的整個(gè)過程可知,前半程的加速度與后半程的加速度大小相等、方向相反.即

g=,解得U=.

方法三:前半程由動能定理得

mgh=mv2                                                                                                             ①

后半程由動能定理得

mg=0-mv2                                                                                           ②

由①②得:U=.

方法四:油滴從上極板到下極板整個(gè)運(yùn)動過程ΔEk=0,對全過程應(yīng)用動能定理得

mghq=0

解得U=.


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 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.已知兩金屬片的正對面積為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.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.已知平行板長為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)電場中運(yùn)動的時(shí)間t;

(3)離子在偏轉(zhuǎn)電場中受到的電場力的大小F;

(4)離子在偏轉(zhuǎn)電場中的加速度a;

(5)離子在離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的橫向速度vy;

(6)離子在離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度v的大��;

(7)離子在離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的偏移量y;

(8)離子離開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ的正切值tanθ.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖13-9-5所示,在范圍很大的水平向右的勻強(qiáng)電場中,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.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)動軌跡的最高點(diǎn)時(shí),測得它的速度大小恰為v/2.則:

圖13-9-5

(1)電場強(qiáng)度E為多大?

(2)A點(diǎn)到最高點(diǎn)的電勢差為多少?

 

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科目:高中物理 來源: 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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