精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
如图所示,质量为5×10-8kg的带电微粒以V0=2m/s的速度从水平放置的金属板A、B的中央飞入板间,已知板长L=10cm,板间距离d=2cm.当UAB=1000V时,带电粒子恰好沿直线穿过板间,则
(1)UAB为多大时粒子擦上板边沿飞出?
(2)UAB在什么范围内带电粒子能从板间飞出?
分析:(1)当UAB=1000V时,带电粒子恰好沿直线穿过板间,电场力与重力平衡,粒子做匀速直线运动;当粒子擦上板边沿飞出时,粒子向上做类平抛运动,偏转的距离等于
d
2
,水平位移等于板长L,运用运动的分解法,根据牛顿第二定律和运动学公式求出UAB
(2)当粒子擦下板边沿飞出时UAB最小,运用同样的方法求解UAB的最小值.粒子擦上板边沿飞出时,UAB最大,再得UAB的范围.
解答:解:(1)当UAB=1000V时,有mg=q
UAB
d
;当粒子擦上板边沿飞出时,粒子向上做类平抛运动,由题得知,偏转距离y=
d
2
,水平位移x=L.
由L=v0t,y=
1
2
at2
,得
   a=
d
v
2
0
L2
=8m/s2
根据牛顿第二定律得
   q
UAB1
d
-mg=ma
   又mg=q
UAB
d

联立两式得,UAB1=1800V
(2)当粒子擦下板边沿飞出时UAB最小,根据对称性可知,加速度大小也等于a,再由牛顿第二定律得
   mg-q
UAB2
d
=ma
解得,UAB2=200V
所以UAB在200V~1800V范围内带电粒子能从板间飞出.
答:
(1)UAB为1800V时粒子擦上板边沿飞出.
(2)UAB在200V~1800V范围内带电粒子能从板间飞出.
点评:本题带电粒子在重力场与电场的复合场中做类平抛运动,采用运动的分解法研究,只是重力必须考虑.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,质量为5×10-8kg的带电小球以V0=2m/s的速度从水平放置的金属板A、B的中央飞入板间,已知板长L=10cm,板间距离d=2cm.当UAB=1000V时,带电小球恰好沿直线穿过板间,则(g=10m/s2
(1)该小球带何种电性?其所带电荷量的大小是多少?
(2)要使小球能刚好擦上板边沿飞出,UAB应为多少?
(3)该小球擦上板边沿飞出时,其动能是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,质量为5×10-6kg的带电微粒以V0=2m/s的速度从水平放置的金属板A、B的中央飞入板间,已知板长L=10cm,板间距离d=2cm.当uAB=1000V时,带电粒子恰好沿直线穿过板间,则
(1)带电粒子所带电量如何?
(2)uAB为多大时粒子擦上板边沿飞出?
(3)如uAB=1000V,试通过加一垂直纸面的一个匀强磁场,其大小及方向应如何也可让粒子擦上板边沿飞出?(g=10m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,质量为5×10-8kg的带电微粒以V0=2m/s的速度从水平放置的金属板A、B的中央飞入板间,已知板长L=10cm,板间距离d=2cm.当UAB=1000V时,带电粒子恰好沿直线穿过板间,则当UAB为多大时粒子恰能从金属板间飞出?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,质量为5×10-8kg的带电微粒以v0=2m/s速度从水平放置的平行金属板A、B的中央飞入板间.已知板长L=10cm,板间距离d=2cm,当UAB=103V时,带电微粒恰好沿直线穿过板间,则AB间所加电压在什么范围内带电微粒能从板间飞出?

查看答案和解析>>

同步练习册答案