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带电粒子在电场中运动的综合应用
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如图甲所示,水平放置的平行金属板A、B,两板的中央各有一小孔O1、O2,板间距离为d,开关S接1。当t=0时,在a、b两端加上如图乙所示的电压,同时在c、d两端加上如图丙所示的电
网友投稿 2022-12-05 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图甲所示,水平放置的平行金属板A、B,两板的中央各有一小孔O
1
、O
2
,板间距离为d,开关S接1。当t=0时,在a、b两端加上如图乙所示的电压,同时在c、d两端加上如图丙所示的电压。此时,一质量为m的带负电微粒P恰好静止于两孔连线的中点处(P、O
1
、O
2
在同一竖直线上)。重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)若在
时刻将开关S从1扳到2,当u
cd
=2U
0
时,求微粒P的加速度大小和方向;
(2)若要使微粒P以最大的动能从A板中的小孔O
1
射出,问在
到t=T之间的哪个时刻,把开关S从1扳到2?u
cd
的周期T至少为多少?
◎ 答案
解:(1)当A、B间加电压U
0
时,微粒P处于平衡状态,根据平衡条件,有
①
当A、B电压为2U
0
时,根据牛顿第二定律,有
②
由①②得
③
加速度的方向竖直向上
(2)依题意,为使微粒P以最大的功能从小孔O
1
射出,应让微粒P能从O
2
处于初速向上一直做匀加速运动。为此,微粒P应先自由下落一段时间,然后加上电压2U
0
,使微粒P接着以大小为g的加速度向下减速到O
2
处再向上加速到O
1
也射出。设向下加速和向下减速的时间分别为
和
,则
④
⑤
解得
⑥
故应在
时刻把开关S从1扳到2
设电压u
cd
的最小周期为T
0
,向上加速过程,有
⑦
解得
⑧
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图甲所示,水平放置的平行金属板A、B,两板的中央各有一小孔O1、O2,板间距离为d,开关S接1。当t=0时,在a、b两端加上如图乙所示的电压,同时在c、d两端加上如图丙所示的电…”主要考查了你对 【牛顿运动定律的应用】,【带电粒子在电场中运动的综合应用】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202212/408885.html
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