(16分)如图,水平放置的平行板电容器,原来两极板不带电,上极板接地,它的极板长L=0.1m,两极板间距离d=0.4cm.有一束相同微粒组成的带电粒子流从两板中央平行于极板射入
◎ 题目
(16分)如图,水平放置的平行板电容器,原来两极板不带电,上极板接地,它的极板长L=0.1 m,两极板间距离d=0.4 cm.有一束相同微粒组成的带电粒子流从两板中央平行于极板射入,由于重力作用微粒落到下板上.已知微粒质量为m=2×10-6 kg,电荷量为q=+1×10-8 C,电容器电容为C=10-6 F,g 取10 m/s2,求: (1)为使第一个微粒的落点范围在下极板中点到紧靠边缘的B点之内,则微粒入射速度v0应为多少? (2)若带电粒子落到AB板上后电荷全部转移到极板上,则以上述速度射入的带电粒子最多能有多少个落到下极板上? |
◎ 答案
(1) 2.5 m/s<v0<5 m/s(2)600个 |
◎ 解析
(1)若第一个粒子落到O点, 由=v01t1 ---------2分 = 得v01=2.5 m/s ---------2分 若落到B点,由L=v02t1 -------2分 =得v02=5 m/s 故 2.5 m/s<v0<5 m/s.-----------2分 (2)由L=v01t,得t=4×10-2 s--------2分 由= at2得a=2.5 m/s2-------------2分 由mg -qE=ma,E= ----------2分 得Q=6×10-6C 所以n==600个.----------2分 本题带电粒子在匀强电场中的偏转,如果粒子落在O点,由粒子所受电场力方向与速度方向垂直可知粒子做的是类平抛运动,由平抛运动规律可求得此时速度大小,如果粒子落在B点,由水平和竖直方向的分运动可求得此时速度大小,由此可知粒子初速度的取值范围,随着落在下极板的电荷越来越多,极板间的场强越来越大,由水平分速度先求的运动时间,再由竖直方向的匀加速直线运动求得加速度大小,由牛顿第二定律求得电场力大小,由E=U/d可求得电压大小,由电容器的电容公式可求得极板带电量,从而求得粒子个数 |
◎ 知识点
专家分析,试题“(16分)如图,水平放置的平行板电容器,原来两极板不带电,上极板接地,它的极板长L=0.1m,两极板间距离d=0.4cm.有一束相同微粒组成的带电粒子流从两板中央平行于极板射入…”主要考查了你对 【带电粒子在电场中的偏转】 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。- 最新内容
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下一篇:(16分)在竖直平面内有一圆形绝缘轨道,半径为R=0.4m,匀强磁场垂直于轨道平面向里,一质量为m=1×10-3kg、带电量为q=+3×10-2C的小球,可在内壁滑动,如图甲所示,开始时,在
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