16．如圖所示，水平放置的平行板電容器，原來兩板不帶電，上極板接地，它的極板長L=0.1m，兩板間距離d=0.4cm，有一束相同的帶電微粒以相同的初速度先后從兩板中央平行極板射入，由于重力作用微粒能落到下板上，微粒所帶電荷立即轉(zhuǎn)移到下極板且均勻分布在下極板上．設(shè)前一微粒落到下極板上時(shí)后一微粒才能開始射入兩極板間．已知微粒質(zhì)量為 m=2×10-6kg，電量q=1×10-8C，電容器電容為C=10-6F，取g=10m/s2．求：
（1）為使第一個(gè)微粒落在下板中點(diǎn)求微粒入射的初速度v0為多少？
（2）若帶電微粒以第一問中初速度v0入射，則下極板的電勢(shì)最高為多少？．

分析 （1）第一個(gè)微粒只受重力，做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的分位移公式列式求解即可；
（2）在極板上積累電荷的過程中，電場逐漸增加，粒子做類似平拋運(yùn)動(dòng)的水平分位移逐漸增加，臨界情況是水平分位移等于板長L．

解答 解：（1）第一個(gè)微粒進(jìn)入電容器后只受重力作用，做平拋運(yùn)動(dòng)，
水平方向：$\frac{L}{2}$=v0t，
豎直方向：$\fraciwuciau{2}=\frac{1}{2}$gt2，
代入數(shù)據(jù)解得：v0=2.5m/s；
（2）當(dāng)平行板電容器電壓最大時(shí)，進(jìn)入板間的微粒剛好從下極板右邊緣飛出，
微粒在板間做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向：L=v0t1，豎直方向：$\fracea80ic8{2}$=$\frac{1}{2}$at12，
由牛頓第二定律得：mg-q$\frac{U}iy0iaqk$=ma，
代入數(shù)據(jù)解得：U=6V；
故下極板的電勢(shì)最高為6V；
答：（1）為使第一個(gè)微粒恰能落在下極板的中點(diǎn)，求微粒入射的初速度v0為2.5m/s．
（2）若帶電微粒以第（1）問中初速度v0入射，則平行板電容器下極板的電勢(shì)最高為6V．

點(diǎn)評(píng) 本題考查如何處理平拋運(yùn)動(dòng)的思路，掌握運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法，理解運(yùn)動(dòng)學(xué)公式與牛頓第二定律的綜合應(yīng)用．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

6．下列說法中正確的是（　　）
A．勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，速度的變化量是恒定的
B．物體做直線運(yùn)動(dòng)，若在任意相等的時(shí)間內(nèi)的位移相等，則物體就做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C．物體做直線運(yùn)動(dòng)，若在相等的時(shí)間內(nèi)增加的位移相等，則物體就做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
D．勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，在任意相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化量是恒定的

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

7．在如圖所示的電路中，電壓表和電流表均為理想電表．閉合電鍵S后，將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)，其他部分不變．若用△U1表示電壓表V1示數(shù)的變化量，△I1表示電流表A1示數(shù)的變化量，△I2表示電流表A2示數(shù)的變化量，電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為E、r，則在此過程中，下列判斷正確的是（　�。�
A．V1示數(shù)減小，$\frac{{△{U_1}}}{{△{I_1}}}$減小B．A1示數(shù)變小，$\frac{{△{U_1}}}{{△{I_2}}}$減小
C．V1示數(shù)減小，$\frac{{△{U_1}}}{{△{I_1}}}$不變D．A2示數(shù)減小，$\frac{{△{U_1}}}{{△{I_2}}}$不變

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

4．某學(xué)習(xí)小組在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，用如圖5所示的氣墊導(dǎo)軌裝置來測滑塊的加速度，由導(dǎo)軌標(biāo)尺可以測出兩個(gè)光電門之間的距離L，窄遮光板的寬度為d，窄遮光板依次通過兩個(gè)光電門的時(shí)間分別為t1、t2．
（1）通過兩個(gè)光電門的瞬時(shí)速度分別為v1=$\fracmiem0k8{{t}_{1}^{\;}}$，v2=$\fracaiiouyc{{t}_{2}^{\;}}$．在計(jì)算瞬時(shí)速度時(shí)應(yīng)用的物理方法是極限法（填“極限法”“微元法”或“控制變量法”）．
（2）滑塊的加速度可以表示為a=$\frac{c8cuycm_{\;}^{2}}{2L}（\frac{1}{{t}_{2}^{2}}-\frac{1}{{t}_{1}^{2}}）$（用題中所給物理量表示）．
（3）該學(xué)習(xí)小組在測出滑塊的加速度后，經(jīng)分析討論，由于滑塊在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)空氣阻力很小，可用上述實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，為此還需測量的物理量是沙桶的質(zhì)量m和滑塊和擋光條的總質(zhì)量M．機(jī)械能守恒的表達(dá)式為$\frac{1}{2}（M+m）（\fracis8g0sc{{t}_{2}^{\;}}）_{\;}^{2}-\frac{1}{2}（M+m）（\frac00c8u00{{t}_{1}^{\;}}）_{\;}^{2}=mgL$（用題中所給物理量和測量的物理量表示）．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．質(zhì)點(diǎn)從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，從開始運(yùn)動(dòng)起，通過連續(xù)三段路程所用的時(shí)間分別為1s、2s、3s，則這三段路程的平均速度之比應(yīng)為（　　）
A．1：2：3B．1：3：6C．1：4：9D．1：8：27

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

1．如圖所示，質(zhì)量相等的A、B兩物體在同一水平線上．當(dāng)水平拋出A物體的同時(shí)，B物體開始自由下落（空氣阻力忽略不計(jì)）．曲線AC為A物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，直線BD為B物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，兩軌跡相交于O點(diǎn)．則兩物體（　�。�
A．經(jīng)O點(diǎn)時(shí)速率相等
B．從運(yùn)動(dòng)開始至經(jīng)過O點(diǎn)過程中兩物體的速度變化量相等
C．在O點(diǎn)時(shí)重力的功率相等
D．在O點(diǎn)具有的機(jī)械能相等

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

8．甲、乙兩物體分別從10m和20m高處時(shí)自由落下，不計(jì)空氣阻力，下面描述正確的是（　�。�
A．落地時(shí)甲的速度是乙的速度的$\frac{1}{\sqrt{2}}$倍
B．落地時(shí)間甲是乙的兩倍
C．甲、乙兩物體在最后1s內(nèi)下落的高度相等
D．下落1s時(shí)甲的速度與乙的速度相同

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

5．氣球以10m/s的速度沿豎直方向勻速上升，當(dāng)它上升到離地175m的高度時(shí)，一物體從氣球上掉下，不考慮物體的浮力，不考慮空氣阻力，g=10m/s2則：
（1）該物體需要經(jīng)過多長時(shí)間才能落地？
（2）該物體到達(dá)地面時(shí)的速度是多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

11．質(zhì)量為m，電量為e的電子，從速度為零，經(jīng)過一個(gè)電壓為U1的加速電場加速后垂直進(jìn)入一個(gè)偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)電極極板長度為L，偏轉(zhuǎn)電壓為U2，極間距離為d．則下列說法中正確的是（　�。�
A．電子離開加速電場時(shí)的速度為$\sqrt{\frac{e{U}_{1}}{m}}$
B．電子飛越偏轉(zhuǎn)電場的時(shí)間為$\sqrt{\frac{m{L}^{2}}{2{U}_{1}}}$
C．電子飛越偏轉(zhuǎn)電場過程中，動(dòng)能增量為$\frac{e{{U}_{2}}^{2}{L}^{2}}{40iwoagi^{2}{U}_{1}}$
D．電子飛越偏轉(zhuǎn)電場過程中，動(dòng)量的增量為U2L$\sqrt{\frac{me}{2{U}_{1}8akoyas^{2}}}$

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案