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9.如圖所示,Y和Y′是真空中一對(duì)水平放置的平行金屬板,板間距離為d,板長(zhǎng)為L(zhǎng),兩板間電勢(shì)差為U,板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng).現(xiàn)有一電荷量為+q、質(zhì)量為m的帶電粒子,以水平初速度v0射入板間.已知該粒子能射出金屬板,不計(jì)粒子重力.求:
(1)帶電粒子射出金屬板時(shí)速度v的大�。�
(2)在帶電粒子通過(guò)平行金屬板的過(guò)程中,電場(chǎng)力所做的功W.

分析 (1)粒子做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),水平方向勻速,豎直方向勻加速,故可求得速度;
(2)利用動(dòng)能定理求的電場(chǎng)力做功

解答 解:(1)金屬板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E=Usk60uip
在平行于金屬板的方向,帶電粒子以速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)t=Lv0
在垂直于金屬板的方向,帶電粒子做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng).根據(jù)牛頓第二定律,粒子的加速度a=qEm=qUmd
所以粒子射出金屬板時(shí),在垂直金屬板方向的分速度v=at=qULmdv0
所以v=v20+v2=v20+q2U2L2m2d2v20
(2)根據(jù)動(dòng)能理可求得,在此過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功為W=12mv212mv20=q2U2L22md2v20
答:(1)帶電粒子射出金屬板時(shí)速度v的大小為v20+q2U2L2m2yqi6t2b2v20;
(2)在帶電粒子通過(guò)平行金屬板的過(guò)程中,電場(chǎng)力所做的功W為q2U2L22m1anfsum2v20

點(diǎn)評(píng) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),若垂直電場(chǎng)線進(jìn)入則做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),要將運(yùn)動(dòng)分解為沿電場(chǎng)線和垂直于電場(chǎng)線兩個(gè)方向進(jìn)行分析,利用直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律進(jìn)行求解.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

19.兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的相同金屬小球,電荷量絕對(duì)值之比為1:5,它們相距r時(shí),彼此間存在相互吸引的庫(kù)侖力,其大小為F;若將兩球充分接觸后,再讓它們相距2r,則它們之間(  )
A.庫(kù)侖力大小為F5,相互吸引B.庫(kù)侖力大小為F5,相互排斥
C.庫(kù)侖力大小為9F20,相互吸引D.庫(kù)侖力大小為4F5,相互排斥

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

20.如圖a、b所示,是一輛質(zhì)量為6×103kg的公共汽車(chē)在t=0和t=3s末兩個(gè)時(shí)刻的兩張照片.當(dāng)t=0時(shí),汽車(chē)剛啟動(dòng),在這段時(shí)間內(nèi)汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)可看成勻加速直線運(yùn)動(dòng).圖c是車(chē)內(nèi)橫桿上懸掛的拉手環(huán)經(jīng)放大后的θ=37°,據(jù)題中提供的信息,可以估算出的物理量有( �。�
A.汽車(chē)的加速度B.3s末汽車(chē)的速度C.汽車(chē)的高度D.汽車(chē)的牽引力

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

17.如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E,M與N兩點(diǎn)間的距離為d,MN與電場(chǎng)線的夾角為α,則M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為( �。�
A.EdB.EdsinαC.EdcosαD.Edtanα

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

4.如圖所示,空間有一個(gè)范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電小圓環(huán)套在一根固定的絕緣水平細(xì)桿上,桿足夠長(zhǎng),環(huán)與桿的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)給環(huán)一個(gè)向右的初速度v0,在圓環(huán)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( �。�
A.如果磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,圓環(huán)克服摩擦力做的功一定為12mv02
B.如果磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,圓環(huán)克服摩擦力做的功一定為12mv02-m3g22B2q2
C.如果磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,圓環(huán)克服摩擦力做的功一定為12mv02
D.如果磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,圓環(huán)克服摩擦力做的功一定為12mv02-m3g22B2q2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

14.關(guān)于作用力和反作用力,下列說(shuō)法正確的是( �。�
A.先產(chǎn)生作用力,后產(chǎn)生反作用力
B.彈力與摩擦力都有反作用力,而重力無(wú)反作用力
C.作用力與反作用力的合力為零
D.作用力與反作用力一定是性質(zhì)相同的一對(duì)力

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科目:高中物理 來(lái)源:2016-2017學(xué)年安徽省宣城市四校高二上學(xué)期期中考物理試卷(解析版) 題型:簡(jiǎn)答題

如圖所示,在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一帶電量為q= -2×10-5C的小球,自?xún)A角為θ=37°的絕緣斜面頂端A點(diǎn)由靜止開(kāi)始滑下,接著通過(guò)半徑為R=2m的絕緣半圓軌道最高點(diǎn)C(C點(diǎn)的切線水平),已知小球質(zhì)量為m=0.5kg,勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E=2×105N/C,小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦阻力及空氣阻力不計(jì)(g=10m/s2 sinθ=0.6 cosθ=0.8),求:

(1)小球沿斜面向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度大小

(2)H至少應(yīng)為多少?(提示小球在最高點(diǎn)C時(shí)速度不能為零.c點(diǎn)速度最小時(shí)H最�。�

(3)通過(guò)調(diào)整釋放高度使小球到達(dá)C點(diǎn)的速度為4m/s,則小球落回到斜面時(shí)的動(dòng)能是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

15.如圖,一正方形閉合線圈,從靜止開(kāi)始下落一定高度后,穿越一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,線圈上、下邊始終與磁場(chǎng)邊界平行.自線圈開(kāi)始下落到完全穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中,線圈中的感應(yīng)電流I、受到的安培力F及速度v隨時(shí)間t變化的關(guān)系,可能正確的是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

16.GPS導(dǎo)航系統(tǒng)可以為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù),它是由周期約為12h的衛(wèi)星群組成.則GPS導(dǎo)航衛(wèi)星與地球同步衛(wèi)星相比( �。�
A.地球同步衛(wèi)星的角速度大B.地球同步衛(wèi)星的軌道半徑小
C.GPS導(dǎo)航衛(wèi)星的線速度大D.GPS導(dǎo)航衛(wèi)星的向心加速度小

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