分析 (1)此題要明確粒子進入偏轉(zhuǎn)電場后做類平拋運動,打在P點的條件是:水平位移等于12L,豎直位移等于12d,然后由動能定理求得加速獲得的速度,根據(jù)類平拋規(guī)律即可求解;
(2)先研究粒子剛好飛出電場時板間電壓,分析粒子能否飛出電場,結(jié)合水平位移求出時間,再由牛頓第二定律和位移公式結(jié)合解答.
解答 解:(1)設(shè)負離子的質(zhì)量為m,電量為q,從B板小孔飛出的速度為v0,
粒子在AB板間加速過程,由動能定理得:U1q=12mv02…①
粒子進入偏轉(zhuǎn)電場后做類平拋運動,由類平拋規(guī)律:
水平方向有:12L=v0t…②
豎直方向有:y=12at2…③
又加速度為:a=qU2md…④
整理可得:y=U2L216dU1…⑤
又y=3hgemax2…⑥
聯(lián)立⑤⑥解得 U2=32V,因負離子所受電場力方向向上,所以C板電勢高,故為了使負離子能打在P點,C、D兩板間的電壓應(yīng)為32V,C板電勢高.
(2)若負離子從水平板邊緣飛出,則應(yīng)滿足:
x=L,y=\fracwjwwcpk2
由類平拋規(guī)律可得:
x=v0t,y=12at2
根據(jù)動能定理得:qU1=12mv02
聯(lián)立以上各式解得:y=U2L24dU1,
將y=\fracghq5sgm2代入可解得:U2=8V
可見,如果兩板間所加電壓為4V,則負離子不能打在板上,而是從兩板間飛出.
將U2=4V,代入y=U2L24dU1,
解得 y=0.05m
故如果C、D兩板間所加的電壓為4V,則負離子不能打在板上,它離開電場時發(fā)生的側(cè)移為0.05m.
答:(1)為了使負電荷能打在P點,C板電勢高,板間電壓UCD應(yīng)為32V.
(2)如果C、D兩板間所加的電壓為4V,負電荷離開電場時豎直方向的偏轉(zhuǎn)距離為0.05m.
點評 粒子先加速后偏轉(zhuǎn),加速過程運用動能定理求速度,偏轉(zhuǎn)過程運用運動的分解法,由牛頓第二定律和運動學(xué)公式結(jié)合研究,都是常用的方法,關(guān)鍵要熟練運用.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 磁場方向垂直紙面向外 | |
B. | 兩粒子各自離開矩形區(qū)域時的動能相等 | |
C. | 由題給數(shù)據(jù),初速度可求 | |
D. | 由題給數(shù)據(jù),磁感應(yīng)強度可求 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | Q與q是同種電荷 | |
B. | 不管Q帶什么性質(zhì)的電荷,a點的場強一定比b點的小 | |
C. | 微粒通過a、b兩點時,加速度方向都是沿軌跡的切線方向 | |
D. | 微粒通過a時的速率比通過b時的速率大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
代表符號 | L0 | L1 | L2 | L3 | L4 | L5 | L6 | L7 |
刻度數(shù)值/cm | 1.70 | 3.40 | 5.10 | 6.85 | 8.60 | 10.3 | 12.1 | 14.05 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | M點的電勢低于N點的電勢 | |
B. | 粒子在M點的電勢能小于N點的電勢能 | |
C. | 粒子在M點的加速度大于在N點的加速度 | |
D. | 粒子在M點的速度小于在N點的速度 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 真空中兩個帶電球體間的相互作用 | |
B. | 真空中任意帶電體間的相互作用 | |
C. | 真空中兩個點電荷間的相互作用 | |
D. | 真空中兩個電荷量足夠小的帶電體間的相互作用 |
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