如圖所示裝置中，AB是兩個豎直放置的平行金屬板，在兩板中心處各開有一個小孔，板間距離為d，板長也為d，在兩板間加上電壓U后，形成水平向右的勻強(qiáng)電場．在B板下端（緊挨B板下端，但未接觸）固定有一個點(diǎn)電荷Q，可以在極板外的空間形成電場．緊挨其下方有兩個水平放置的金屬極板CD，板間距離和板長也均為d，在兩板間加上電壓U后可以形成豎直向上的勻強(qiáng)電場．某時(shí)刻在O點(diǎn)沿中線OO'由靜止釋放一個質(zhì)量為m，帶電量為q的正粒子，經(jīng)過一段時(shí)間后，粒子從CD兩極板的正中央進(jìn)入電場，最后由CD兩極板之間穿出電場．不計(jì)極板厚度及粒子的重力，假設(shè)裝置產(chǎn)生的三個電場互不影響，靜電力常量為k．求：
（1）粒子經(jīng)過AB兩極板從B板飛出時(shí)的速度大小；
（2）在B板下端固定的點(diǎn)電荷Q的電性和電量；
（3）粒子從CD兩極板之間飛出時(shí)的位置與釋放點(diǎn)O之間的距離．
（1）粒子經(jīng)過AB兩板，由動能定理可知：qU=
1
2
mv2 ①
得：v=
2qU
m
；
（2）粒子飛出B板后，在Q的作用下做勻速圓周運(yùn)動，由受力分析可知Q帶負(fù)電，由庫侖力提供粒子所需要的向心力，則得：
k
qQ
(
d
2
)2
=m
v2
d
2

解得：Q=
dU
k
；
（3）粒子沿CD中線進(jìn)入CD間的電場，做類平拋運(yùn)動
水平方向做勻速直線運(yùn)動，有：d=vt ②
豎直方向做勻加速直線運(yùn)動，有：y=
1
2
at2 ③
且 a=
qU
md
 ④
由①～④可得：y=
1
4
d
則飛出CD板時(shí)的位置與O點(diǎn)之間的距離為：S=d+y=
5
4
d；
答：
（1）粒子經(jīng)過AB兩極板從B板飛出時(shí)的速度大小為
2qU
m
；
（2）在B板下端固定的點(diǎn)電荷Q帶負(fù)電，電量為
dU
k
；
（3）粒子從CD兩極板之間飛出時(shí)的位置與釋放點(diǎn)O之間的距離為
5
4
d．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

圖中的A．B是一對平行的金屬板，在兩板間加上一周期為T的正弦交變電壓，即在t=0時(shí)兩板間電壓為0，在t=T/4時(shí)A板為正的電勢最大值，在t=T/2時(shí)，兩板間電壓又變?yōu)?，在t=3T/4時(shí)A板為負(fù)的電勢最大值．一個電子(重力不計(jì))從B板上的小孔進(jìn)入板間，進(jìn)入時(shí)的初速度可以忽略．已知電子不論何時(shí)進(jìn)入，在半個周期時(shí)間內(nèi)都不能到達(dá)A板．下面的說法中正確的是

A．若電子是在t=0時(shí)刻進(jìn)入的，它將做簡諧運(yùn)動，永遠(yuǎn)也不能到達(dá)A板
B．若電子是在t=T/8時(shí)刻進(jìn)入的，它將時(shí)而向A板運(yùn)動，時(shí)而向B板運(yùn)動，有可能從B板的小孔飛出
C．若電子是在t=T/4時(shí)刻進(jìn)入的，它將做簡諧運(yùn)動，永遠(yuǎn)也不能到達(dá)A板
D．若電子是在t=3T/8時(shí)刻進(jìn)入的，它將時(shí)而向A板運(yùn)動，時(shí)而向B板運(yùn)動，最終一定能打到A板上

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示為勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E隨時(shí)間t變化的圖象。當(dāng)t＝0時(shí)，在電場中由靜止釋放一個帶電粒子，設(shè)帶電粒子只受電場力作用，則下列說法中正確的是    (     )
A．帶電粒子將始終向同一個方向運(yùn)動
B．2s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)
C．帶電粒子在0-3s內(nèi)的初、末位置間的電勢差為零
D．0-2s內(nèi)，電場力的總沖量為零，電場力的總功不為零

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，固定的半圓弧形光滑軌道置于水平方向的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，軌道圓弧半徑為R，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向外，電場強(qiáng)度為E，方向水平向左.一個質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))放在軌道上的C點(diǎn)恰好處于靜止，圓弧半徑OC與水平直徑AD的夾角為.
小題1:求小球帶何種電荷，電荷量是多少？并說明理由.
小題2:如果將小球從A點(diǎn)由靜止釋放，小球在圓弧軌道上運(yùn)動時(shí)，對軌道的最大壓力的大小是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

地面附近，存在著一有界電場，邊界MN將某空間分成上下兩個區(qū)域Ⅰ、Ⅱ，在區(qū)域Ⅱ中有豎直向上的勻強(qiáng)電場，在區(qū)域Ⅰ中離邊界某一高度由靜止釋放一質(zhì)量為m的帶電小球A，如圖甲所示，小球運(yùn)動的v-t圖象如圖乙所示，已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則（　�。�
A．在t=2.5s時(shí)，小球經(jīng)過邊界MN
B．小球受到的重力與電場力之比為3：5
C．在小球向下運(yùn)動的整個過程中，重力做的功與電場力做的功大小相等
D．在小球運(yùn)動的整個過程中，小球的機(jī)械能與電勢能總和先變大再變小

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

讓一價(jià)氫離子、一價(jià)氦離子和二價(jià)氦離子的混合物由靜止經(jīng)過同一加速電場加速，然后在同一偏轉(zhuǎn)電場里偏轉(zhuǎn)，它們是否會分成三股？請說明理由．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，MN是一負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線．一個帶正電的粒子（不計(jì)重力）從a到b穿越這條電場線的軌跡如圖虛線所示．下列結(jié)論正確的是（　�。�
A．帶電粒子在a點(diǎn)的加速度小于帶電粒子在b點(diǎn)的加速度
B．負(fù)點(diǎn)電荷一定位于M點(diǎn)左側(cè)
C．帶電粒子從a到b過程中動能逐漸減小
D．帶電粒子在a點(diǎn)時(shí)的電勢能小于帶電粒子在b點(diǎn)時(shí)的電勢能

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

一個電子以v0=4×l07m/s的速度，方向與電場方向相同，射入電場強(qiáng)度E=2×l05V/m的勻強(qiáng)電場中，如圖所示已知電子電量e=-1.6×10-19C，電子質(zhì)量m=9.1×10-31kg．試求：
（1）從電子的入射點(diǎn)到達(dá)速度為0的兩點(diǎn)間電勢差是多少？兩點(diǎn)間距離是多少？
（2）電子到達(dá)速度為0的點(diǎn)所需的時(shí)間是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，直流電源的電動勢為160V、內(nèi)阻為10Ω，與兩定值電阻R1=40Ω、R2=30Ω連接成閉合電路，水平平行金屬板AB、CD、EF、GH相互平行，分別與R1、R2并聯(lián)，AB、CD的長度皆為L1=4cm，兩板正對且間距為h1=4cm，EF與GH正對且間距為h3=3cm．D、E的豎直距離h2=2cm，現(xiàn)有一個帶正電的粒子以初速度v0=4×106m/s沿AB方向從A點(diǎn)進(jìn)入電場，恰好通過兩板的邊緣D和E后，從H點(diǎn)離開電場，已知粒子質(zhì)量m=4×10-31kg，電量q=1.6×10-19C．兩平行板間的電場均視為勻強(qiáng)電場，不計(jì)粒子的重力，求：
（1）AB與CD和EF與GH間的電場強(qiáng)度；
（2）D、E的水平距離L2及EF、GH的長度L3；
（3）電子從A運(yùn)動到H所用的總時(shí)間．

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