10.如圖所示,平行金屬板長為L,一個帶電為+q質(zhì)量為m的粒子以初速度v0緊貼上板垂直射入電場,剛好從下板邊緣射出,末速度恰與下板成60°角,粒子重力不計,求:
(1)粒子末速度大小 
(2)電場強(qiáng)度 
(3)兩極板間距離.

分析 (1)粒子在電場中做類平拋運(yùn)動,由運(yùn)動的合成與分解可知粒子的末速度的大小;
(3)將粒子的運(yùn)動分解為水平方向的勻速運(yùn)動和豎直方向的勻加速直線運(yùn)動,則由運(yùn)動的合成與分解可求得電場強(qiáng)度;
(2)由動能定理可求得兩板間的距離.

解答 解:(1)粒子離開電場時速度如圖所示,
由圖示可知:v=$\frac{{v}_{0}}{cos60°}$=2v0;
(3)帶電粒子做類平拋運(yùn)動,
在水平方向上:L=v0t,
粒子離開電場時,粒子豎直方向的分速度:vy=v0tan60°,
兩板間的距離:d=y=$\frac{{v}_{y}}{2}$t,
解得:d=$\frac{\sqrt{3}}{2}$L;
(2)粒子從射入電場到離開電場,
由動能定理得:qEd=$\frac{1}{2}$mv2-$\frac{1}{2}$mv02,
解得:E=$\frac{\sqrt{3}m{v}_{0}^{2}}{qL}$;
答:(1)粒子末速度大小為2ν0;
(2)電場強(qiáng)度大小為$\frac{\sqrt{3}m{v}_{0}^{2}}{qL}$;
(3)兩極板間距離為$\frac{\sqrt{3}}{2}$L.

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

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.如圖所示,匝數(shù)為50匝的矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=$\frac{\sqrt{2}}{10}$T的水平勻強(qiáng)磁場中,線框面積S=0.5m2,線框電阻不計.線框繞垂直于磁場的軸OO′以角速度ω=100rad/s勻速轉(zhuǎn)動,并與理想變壓器原線圈相連,副線圈接入一只“220V,60W”的燈泡,且燈泡正常發(fā)光,熔斷器允許通過的最大電流為10A,下列說法正確的是( 。
A.在圖示位置線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大
B.線框中產(chǎn)生電動勢的有效值為250 V
C.變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為25:22
D.允許變壓器輸出的最大功率為1 000 W

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.如圖所示,自動卸貨車始終靜止在水平地面上,車廂在液壓機(jī)的作用下,θ角逐漸增大且貨物相對車廂靜止的過程中,下列說法正確的是( 。
A.貨物受到的摩擦力減小B.貨物受到的支持力不變
C.貨物受到的支持力對貨物做正功D.貨物受到的摩擦力對貨物做負(fù)功

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.如圖甲所示,a、b為兩個并排放置的共軸線圈,a中通有如圖乙所示的交變電流,則下列判斷錯誤的是( 。
A.在t1到t2時間內(nèi),a、b相吸B.在t2到t3時間內(nèi),a、b相斥
C.t1時刻兩線圈間作用力為零D.t2時刻兩線圈間吸引力最大

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5.平拋物體的運(yùn)動規(guī)律可以概括為兩點(diǎn):
①水平方向做勻速運(yùn)動,
②豎直方向做自由落體運(yùn)動.
為了研究平拋物體的運(yùn)動,可做下面的實(shí)驗(yàn):如圖所示,用小錘打擊彈性金屬片,A球就水平飛出,同時B球被松開,做自由落體運(yùn)動,兩球同時落到地面,這個實(shí)驗(yàn) ( 。
A.只能說明上述規(guī)律中的第①條B.只能說明上述規(guī)律中的第②條
C.不能說明上述規(guī)律中的任何一條D.能同時說明上述兩條規(guī)律

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.若人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動,則下列說法中正確的是( 。
A.衛(wèi)星的軌道半徑越大,它的運(yùn)行速度越大
B.衛(wèi)星的軌道半徑越大,它的運(yùn)行速度越小
C.衛(wèi)星的軌道半徑越大,它的周期越小
D.衛(wèi)星的軌道半徑越大,它的向心力越大

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

2.如圖所示,細(xì)桿的一端與一小球相連,可繞過O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動.現(xiàn)給小球一初速度,使它做圓周運(yùn)動,圖中a、b分別表示小球軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn),則桿對小球的作用力可能是( 。
A.a處為拉力,b處為拉力B.a處為拉力,b處為支持力
C.a處為支持力,b處為拉力D.a處為支持力,b處為支持力

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.在一個勻強(qiáng)電場(圖中未畫出)的平面內(nèi)有一個四邊形ABCD,E為AD的中點(diǎn),F(xiàn)為BC的中點(diǎn),一個帶正電的粒子從A移動到B點(diǎn),電場力做功0.8×10-8J,將該粒子從D移到C點(diǎn),電場力做功為2.4×10-8 J,將粒子從E點(diǎn)移到F點(diǎn),則下列分析正確的是( 。
A.若粒子的電荷量為2.4×10-8C,則D、C之間的電勢差為1V
B.若A、B之間的距離為1cm,粒子的電荷量為0.8×10-8C,該電場的場強(qiáng)一定是E=100 V/m
C.若將該粒子從E點(diǎn)移動到F點(diǎn),電場力做功WEF有可能大于1.6×10-8J
D.若將該粒子從E點(diǎn)移動到F點(diǎn),電場力做功為1.6×10-8 J

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

5.一列簡諧橫波在某時刻的波形如圖所示,此時刻質(zhì)點(diǎn)P的速度為v,經(jīng)過0.2s后它的速度大小、方向第一次與v相同,再經(jīng)過1.0s它的速度大小、方向第二次與v相同,則下列判斷中正確的是(  )
A.波沿x軸正方向傳播,且波速為10m/s
B.波沿x軸負(fù)方向傳播,且波速為20m/s
C.質(zhì)點(diǎn)M與質(zhì)點(diǎn)Q的位移大小總是相等、方向總是相反
D.若某時刻N(yùn)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波谷處,則Q質(zhì)點(diǎn)一定到達(dá)波峰處
E.從圖示位置開始計時,在0.6s時刻,質(zhì)點(diǎn)M偏離平衡位置的位移y=-10cm

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