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如图所示,水平放置的平行板电容器,与某一电源相连。它的极板长L=0.4m,两板间...

如图所示,水平放置的平行板电容器,与某一电源相连。它的极板长L=0.4m,两板间距离d=4×10-3m,有一束由相同带电微粒组成的粒子流,以相同的速度v0从两板中央平行极板射入,开关S闭合前,两板不带电,由于重力作用微粒能落到下板的正中央,已知微粒质量为m=4×10-5kg,电量q=+1×10-8C,(g=10m/s2)求:

(1)微粒入射速度v0为多少?

(2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场,电容器的上板应与电源的正极还是负极相连?所加的电压U应取什么范围?

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(1) 10m/s(2)所加的电压范围应为120V≤U≤200V 【解析】(1)微粒做平抛运动, 由=v0t   =gt2 解得v0=10m/s (2)电容器的上板应接电源的负极相连 设当所加的电压为U1时,微粒恰好从下板的右边缘射出 =a1 又由牛顿第二定律可得  mg-q=ma1 解得U1=120V 设当所加的电压为U2时,微粒恰好从上板的右边缘射出 =a2 又由牛顿第二定律可得  q-mg=ma2 解得U2=200V 综上,所加的电压范围应为120V≤U≤200V 本题考查带电粒子在电场中的偏转,粒子进入极板间,所受重力与初速度方向垂直,粒子做平抛运动,由水平方向匀速和竖直方向匀加速可求得初速度大小,当加上电场后,若电容器的上板应接电源的负极相连,粒子从下极板右端射出,粒子所受电场力竖直向上,先求的与电场力与重力的合力,再由类平抛运动规律求解,可求得电压的最小值,同理当电压最大时,电场力大于重力,粒子从上板右边缘射出,可求得电压最大值
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如图所示,光滑绝缘导轨与水平面成45°角,两个质量均为m,带等量同种电荷的小球A、B(可视为点电荷),带电量均为q,静止于导轨的同一水平高度处,求两球之间的距离。

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夏季某日,某地区距地面一定高度的空中有两块相距3km的足够大的云团,由于受湿气流影响,两块云团正在以5m/s的相对速度靠近,不断与空气摩擦带电。设两云团之间电势差保持3×109V不变,已知空气电离的电场强度(即发生放电时的电场强度)为3×106V/m,两云团间的电场可视为匀强电场,则大约经过________秒,将会发生放电现象;在这次放电中,若从一块云团移到另一块云团的电荷量为500C,闪电历时0.01s,则此过程中的平均电流为________安培.(提示:电流I=6ec8aac122bd4f6e

 

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如图所示,已知A、B两带电小球相距3cm,QA=1.0×10-10C,两球均用细绝缘线悬挂在水平方向匀强电场中保持静止,悬线呈竖直方向,则匀强电场的电场强度大小为________ N/C,方向________.

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在真空中有两个带等量异种电荷的点电荷,电荷量均为2×10-8C,相距20cm,则它们之间的相互作用力为______   _N,在两者连线的中点处,电场强度大小为__________N/C。

 

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如图所示是一匀强电场,在电场中有M、N、P三点,M、N的连线与电场线方向平行,P、N的连线与电场线方向垂直。已知场强E=2×102N/C,MN间的距离s=30cm,一个电荷量为q=-4×10-8C的点电荷从M点沿MN连线移到N点,电势能        (填“增加”或“减少”)了        J,沿MP连线移到P点,电势能变化了        J。

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