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两块水平金属极板A、B正对放置,每块极板长均为l、极板间距为d.B板接地(电势为...

两块水平金属极板A、B正对放置,每块极板长均为l、极板间距为d.B板接地(电势为零)、A板电势为+U,重力加速度为g.两个比荷(电荷量与质量的比值)均为manfen5.com 满分网的带正电质点以相同的初速沿A、B板的中心线相继射入,如图所示,第一个质点射入后恰好落在B板的中点处,接着,第二个质点射入极板间,运动一段时间△t后,A板电势突然变为-U并且不再改变,结果第二个质点恰好没有碰到极板.求:
(1)带电质点射入时的初速ν
(2)在A板电势改变之前,第二个质点在板间运动的时间△t.

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(1)第一个质点在极板问做类平抛运动,射入电场后恰好落在B板的中点处,水平位移大小等于,竖直位移为,由牛顿第二定律求得加速度,由运动学公式分别研究水平和竖直两个方向,即可求出初速ν. (2)第二个质点射入极板后,在时间△t内做类平抛运动,A板电势突然变为-U后,质点所受电场力反向,与重力平衡,粒子做匀速直线运动,由运动学公式求解△t. 【解析】 (1)第一个质点在极板问做类平抛运动,由牛顿第二定律得:  ①  质点水平方向做匀速直线运动,则有   ② 竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,则有    ③ 联立解得质点的初速  ④ (2)第二个质点射入极板后,在时间△t内做类平抛运动,有 x2=ν△t  ⑤    ⑥  νy=a△t  ⑦ A板电势突然变为-U后,质点所受电场力与重力平衡,做匀速直线运动,经过时间t'恰好射出极板,则 x2′=l-x2=νt'⑧     ⑨ 由以上各式解得⑩ 答: (1)带电质点射入时的初速ν是. (2)在A板电势改变之前,第二个质点在板间运动的时间△t是(2-).
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考点分析:
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R/Ω40.0020.0012.008.006.005.00
U/V1.891.781.661.571.431.35
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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