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如图a所示,为一组间距d足够大的平行金属板,板间加有随时间变化的电压(如图b所示...

如图a所示,为一组间距d足够大的平行金属板,板间加有随时间变化的电压(如图b所示),设U和T已知.A板上O处有一静止的带电粒子,其带电量为q,质量为m(不计重力),在t=0时刻起该带电粒子受板间电场加速向B板运动,途中由于电场反向,粒子又向A板返回(粒子未曾与B板相碰).
(1)当Ux=2U时求带电粒子在t=T时刻的动能;
(2)为使带电粒子在0~T时间内能回到O点,Ux要大于多少?

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(1)粒子前半个周期加向右速运动,后半个周期,先向右减速运动,速度减至零时,向左加速运动,将后半个周期内的运动看成一种有往复有匀减速运动,由牛顿第二定律求出粒子匀加速和匀减速运动的加速度大小,由速度公式可求得求出t=T时刻的速度,即可求出动能. (2)由位移公式分别求出前个周期内和后装修周期内位移的表达式,粒子回到O点时,两个位移大小相等、方向相反,联立解得Ux. 【解析】 (1)粒子在前半个周期内加速度为:,在后半个周期内加速度为:, t=时刻粒子的速度为:,将后半个周期内的运动看成一种有往复有匀减速运动,则有:   ,   (2)粒子在前半个周期内位移为:,在后半个周期内位移为: ,, 为使带电粒子在0~T时间内能回到O点,则有:s1=-sx, 联立上面各式,得:ax=3a1, 因为:,,所以:Ux=3U. 答:(1)当Ux=2U时求带电粒子在t=T时刻的动能为; (2)为使带电粒子在0~T时间内能回到O点,Ux要大于3U.
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考点分析:
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(1)在t1=1.0s时小球的速度v1的大小;
(2)在t2=2.0s时小球的位置坐标x2、y2
(3)匀强电场E3的大小;
(4)请在图的坐标系中绘出该小球在这3s内的运动轨迹.

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(1)从微粒第一次进入盒子至盒子停止运动的过程中,盒子通过的总路程;
(2)微粒A从第一次进入盒子到第二次进入盒子所经历的时间;
(3)盒子上至少要开多少个小孔,才能保证微粒始终不与盒子接触.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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