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如图所示,质量为m=5×10-8 kg的带电粒子以v=2m/s的速度从水平放置的...

如图所示,质量为m=5×10-8 kg的带电粒子以v=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B中央飞入电场,已知板长L=10cm,板间距离d=2cm,当A、B间加电压UAB=103 V时,带电粒子恰好沿直线穿过电场(设此时A板电势高).求:
(1)带电粒子的电性和所带电荷量;
(2)A、B间所加电压在什么范围内带电粒子能从板间飞出?

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(1)根据电场力等于重力,则可确定电荷的电量与电性; (2)当电场力大于重力时,根据牛顿第二定律与运动学公式可求出对应的电压;当电场力小于重力时,同理可求出对应的电压.从而确定电压的范围. 【解析】 (1)当UAB=103 V时,粒子做直线运动, 则有:q=mg, 解得:q==10-11 C, 且带负电. (2)当电压UAB比较大时,即qE>mg,粒子向上偏, 当刚好能从上板边缘飞出时, 有: 解得,U1=1800V 当电压UAB比较小时,即qE<mg,粒子向下偏, 设刚好能从下板边缘飞出, 有:mg-=ma2 y=a2t2= 解之得U2=200 V. 则要使粒子能从板间飞出,A、B间所加电压的范围为 200 V≤UAB≤1800 V. 答:(1)带电粒子的电性:负电和所带电荷量10-11 C; (2)A、B间所加电压在200 V≤UAB≤1800 V范围内带电粒子能从板间飞出.
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考点分析:
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A.M点的电势比P点高
B.将负电荷由O点移动到P点,电场力做正功
C.M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势
D.在O点静止释放一带正电粒子,该粒子将沿y轴做直线运动
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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