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

如图所示,质量为m=5×10-8kg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d=2cm,当AB间加电压UAB=103V时,带电粒子恰好沿直线穿过电场(设此时A板电势高),重力加速度取g=10m/s2求:
(1)粒子带什么电?电荷量为多少?
(2)A、B间所加电压为多少时,带电粒子刚好能从上极板右端飞出?

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(1)、因带电粒子在电场中直线穿过,所以受到的电场力和重力大小相等、方向相反,所以电场力向上,又因A板电势高,所以带电粒子带负电.由二力平衡列式可求出带电粒子的带电量. (2)、根据初速度大小和板的长度,可求出带电粒子在板间的运动时间,因要求粒子刚好从上极板右端飞出,此时的位移式,结合运动学公式和牛顿第二定律列式可求出此时的电压. 【解析】 (1)、当AB间加电压UAB=103V时,带电粒子恰好沿直线穿过电场,可知带电粒子受到的重力和电场力是一对平衡力,电场力向上,由题意知电场的方向向下,所以带电粒子带负电. 由平衡条件有:…① 得:C…② (2)、粒子飞越时间 当带电粒子刚好能从上极板右端飞出时,位移是,设加速度为a,则由运动学公式有: 得:=8m/s2  对带电粒子进行受力分析,受重力和电场力作用,设此时的电场力为F,由牛顿第二定律有: F-mg=ma 得:F=ma+mg=9×10-7N, 又有F=qE=q 以上各式联立的U=1800V. 答:(1)粒子带负电,电荷量为1×10-11C. (2)A、B间所加电压为1800V时,带电粒子刚好能从上极板右端飞出.
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考点分析:
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(1)小铁块离开桌面时的速度大小;
(2)小铁块从开始运动到落到地上的全过程中,小铁块所受重力做的功;
(3)小铁块落地时的速度大小.

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(1)纸带的______(用字母“P”或“C”表示)端与重物相连;
(2)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=______
(3)从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP=______,此过程中物体动能的增加量△Ek=______;(g取9.8m/s2)(结果保留2位有效数字)
(4)通过计算,数值上△EP______△Ek(填“<”、“>”或“=”),这是因为:______

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一:手握绳结A,如图乙,使沙袋近似在水平方向上做匀速圆周运动,每2次口令运动1周.体会此时绳子拉力的大小.  
二:改为手握绳结B,仍使沙袋在水平方向上每秒运动1周.体会此时绳子拉力的大小.
三:又改为手握绳结A,但使沙袋在水平方向上每秒运动2周.体会此时绳子拉力的大小.
操作二与操作一    相同(填线速度或角速度),同学乙感到哪次向心力比较大?    (填操作一或操作二);操作三与操作二    相同(填线速度或角速度),同学乙感到哪次向心力比较大?    (填操作三或操作二)
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D.断开开关S,带正电的A板向B板靠近,θ不变
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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