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如图所示,两平行金属板A、B板长L=8 cm,两板间距离d=8 cm,A板比B板...

如图所示,两平行金属板AB板长L=8 cm,两板间距离d=8 cmA板比B板电势高300 V,一带正电的粒子带电量q=10-10 C,质量m=10-20 kg。沿电场中心线OR垂直电场线飞入电场,初速度v0=2×106 m/s,粒子飞出平行板电场后经过界面 MNPS间的无电场区域后,进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域(设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面影响,界面MNPS垂直中心线OR),已知两界面MNPS相距为12 cmO点在中心线上距离界面PS9 cm处,粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上。 (静电力常数k=9×109 N·m2/C2sin370=0.6cos370=0.8

1)在图上粗略画出粒子运动的轨迹;

2)粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离y和到达PS界面时离D点的距离Y分别是多少?

3)确定点电荷Q的电性并求其电量的大小。

 

(1)第一段抛物线,第二段直线,第三段圆弧 (2)3cm ;12cm (3)1.04×10-8C 【解析】(1)第一段抛物线,第二段直线,第三段圆弧 (2)设粒子从电场中飞出时的侧向位移为h, 穿过界面PS时偏离中心线OR的距离为y,则: 整理即: 代入数据,解得:y=0.03m=3cm 设粒子从电场中飞出时的速度方向与水平方向的夹角为θ,沿电场方向的速度为vy,则可列 代入数据,解得: vy=1.5×106m/s 由 带入得 则θ=370 到达PS界面时离D点的距离Y=y+L´tanθ 代入数据,解得: Y=0.12m=12cm (3)由粒子的偏转方向可知点电荷的电性为负电 由上一问可得粒子从电场中飞出时的速度为: 匀速圆周运动的半径: 由: 得 代入数据解得: Q=1.04×10-8C  
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如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中有一小孔,质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g),求:

1)小球到达小孔处的速度;

2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量;

3)小球从开始下落运动到下极板处的时间.

 

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如右图所示的匀强电场中,有abc三点,ab5 cmbc12 cm,其中ab沿电场线方向,bc和电场线方向成60°角,一个电荷量为q4×108 C的正电荷从a移到b电场力做功为W11.2×107 J求:

(1)匀强电场的场强E.

(2)电荷从b移到c,电场力做功W2.

(3)ac两点间的电势差Uac.

 

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有一个带电荷量q=-3×106 C的点电荷,从某电场中的A点移到B点,电荷克服静电力做6×104 J的功,从B点移到C点,静电力对电荷做9×104 J的功,问:

(1)ABBCCA间电势差各为多少?

(2)如以B点电势为零,则AC两点的电势各为多少?电荷在AC两点的电势能各为多少?

 

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如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图,两块水平放置的金属板间距为d.油滴从喷雾器的喷嘴喷出时,由于与喷嘴摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中,在重力作用下,少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间。当平行金属板间不加电压时,由于受到气体阻力的作用,油滴最终以速度v1竖直向下匀速运动;当上板带正电,下板带负电,两板间的电压为U,带电油滴恰好能以速度v2竖直向上匀速运动。已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比,油滴密度为ρ,已测量出油滴的直径为D(油滴可看做球体,球体体积公式V=πD3/6),重力加速度为g.

(1)设油滴受到气体的阻力f=kv,其中k为阻力系数,k= _______

(2)油滴所带电荷量q= ______

 

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以无穷远处为零电势点,下述情况中各物理量为正还是为负?

(1)负电荷周围空间的电势为___________值;

(2)正电荷位于某负荷电产生的电场内,它的电势能为___________值;

(3)负电荷位于某负电荷产生的电场内,它的电势能为___________值。

 

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