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如图甲所示,A、B两板竖直放置,两板之间的电压U1=100 V,M、N两板水平放...

如图甲所示,AB两板竖直放置,两板之间的电压U1100 VMN两板水平放置,两板之间的距离d0.1 m,板长L0.2 m.一个质量m2×1012 kg、电荷量q=+1×108 C的带电粒子(不计重力)从靠近A板处由静止释放,经加速电场加速后从B板的小孔穿出,沿着MN两板的中轴线垂直进入偏转电场,如果在MN两板之间加上如图乙所示的偏转电压,当t时,带电粒子刚开始进入偏转电场,则:

(1)带电粒子从B板的小孔穿出时的速度为多大?

(2)要使带电粒子能够从MN两板之间(不沿中轴线)穿出,并且穿出后的速度方向保持水平,则交流电U2的周期T为多少?

(3)在满足(2)条件的情况下,它在偏转电场中的最大偏移量是多少?(结果保留一位有效数字)

 

(1)1×103m/s(2) s(n=5,6,7,......)(3)0.04m 【解析】 (1)由动能定理得 qU1=m 解得 v0= =1×103m/s. (2)要使带电粒子能够从M、N两板之间穿出,并且穿出后速度方向不变,则带电粒子穿过偏转电场的时间 t=T(n=0,1,2,…)① 带电粒子沿水平方向做匀速直线运动,则 L=v0t② 所以 s (n=0,1,2,......)③ 带电粒子进入偏转电场时的加速度 a=④ 电场强度E=⑤ 带电粒子在进入偏转电场后的前内沿竖直方向的位移 ⑥ 要使带电粒子能够从M、N两板之间穿出,需满足 2y⑦ 联立①~⑦式解得 n4.5 所以 s(n=5,6,7......) (3)要使总偏移量最大,则n应取值最小,故n=5,由此解得,最大偏移量 y′=2y≈0.04m  
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考点分析:
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真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0在油滴处于位置A时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变.持续一段时间t1后,又突然将电场反向,但保持其大小不变;再持续同样一段时间后,油滴运动到B点.重力加速度大小为g.

(1)油滴运动到B点时的速度;

(2)求增大后的电场强度的大小;为保证后来的电场强度比原来的大,试给出相应的t1v0应满足的条件.已知不存在电场时,油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍.

 

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如图所示,在竖直放置的平行金属板AB之间加有恒定电压UAB两板的中央留有小孔O1O2,在B板的右侧有平行于极板的匀强电场E,电场范围足够大,感光板MN垂直于电场方向固定放置.第一次从小孔O1处由静止释放一个质子,第二次从小孔Ol处由静止释放一个α粒子,关于这两个粒子的运动,下列判断正确的是

A.质子和α粒子在O2处的速度大小之比为12

B.质子和α粒子在整个过程中运动的时间相等

C.质子和α粒子打到感光板上时的动能之比为12

D.质子和α粒子打到感光板上的位置相同

 

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如图所示,两块正对平行金属板MN与电池相连,N板接地,在距两板等距离的P点固定一个带负电的点电荷,如果M板向上平移一小段距离,则(      )

A.点电荷受到的电场力变小

B.M板的带电荷量增加

C.P点的电势升高

D.点电荷在P点具有的电势能增加

 

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如图所示,水平金属板AB分别与电源两极相连,带电油滴处于静止状态.现将B板右端向下移动一小段距离,两金属板表面仍均为等势面,则该油滴(   )

A.仍然保持静止

B.竖直向下运动

C.向左下方运动

D.向右下方运动

 

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电容器作为储能器件,在生产生活中有广泛的应用.对给定电容值为C的电容器充电,无论采用何种充电方式,其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像都相同.

1)请在图1中画出上述u–q图像.类比直线运动中由v–t图像求位移的方法,求两极间电压为U时电容器所储存的电能Ep

___________

______

2)在如图2所示的充电电路中,R表示电阻,E表示电源(忽略内阻).通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电,对应的q–t曲线如图3中①②所示.

a.①②两条曲线不同是______(选填ER)的改变造成的;

b.电容器有时需要快速充电,有时需要均匀充电.依据a中的结论,说明实现这两种充电方式的途径.

__________________

3)设想使用理想的恒流源替换(2)中电源对电容器充电,可实现电容器电荷量随时间均匀增加.请思考使用恒流源和(2)中电源对电容器的充电过程,填写下表(选填增大减小不变).

 

恒流源

2)中电源

电源两端电压

____

____

通过电源的电流

____

____

 

 

 

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