热门试卷

解：取带电小球为研究对象，设它带电量为q，则带电小球受重力mg和电场力qE的作用．

当U1=300 V时，小球平衡：①

当U2=60V时，带电小球向下板做匀加速直线运动：②

又 ③

由 ①②③得：=；

小球到达极板时，由速度公式：v=at==m/s=m/s

答：带电小球运动到极板上需为：，到达极板时小球的速度是m/s．

解：（1）带电液滴在板间受重力和竖直向上的电场力，因为液滴匀速运动，所以有：

qE=mg

即：

当下板向上提后，由于d减小，板间场强E增大，电场力增大，故液滴向上传转，在电场中做类平抛运动，此时液滴所受电场力：

=

此时液滴的加速度

（2）因为液滴刚好从金属末端飞出，所以液滴在竖直方向上的位移是

设液滴从P点开始在匀强电场中飞行的时间为

，

而液滴从刚进入电场到出电场的时间

所以液滴从射入开始匀速运动到P点时间为t=t2-t1=0.3s

答：（1）将下板向上提起后，液滴的加速度大小为2m/s2；

（2）液滴从射入电场开始计时，匀速运动到P点所用时间为0.3s．

解：（1）粒子刚进入平行板时，两极板不带电，粒子做的是平抛运动，则有：

水平方向有：

竖直方向有：

解得：v0=10m/s

（2）由于带电粒子的水平位移增加，在板间的运动时间变大，而竖直方向位移不变，所以在竖直方向的加速度减小，所以电场力方向向上，又因为是正电荷，所以上极板与电源的负极相连，

当所加电压为U1时，微粒恰好从下板的右边缘射出，则有：

根据牛顿第二定律得：

解得：U1=120V

当所加电压为U2时，微粒恰好从上板的右边缘射出，则有：

根据牛顿第二定律得：

解得：U2=200V

所以所加电压的范围为：120V≤U≤200V

答：（1）微粒入射速度v0为10m/s；

（2）为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，电容器的上板应与电源的负极相连，所加的电压U的范围为120V≤U≤200V．

解：（1）当板间电压最大时，离开电场的动能最大，设粒子质量为m，电荷量为q，初速度为v0，离开电场时的最大速度为v，由题意得：

=  

又 v=   

解得：vy=

在板间运动时有：l=v0t1，y1=      

解得：y1=l   

出电场到y轴的过程中有：  

y2=vyt2，

解得：y2=l 

则粒子第一次到y轴上时距离O点的最远距离为：y=y1+y2=l

由对称性可知，粒子第一次经过y轴时纵坐标的范围为：-l≤y≤l．

（2）当板间电压为零时，出电场时速度最小为v0

由题意可得，粒子进入磁场后向下方偏转，且有：R0=l

根据牛顿第二定律得：qvB=m   

则有：R0==l

设任一粒子进入磁场时速度方向与x轴夹角为 θ，则有：v=

进入磁场偏转后再经过y轴时沿y轴向下的偏转距离为：Y=2Rcosθ

并且有：qvB=m   

解之得：Y==l

则第二次经过y轴的纵坐标范围为：-l≤y≤-l

答：（1）粒子第一次经过y轴时纵坐标的范围为-l≤y≤l．

（2）第二次经过y轴的纵坐标范围为-l≤y≤-l．