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如图所示,质量m=5×10-8kg的带电粒子,以初速v0=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B的中央,水平飞入电场,已知金属板长0.1m,板间距离d=2×10-2m,当UAB=1000V时,带电粒

网友投稿  2022-12-02 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示,质量m=5×10-8kg的带电粒子,以初速v0=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B的中央,水平飞入电场,已知金属板长0.1m,板间距离d=2×10-2m,当UAB=1000V时,带电粒子恰好沿直线穿过电场,若两极板间的电势差可调,要使粒子能从两板间飞出,UAB的变化范围是多少?(g取10m/s2
魔方格

◎ 答案

带电微粒恰好沿直线穿过板间的条件,求出微粒的带电量q
qE=mg   
E=
U
d
   
q=
mgd
U

带电微粒竖直向上或向下位移 x小于等于
d
2
才能从板间飞出,
取向上为正方向,则
d
2
≥x≥-
d
2

运动时间t=
L 
v0

设板间电压为u,场强
u
d
,电场力
uq
d

竖直匀加速运动加速度 a=
qu
d
-mg
m
=
(u-U)g
U
  
x=
1
2
at2=
(u-U)gL2
2Uv02

要使粒子能从两板间飞出,则
d
2
(u-U)gL2
2Uv02
≥-
d
2

dUv02
gL2
≥(u-U)≥-
dUv02
gL2

800V≥(u-U)≥-800V
1800V≥u≥200V
答:要使粒子能从两板间飞出,UAB的变化范围是200V~1800V.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,质量m=5×10-8kg的带电粒子,以初速v0=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B的中央,水平飞入电场,已知金属板长0.1m,板间距离d=2×10-2m,当UAB=1000V时,带电粒…”主要考查了你对  【电势差】,【带电粒子在电场中运动的综合应用】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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