首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
带电粒子在电场中运动的综合应用
> 正文
返回
打印
一个水平放置的平行板电容器，极板长L=20cm、板间距d=2cm．在两极板AB间加上如图所示的脉冲电压（A板电势高于B板电势），板右侧紧靠电容器竖直放置一个挡板D，板左侧有一个连续
网友投稿 2022-12-05 00:00:00 零零社区
◎ 题目
一个水平放置的平行板电容器，极板长L=20cm、板间距d=2cm．在两极板AB间加上如图所示的脉冲电压（A板电势高于B板电势），板右侧紧靠电容器竖直放置一个挡板D，板左侧有一个连续发出相同带电微粒的粒子源S，所产生的带电微粒质量m=2×10
-8
kg、电荷量q=+2.5×10
-7
C，且正好沿两极板正中间平行于极板的速度v
0
=500m/s射入电容器，由于粒子通过电容器的时间极短，可认为此过程中AB两板间电压不变，（微粒重力不计）．求：
（1）当t=0时刻进入平行板间的微粒最后击中挡板上的位置；
（2）哪些时刻进入平行板间的微粒击中挡板时的动能最大，这些粒子在电场中动能变化多大．
◎ 答案
（1）当t=0时刻加在电容两极板间的电压U
0
=100V，粒子在入射方向上偏移的距离为
y=
1
2
q
U
0
md
(
L
v
0
)
2
=
1
2
×
2.5×
10
-7
×100
2×
10
-8
×0.02
(
0.2
500
)
2
=5×10
-3
（m）
即t=0时刻，通过电容器的微粒，击中挡板中点O的下方0.5cm处．
（2）当微粒偏离入射方向的距离为
1
2
d
时的微粒击中挡板时的动能最大．
设此时加在AB两板上的电压为U
x
，则
1
2
d=
1
2
q
U
x
md
(
L
v
0
)
2
解得
U
x
=
m
d
2
v
20
q
L
2
=200（V）
从图中可知 当t=0.05+0.1n（s）（其中n=0、1、2、3、…）时刻加在电容器两极板间的电压为200V，这些时刻进入电容器并击中挡板的微粒动能最大．
这些微粒在电场中的动能变化为
△
E
k
=
1
2
q
U
x
=
1
2
2.5×1
0
-7
×200
=2.5×10
-5
（J）
答：
（1）当t=0时刻进入平行板间的微粒最后击中挡板上的位置是挡板中点O的下方0.5cm处．；
（2）当t=0.05+0.1n（s）（其中n=0、1、2、3、…）时刻进入平行板间的微粒击中挡板时的动能最大，这些粒子在电场中动能变化为2.5×10
-5
（J）．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“一个水平放置的平行板电容器，极板长L=20cm、板间距d=2cm．在两极板AB间加上如图所示的脉冲电压（A板电势高于B板电势），板右侧紧靠电容器竖直放置一个挡板D，板左侧有一个连续…”主要考查了你对 【动能定理】，【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。
http://www.00-edu.com/html/202212/409145.html
十二生肖
十二星座
