如图所示,A、B为两块平行金属板,A板带正电、B板带负电.两板之间存在着匀强电场,两板间距为d、电势差为U,在B板上开有两个间距为L的小孔.C、D为两块同心半圆形金属板,圆心

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 向心力/2022-09-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,A、B为两块平行金属板,A板带正电、B板带负电.两板之间存在着匀强电场,两板间距为d、电势差为U,在B板上开有两个间距为L的小孔.C、D为两块同心半圆形金属板,圆心都在贴近B板的O′处,C带正电、D带负电.两板间的距离很近,两板末端的中心线正对着B板上的小孔,两板间的电场强度可认为大小处处相等,方向都指向O′.半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计.现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电量为q的带正电微粒(微粒的重力不计),问:
(1)微粒穿过B板小孔时的速度多大?
(2)为了使微粒能在CD板间运动而不碰板,CD板间的电场强度大小应满足什么条件?
(3)从释放微粒开始,经过多长时间微粒第1次通过半圆形金属板间的最低点P点?
魔方格

◎ 答案

(1)设微粒穿过B板小孔时的速度为v,根据动能定理,有qU=
1
2
mv2
解得v=

2qU
m
                                    
(2)微粒进入半圆形金属板后,电场力提供向心力,有
qE=m
v2
R
=m
2v2
L

联立①、②,得E=
4U
L
                                  
(3)微粒从释放开始经t1射出B板的小孔,则
t1=
d
v
2
=
2d
v
=2d

m
2qU
                                  
设微粒在半圆形金属板间运动经过t2第一次到达最低点P点,
则t2=
πL
4v
=
πL
4

m
2qU
                                
所以从释放微粒开始,经过(t1+t2)=(2d+
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