如图甲所示,A、B两块金属板水平放置,相距为d=0.6cm,两板间加有一周期性变化的电压,当B板接地(φB=0)时,A板电势φA,随时间变化的情况如图乙所示.现有一带负电的微粒在t=
◎ 题目
如图甲所示,A、B两块金属板水平放置,相距为d=0.6cm,两板间加有一周期性变化的电压,当B板接地(φB=0)时,A板电势φA,随时间变化的情况如图乙所示.现有一带负电的微粒在t=0时刻从B板中央小孔射入电场,若该带电徽粒受到的电场力为重力的两倍,且射入电场时初速度可忽略不计.求: (1)在0~
(2))要使该微粒不与A板相碰,所加电压的周期最长为多少(g=10m/s2). |
◎ 答案
(1)设电场力大小为F,则F=2mg,对于t=0时刻射入的微粒,在前半个周期内,有 F-mg=ma1 又由题意,F=2mg 解得,a1=g,方向向上. 后半个周期的加速度a2满足 F+mg=ma2 得 a2=3g,方向向下. (2)前半周期上升的高度h1=
前半周期微粒的末速度为v1=
后半周期先向上做匀减速运动,设减速运动时间t1,则3gt1=
此段时间内上升的高度 h2=
则上升的总高度为H=h1+h2=
后半周期的
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