题目内容
如图所示,带等量异种电荷的平行金属板,其间距为d,两板间的电势差为U,极板与水平方向成37°角放置,有一质量为m的带电粒子从下极板上端附近释放,恰好沿水平方向从上极板下端穿过电场,求:
(1)粒子带何种电荷?电量多少?
(2)粒子的加速度多大?粒子射出电场时的速度多大?
(1)粒子带何种电荷?电量多少?
(2)粒子的加速度多大?粒子射出电场时的速度多大?
分析:(1)根据粒子恰好沿水平方向运动,可知,电场力与重力的合力,从而确定电场力的方向,再由力的合成,结合三角函数,即可求解;
(2)根据粒子做匀加速直线运动,结合力的平行四边形定则,与牛顿第二定律,可知,加速度的大小,再由动能定理,即可求解.
(2)根据粒子做匀加速直线运动,结合力的平行四边形定则,与牛顿第二定律,可知,加速度的大小,再由动能定理,即可求解.
解答:解:(1)由题意可知,粒子恰好沿水平方向运动,则电场力与重力的合力水平向右,则电场力的方向斜向上,根据电场线的方向,可知,粒子带负电,由图可知:
mg=Eqcos37°;
且:E=
;
解得:q=
;
(2)由上分析可知,作用在粒子上的合外力为F=mgtan37°,所以有:
a=
=
g.
设粒子离开电场区时速度为v,根据动能定理,则有:
qU=
mv2,
可得:v=
;
答:(1)粒子带负电荷,电量
;
(2)粒子的加速度
g,粒子射出电场时的速度
.
mg=Eqcos37°;
且:E=
U |
d |
解得:q=
5mgd |
4U |
(2)由上分析可知,作用在粒子上的合外力为F=mgtan37°,所以有:
a=
F |
m |
3 |
4 |
设粒子离开电场区时速度为v,根据动能定理,则有:
qU=
1 |
2 |
可得:v=
|
答:(1)粒子带负电荷,电量
5mgd |
4U |
(2)粒子的加速度
3 |
4 |
|
点评:考查由粒子的运动情况来确定受力情况,掌握牛顿第二定律与动能定理的应用,理解力的平行四边形定则的运用,注意粒子沿水平方向运动是解题的突破口.
练习册系列答案
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