题目内容
如图甲所示,A、B两块金属板水平放置,相距为d="0." 6 cm,两板间加有一周期性变化的电压,当B板接地()时,A板电势,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,若该带电微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~和~T这两段时间内微粒的加速度大小和方向;
(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="10" m/s2).
(1) 在0~ a1=g 方向向上 在~T a2=3g 方向向下(2)6×10-2s
解析试题分析:(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
,方向向上.(2分)
后半个周期的加速度a2满足,方向向下.(2分)
(2)前半周期上升的高度(1分).前半周期微粒的末速度为.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 (1分)
则上升的总高度为(1分)
在后半周期的时间内,微粒向下加速运动,下降的高度(1分)
上述计算表明,微粒在一个周期内的总位移为零,只要在上升过程中不与A板相碰即可,则,即 (1分)
所加电压的周期最长为 (1分)
考点:本题考查带电粒子在周期性变化电场中的运动,意在考查学生的综合能力.
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