题目内容
【题目】A和B是真空中的两块面积很大的平行金属板,B板中间开有小孔,两板间加上周期为T的交流电压u,如图所示,t=0时A板电势高于B板电势。在与A、B板距离均为L的N处能不断地产生电荷量为q、质量为m的带正电的微粒,微粒的初速度可视为零,重力不计。倾角为θ的绝缘斜面,底端与水平面平滑连接,斜面和水平面处在同一匀强磁场中,磁感应强度大小为B,磁场方向垂直纸面向外。斜面的顶端有一专门接收带电微粒的靶盒,开始时靶盒处于锁定状态,经过一段时间后靶盒内的电荷量达到nq时,N处不再产生带电微粒,此时将靶盒解锁,靶盒开始沿斜面下滑。已知斜面足够长,重力加速度大小为g,L2=,靶盒的质量为M,靶盒与斜面和水平面间的动摩擦因数均为μ。
(1)求t=0时刻N处产生的微粒到达小孔的时间;
(2)若t0(t0<0.5T)时刻产生的微粒到达小孔时的速度恰好为零,求t0的值;
(3)靶盒在斜面上运动时达到的最大速度为多少?
(4)若靶盒在水平面上经过时间t3停止运动,求靶盒在水平面上运动的路程。
【答案】(1) (2) (3) (4)
【解析】(1)设粒子加速的时间为t,则,
(或)
由于,故粒子一直做加速运动。
因此t=0时刻N处此时的微粒到达小孔的时间为
(2)粒子加速时间为,减速时间为,则
,
联立解得(或)
(3)设最大速度为,则达到最大速度时合力为零,故有, , , ,联立解得
(4)设靶盒在水平方向上运动的路程为s,t时刻靶盒的速度为v,
则根据动量定理可得
又因为
联立解得
练习册系列答案
相关题目