题目内容

两平行金属板A、B水平放置,一个质量为m=5×10-6kg的带电微粒,以v0=2 m/s的水平速度从两板正中位置射入电场,如图2-4-6所示,A、B两板间距离d=4 cm,板长L=10 cm.

图2-4-6

(1)当A、B间的电压UAB=1 000 V时,微粒恰好不偏转,沿图中直线射出电场,求该粒子的电荷量和电性;

(2)令B板接地,欲使该微粒射出偏转电场,求A板所加电势的范围.

解：(1)当UAB=1 000 V时,重力跟电场力相等,微粒才沿初速度v0方向做匀速直线运动,故q=mg,q==2×10-9 C；重力方向竖直向下,电场力方向竖直向上,而场强方向竖直向下(UAB＞0),所以,微粒带负电.

(2)令该微粒从A板边缘M点飞出,设此时φA=φ1,因为φB=0,所以UAB=φ1,电场力和重力都沿竖直方向,微粒在水平方向做匀速直线运动,速度vx=v0；在竖直方向a=-g,侧移y=d,所以d=at2.代入a和t=得φ1==2 600 V.

当qE＜mg时,带电微粒向下偏转,竖直方向a′=g-,同理可得φ2=600 V.

故欲使微粒射出偏转电场,A板所加电势的范围为600 V＜φA＜2 600 V.

练习册系列答案
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精英家教网如图所示；“U”形框架由两平行金属板A、B和绝缘底座P组成，在金属板A、B上同一高度处开有两个小孔M、N，并在M、N之间固定一绝缘光滑平板，整个装置静止固定在水平面上．两平行金属板A、B接上电压为150KV的稳压电源，两金属板间距为d=0.1m．现有一电荷分布均匀的带电量为q=5×10-5C，质量为m=0.01kg，长度为l=0.04m的绝缘橡胶棒以v0=10
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m/s的速度由右边小孔水平滑入“U”形框架中，设绝缘棒的电荷量对“U”形框架内的电场没有影响．问：
（1）橡胶棒刚好全部进入“U”形框架内的加速度
（2）橡胶棒刚好全部进入“U”形框架内的速度．
（3）橡胶棒与“U”形框架相互作用过程中增加的最大电势能．

如图所示；“U”形框架由两平行金属板A、B和绝缘底座P组成，在金属板A、B上同一高度处开有两个小孔M、N，并在M、N之间固定一绝缘光滑平板，整个装置总质量为M=1kg，静止在光滑水平面上．两平行金属板A、B组成的电容器的电容为C=6.25×10-7F，金属板带电量为Q=0.2C，间距为d=0.1m．现有一电荷分布均匀的带电量为q=5×1 0-5C，质量为m=1kg，长度为l=0.1m的绝缘橡胶棒以v0=10 m/s的速度由右边小孔水平滑入“U”形框架中，设绝缘棒的电荷量对“U”形框架内的电场没有影响．问：

(1)橡胶棒是否能够全部进入“U”形框架内?

(2)“U”形框架的最终速度；

(3)橡胶棒与“U”形框架相互作用过程中系统增加的电势能．
如图所示；“U”形框架由两平行金属板A、B和绝缘底座P组成，在金属板A、B上同一高度处开有两个小孔M、N，并在M、N之间固定一绝缘光滑平板，整个装置静止固定在水平面上．两平行金属板A、B接上电压为150KV的稳压电源，两金属板间距为d=0.1m．现有一电荷分布均匀的带电量为q=5×10-5C，质量为m=0.01kg，长度为l=0.04m的绝缘橡胶棒以v0=10
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m/s的速度由右边小孔水平滑入“U”形框架中，设绝缘棒的电荷量对“U”形框架内的电场没有影响．问：
（1）橡胶棒刚好全部进入“U”形框架内的加速度
（2）橡胶棒刚好全部进入“U”形框架内的速度．
（3）橡胶棒与“U”形框架相互作用过程中增加的最大电势能．
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如图所示；“U”形框架由两平行金属板A、B和绝缘底座P组成，在金属板A、B上同一高度处开有两个小孔M、N，并在M、N之间固定一绝缘光滑平板，整个装置总质量为M=1kg，静止在光滑水平面上．两平行金属板A、B组成的电容器的电容为C=6.25×10-7F，金属板带电量为Q=0.2C，间距为d=0.1m．现有一电荷分布均匀的带电量为q=5×1 0-5C，质量为m=1kg，长度为l=0.1m的绝缘橡胶棒以v0=10 m/s的速度由右边小孔水平滑入“U”形框架中，设绝缘棒的电荷量对“U”形框架内的电场没有影响．问：

(1)橡胶棒是否能够全部进入“U”形框架内?

(2)“U”形框架的最终速度；

(3)橡胶棒与“U”形框架相互作用过程中系统增加的电势能．
如图所示；“U”形框架由两平行金属板A、B和绝缘底座P组成，在金属板A、B上同一高度处开有两个小孔M、N，并在M、N之间固定一绝缘光滑平板，整个装置静止固定在水平面上．两平行金属板A、B接上电压为150KV的稳压电源，两金属板间距为d=0.1m．现有一电荷分布均匀的带电量为q=5×10-5C，质量为m=0.01kg，长度为l=0.04m的绝缘橡胶棒以v=10m/s的速度由右边小孔水平滑入“U”形框架中，设绝缘棒的电荷量对“U”形框架内的电场没有影响．问：
（1）橡胶棒刚好全部进入“U”形框架内的加速度
（2）橡胶棒刚好全部进入“U”形框架内的速度．
（3）橡胶棒与“U”形框架相互作用过程中增加的最大电势能．

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