题目内容
【题目】如图甲所示,A、B是在真空中水平正对的两块金属板,板长L=40 cm,板间距d=24 cm,在B板左侧边缘有一粒子源,能连续均匀发射带负电的粒子,粒子紧贴B板水平向右射入,粒子的=1.0×108 C/kg,初速度v0=2×105 m/s,粒子重力不计。在A、B两板间加上如图乙所示的电压,周期T=2.0×10-6 s,t=0时刻A板电势高于B板电势,两板间电场可视为匀强电场,电势差U0=360 V,A、B板右侧边缘处有一个边界MN。求:
(1)带电粒子离开电场时的速度大小;
(2)带电粒子从电场射出到MN边界上的宽度Δy。
【答案】(1) (2)Δy=15 cm
【解析】试题(1)设带电粒子在两金属板间运动的时间为t1,则L=v0t1解得t1=2×10-6s
因为t1=T,所以无论何时射入电场,带电粒子在电场中加速运动时间均相同.设带电粒子离开电场时竖直方向上速度大小为vy,带电粒子在两金属板间运动的加速度为a,则
联立解得vy=1.5×105m/s
带电粒子离开电场时的速度
带电粒子离开电场时速度与水平方向的夹角α的正切
(2)由题可知,当带电粒子在t=kT(k=0,1,2…)时刻进入电场时,带电粒子的侧向位移最大,其侧向位移
当带电粒子在(k=0,1,2…)时刻进入电场时,带电粒子的侧向位移最小,其侧向位移
带电粒子从电场射出到MN边界上的宽度Δy=ymax-ymin=15 cm.
【题目】小明同学利用图(a)所示的实验装置探究“物块速度随时间变化的关系”。物块放在木板上,细绳的一端与物块相连,另一端跨过滑轮挂上钩码。打点计时器固定在木板右端,所用电源频率为50Hz。纸带穿过打点计时器连接在物块上。实验中,物块在钩码的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如图(b)所示。
(1)在本实验中,下列操作正确的是
A.电磁打点计时器使用的是低压直流电源 |
B.打点前,物块应靠近打点计时器,要先接通电源,再释放物块 |
C.打出的纸带,要舍去纸带上密集的点,然后再选取计数点 |
D.钩码的总质量要远小于物块的质量 |
(2)图(b)为小明同学在实验中打出的一条纸带,由图中的数据可求得(结果保留两位有效数字)
①打纸带上计数点C时该物块的速度为 m/s;
②该物块的加速度为 m/s2;
③打纸带上计数点E时该物块的速度为 m/s。