题目内容
【题目】水平放置的平行金属板AB间的距离d=0.1m,板长L=0.3m,在金属板的左端竖直放置一带有小孔的挡板,小孔恰好位于AB板的正中间,距金属板右端x=0.5m处竖直放置一足够大的荧光屏,现在AB板间加如图(b)所示的方波形电压,已知U0=1.0×102V,在挡板的左侧,有大量带正电的相同粒子以平行于金属板方向的速度持续射向挡板,粒子的质量m=1.0×10-7kg,电荷量q=1.0×10-2C,速度大小均为v0=1.0×104m/s,带电粒子的重力不计,则:
(1)求粒子在电场中的运动时间;
(2)求t=0时刻进入的粒子离开电场时在竖直方向的位移;
(3)若撤去挡板,求荧光屏上出现的光带长度。
【答案】(1)
(2)
(3)0.095m
【解析】
试题分析:(1)进入电场的粒子在水平方向不受力,做匀速直线运动L=v0t
电子在电场中运动时间
(2)电子在电场运动时间一共是,根据两极板电压变换图b,竖直方向其中电子匀加速运动,电子匀减速直线运动,
由于电压大小一样,所以加速度大小相等
离开电场时竖直方向位移
(3)挡板去后,所有粒子离开电场的速度都相同。示意图如下
t=0时刻进入的粒子,正向偏转位移最大,且运动过程没有速度反向
若粒子进入的位置合适,粒子可以从极板的上边沿离开电场。
时刻进入的粒子反向偏转过程中位移最大是速度减小到0的时候,若粒子位置合适,粒子此时刚好到达下极板,随后开始加速,时间为,此粒子下面的粒子将打在下极板上而不能离开电场。
次粒子正向偏移为
根据离开粒子速度大小方向相同,判断打在荧光屏上面的光带长度为
【题目】在做“研究匀变速直线运动”的实验中:
(1)实验室提供了以下器材:电磁打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线和开关、低压交流电源、复写纸、弹簧测力计。其中在本实验中不需要的器材是________。
(2)如图所示,是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,打点计时器打点的时间间隔T=0.02s,其中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm、x6=10.23cm。
下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度(小数点后保留三位数字)。
位置 | B | C | D | E | F |
速度(m·s-1) | 0.737 | 0.801 | 0.992 |
(3)以A点为计时起点,在坐标图中画出小车的速度—时间关系图线。
(4)根据你画出的小车的速度—时间的关系图线计算出的小车的加速度a=________m/s2。