题目内容

15.某个质量为m=5×10-7kg,电量为q=-1×10-9C的带电微粒以1m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B正中央水平飞入板间,已知板长L=10cm,板间距离d=2cm.
(1)若带电微粒恰好沿直线穿过板间,求A、B间的电势差?(g=10m/s2
(2)当UAB=200V时,通过计算判断微粒能否从板间飞出?

分析 (1)根据电场力等于重力,则可确定A极板的极性;求出电场强度,由U=Ed.
(2)由运动的独立性分别分析水平和竖直方向上的运动情况,从而分析微粒能否从板间飞出.

解答 解:(1)由匀速运动受力平衡,电场力等于重力,且电荷为负电荷,故A极板为正极板
若刚好沿直线飞出则:mg=Eq      
电压:U=Ed 
代入数据得:U=100V  
(2)当电压为200伏时,2U=E1d
牛顿第二定律得:E1q-mg=ma  
得:a=g
粒子做类平抛运动:L=V0t      
解得偏转位移应为:
y=0.05m=5cm  所以不能从板间飞出.
答:(1)A为正极板,A、B间的电势差1000V
(2)当UAB=200V,带电粒子不能从板间飞出.

点评 本题考查重力与电场力大小的关系,要注意明确粒子在电场中做类平抛运动,处理的基本方法为运动的合成和分解,要注意明确水平方向上的匀速运动和竖直方向上的匀加速直线运动相互独立互不干扰,但时间一定是相同的.

练习册系列答案
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7.根据有关实验,回答问题:
(1)图1中游标卡尺读数为0.825cm.

(2)如图2所示为“探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图.图中A为小车,B为装有砝码的小桶,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电火花打点计时器相连,计时器接50HZ交流电.小车的质量为M,小桶(及砝码)的质量为m.
①下列说法正确的是D.
A.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力
B.实验时应先释放小车后接通电源
C.本实验m应远大于M
D.在用图象探究加速度与质量关系时,应作a-$\frac{1}{M}$图象
②实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,用细线通过定滑轮挂上重物让小车匀加速下滑,不断改变重物的质量m,测出对应的加速度a,则小车加速度a与所挂重物质量m的关系可能是图3中的丙图线.(选填“甲”、“乙”、“丙”)
③某同学平衡摩擦力后,控制小桶(及砝码)质量不变,研究小车加速度与其质量的关系,得到了如图4所示的a-$\frac{1}{M}$图象,图象末端不是直线的原因是小车的质量M不是远大于小桶(及砝码)的质量m.(请用文字表述)

(3)测定木块与长木板之间的动摩擦因数时,采用如图5所示的装置,图中长木板水平固定.图6为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6为计数点,相邻两计数点间还有4个打点未画出.从纸带上测出x1=3.20cm,x2=4.52cm,x5=8.42cm,x6=9.70cm.则木块加速度大小a=1.3m/s2(保留两位有效数字).

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