题目内容

如图12所示，由A、B两平行板构成的电容器，电容为C，原来不带电.电容器的A板接地，并且中心有一个小孔，通过这个小孔向电容器中射入电子，射入的方向垂直于极板，射入的速度为v0.如果电子的发射是一个一个单独进行的，即第一个电子到达B板后再发射第二个电子，并且所有和B板相碰的电子都留在B板上.随着电子的射入，两极板间的电势差逐渐增加，直至达到一个稳定值.已知电子的质量为m、电荷量为e,电子所受的重力可忽略不计，A、B两板的距离为L.

图12

(1)有n个电子到达B板上，这时两板间电场的场强E多大？

(2)最多能有多少个电子和B板相碰？

(3)到达B板的第1个电子在两板间运动的时间和最后一个电子在两板间运动的时间相差多少？

解析：(1)两极间电压U=                                                ①

场强E=                                                                   ②

解得E=.                                                                 ③

(2)设最多能有n′个电子到达B板，则第n′+1个电子在运动到B板时速度恰减为0.

满足=v02                                                          ④

解得n′=                                                              ⑤

(3)第1个电子在两板间做匀速运动，运动时间为t1=                              ⑥

最后1个电子在两板间做匀减速运动，运动到B板时速度恰为0，运动时间为t2=    ⑦

 二者时间之差为Δt=t2-t1=.                                                   ⑧

答案：(1)  (2)  (3)

练习册系列答案
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精英家教网2008年9月25日21时10分，神舟七号飞船成功发射，共飞行2天20小时27分钟，绕地球飞行45圈后，于9月28日17时37分安全着陆．航天员翟志刚着“飞天”舱外航天服，在刘伯明的配合下，成功完成了空间出舱活动，进行了太空行走．出舱活动结束后，释放了伴飞卫星，并围绕轨道舱进行伴飞实验．神舟七号是由长征-2F运载火箭将其送入近地点为A，远地点为B的椭圆轨道上，实施变轨后，进入预定圆轨道，其简化的模拟轨道如图12所示．假设近地点A距地面高度为h，飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用的时间为t，地球表面的重力加速度为g，地球半径R，试求：
（1）飞船在近地点A的加速度aA大小；
（2）飞船在预定圆轨道上飞行的速度v的大小．
（2011?宜昌二模）某同学在资料上发现弹簧振子的周期公式为T=2π
m
k
，弹簧的弹性势能公式为成Ep=
1
2
kx2（式中k为弹簧的劲度系数，m为振子的质量，x为弹簧的形变量）．为了验证弹簧的弹性势能公式，他设计了如图甲所示的实验：轻弹簧的一端固定在水平光滑木板一端，另一端连接一个质量为M的滑块，滑块上竖直固定一个挡光条，每当挡光条挡住从光源A发出的细光束时，传感器B因接收不到光线就产生一个电信号，输入电脑后经电脑自动处理就能形成一个脉冲电压波形；开始时滑块静止在平衡位置恰好能挡住细光束．在木板的另一端有一个弹簧枪，发射出质量为m，速度为v0的弹丸，弹丸击中木块后留在木块中一起做简谐振动．
（1）系统在振动过程中，所具有的最大动能Ek=
1
2
(
m2
M+m
)
v
2
0
1
2
(
m2
M+m
)
v
2
0
；
（2）系统振动过程中，在电脑上所形成的脉冲电压波形如图乙所示，由图可知该系统的振动周期大小为：T=
2T0
2T0
；
（3）如果再测出滑块振动的振幅为A，利用资料上提供的两个公式求出系统振动过程中弹簧的最大弹性势能为：Ep=
(M+m)A2π2
2
T
2
0
(M+m)A2π2
2
T
2
0
；
通过本实验，根据机械能守恒，如发现Ek=Ep，即验证了弹簧的弹性势能公式的正确性

在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的电源的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如图12所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5共6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零刻度线跟“0”计数点对齐，由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离如图：

 

 
 
 
 
 

（1）实验时，打点计时器采用       （填交流或直流）电源，若电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为       s。
（2）计算小车通过计数点“2”的瞬时速度公式为v2 =_____________（以d1、d2及相邻计数点间时间T来表示） 
（3）、加速度a=______  （结果保留两位有效数字）。

像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，每个光电门都是由激光发射和接收装置组成。当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用如图11所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验，图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上间距为L的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）。可以装载钩码的小车上固定着用于挡光的窄片K，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2。

（1）在某次测量中，用游标卡尺测量窄片K的宽度，游标卡尺如图12所示，则窄片K的宽度d=        m（已知L>>d），光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=4.0×10-2s，t2=2.0×10-2s；

（2）用米尺测量两光电门的间距为L=0.40m，则小车的加速度大小a=            m/s2；

（3）该实验中，为了把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力，就必须平衡小车受到的摩擦力，正确的做法是__________；

（4）某位同学通过测量，把砂和砂桶的重量当作小车的合外力F，作出a-F图线。如图13中的实线所示。试分析：图线不通过坐标原点O的原因是                          ；曲线上部弯曲的原因是                   ;为了既能改变拉力F，又保证a-F图象是直线，可以进行这样的操作                                         。

 

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