题目内容
(1)求点电荷P从A、B中点由静止开始第一次运动到板处的时间.
(2)导出图乙中时刻t2的表达式.
(3)导出图乙中时刻tn的表达式.
分析:(1)根据牛顿第二定律求出点电荷的加速度,分析点电荷从中点运动到B板的运动情况,根据位移公式和位移关系求出P从A、B中点由静止开始第一次运动到板处的时间.
(2)点电荷从B板向A板先做加速运动,后做减速运动,位移之和等于d,由速度公式和位移公式列式求解t2的表达式.
(3)寻找每次加速和减速的规律,得出tn的表达式.
(2)点电荷从B板向A板先做加速运动,后做减速运动,位移之和等于d,由速度公式和位移公式列式求解t2的表达式.
(3)寻找每次加速和减速的规律,得出tn的表达式.
解答:解:(1)设点电荷P在两板间运动的加速度大小为a,则
根据牛顿第二定律得:qE=ma,得a=
点电荷P在电场力作用下开始向B板运动,先加速后减速,到达B板时速度为0,加速运动的时间为t1,设减速运动的时间为t1′,则有
at1=at1′
d=
a
+
a
点电荷P第一次到达B板的时间为t=t1+t1′
解得:t=
(2)设点电荷由B向A板加速运动的时间为t2′,减速运动的时间为t2″,到达A板的速度为0,则
at2′=at2″
d=
a
+
a
点电荷由B板运动A板的时间为t2=t+t2′
解得:t2=(
+1)
(3)点电荷从A板到B板与从B板到A板的运动过程完全相同,即每次加速和减速的时间都是t2′=
由此可得,tn=(
+2n-3)
(n≥2)
答:
(1)点电荷P从A、B中点由静止开始第一次运动到板处的时间为
.
(2)图乙中时刻t2的表达式:t2=(
+1)
.
(3)图乙中时刻tn的表达式tn=(
+2n-3)
(n≥2).
根据牛顿第二定律得:qE=ma,得a=
| qE |
| m |
点电荷P在电场力作用下开始向B板运动,先加速后减速,到达B板时速度为0,加速运动的时间为t1,设减速运动的时间为t1′,则有
at1=at1′
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| t | 2 1 |
| 1 |
| 2 |
| t | ′2 1 |
点电荷P第一次到达B板的时间为t=t1+t1′
解得:t=
|
(2)设点电荷由B向A板加速运动的时间为t2′,减速运动的时间为t2″,到达A板的速度为0,则
at2′=at2″
d=
| 1 |
| 2 |
| t | ′2 2 |
| 1 |
| 2 |
| t | ″2 2 |
点电荷由B板运动A板的时间为t2=t+t2′
解得:t2=(
| 2 |
|
(3)点电荷从A板到B板与从B板到A板的运动过程完全相同,即每次加速和减速的时间都是t2′=
|
由此可得,tn=(
| 2 |
|
答:
(1)点电荷P从A、B中点由静止开始第一次运动到板处的时间为
|
(2)图乙中时刻t2的表达式:t2=(
| 2 |
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(3)图乙中时刻tn的表达式tn=(
| 2 |
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点评:本题是带电粒子在周期性变化的电场运动的问题,分析电荷的运动情况、把握规律是关键,
练习册系列答案
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| A、在t1时刻,A、B的相互作用力为零 | B、在t2到t3时间内,A、B相互排斥 | C、在t2时刻,A、B的相互作用力为零 | D、在t2时刻,A、B的相互作用力最大 |
如图甲所示,A、B为相同的环形线圈,它们共轴且相距很近,A线圈中通有图乙所示的交变电流,则( )
| A、在t1时刻,A、B的相互作用力为零 | B、在t1到t2时间内,A、B相互排斥 | C、在t2到t3时间内,A、B相互吸引 | D、在t2时刻,A、B的相互作用力最大 |
| A、在t1到t2时间内A、B两线圈相吸引 | B、在t2到t3时间内A、B两线圈相排斥 | C、t1时刻两线圈作用力为零 | D、t2时刻两线圈作用力最大 |
如图甲所示,A、B为相同的环形线圈,它们共轴且相距很近,A线圈中通有图乙所示的交变电流,则说法不正确的是( )

| A、在t1时刻,A、B的相互作用力为零 | B、在t1到t2时间内,A、B相互吸引 | C、在t2到t3时间内,A、B相互排斥 | D、在t2时刻,A、B的相互作用力最大 |