文本框:  【例1】如图所示,水平放置的两平行金属板M、N间的距离d=0.20m,给两板加电压U,板间有一长度L=0.10m的绝缘薄板AB能够绕端点A在竖直平面内转动,先使AB板保持水平静止,并在AB的中点放一个质量m=4.9×1010kg、电量q=9×1010C的带正电的微粒P(重力忽略不计),使板AB突然以角速度ω=100rad/s沿顺时针方向匀速转动,为使板AB在转动中能与微粒P相碰,求加在平行金属板M、N之间的电压的取值范围。

解析:通过审题,可以找到如下信息:

       ①研究对象是微粒P和薄板AB。

       ②重力忽略不计。

       ③板AB突然匀速转动意味着板从静止变成以角速度ω转动的时间不计(若考虑这个时间,解题将陷入困境)。

       ④由于AB板突然匀速转动,则P与AB将分离,P仅受电场力作用,由静止开始竖直向下做加速直线运动。

       ⑤问题的要求:板AB在转动中与微粒P相碰。

       ⑥问题的目标:在满足上述要求时,求加在金属板M、N间的电压取值范围。

       注意一个细节:信息④中,若粒子加速度较大,在一定时间内可能追上AB与之相碰,这种情况容易判定。但还有另一种情况,即粒子P加速度不够大,在AB板转过一周后追上P与之相碰。若不仔细审题,此信息也可以从题述“电压的取值范围”几个字中挖掘出。

       设P经时间t1恰与B端相碰,则AB转过的角度θ=π/3,π/3=ωt1, ①

在t1时间内微粒P竖直下落的高度为h=Lsin(π/3)=at12/2=qUt12/2md,   ②

 0  57234  57242  57248  57252  57258  57260  57264  57270  57272  57278  57284  57288  57290  57294  57300  57302  57308  57312  57314  57318  57320  57324  57326  57328  57329  57330  57332  57333  57334  57336  57338  57342  57344  57348  57350  57354  57360  57362  57368  57372  57374  57378  57384  57390  57392  57398  57402  57404  57410  57414  57420  57428  447090 

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