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5.如圖所示,水平放置的平行板電容器與某一電源相連,它的極板長L=0.4m,兩極板間距離d=4×10-3 m,有一束由相同帶電微粒組成的粒子流以相同的速度v0從兩極板中央平行極板射入,開關S閉合前,兩極板間不帶電,由于重力作用,微粒能落到下極板的正中央.已知微粒質量m=4×10-5 kg、電荷量q=+1×10-8 C,g=10m/s2,則下列說法正確的是(  )
A.微粒的入射速度v0=10 m/s
B.電容器上板接電源正極時微粒有可能從平行板電容器的右邊射出電場
C.電源電壓為160 V時,微粒可能從平行板電容器的右邊射出電場
D.電源電壓為100 V時,微粒可能從平行板電容器的右邊射出電場

分析 (1)粒子剛進入平行板時,兩極板不帶電,粒子做的是平拋運動,根據平拋運動的規律可以求得粒子入射速度v0的大小;
(2)由于兩板之間加入了勻強電場,此時帶電粒子在電場中的運動是類平拋運動,仍把運動在水平和豎直兩個方向上分解,進行列式計算.由于帶電粒子的水平位移增加,在板間的運動時間變大,而豎直方向位移不變,所以在豎直方向的加速度減小了,由此可判斷受到了豎直向上的電場力作用,再結合牛頓運動定律列式求解即可.

解答 解:A、粒子剛進入平行板時,兩極板不帶電,粒子做的是平拋運動,則有:
水平方向有$\frac{L}{2}$=v0t
豎直方向有$\fracp9vv5xb5{2}$=$\frac{1}{2}$gt2
解得 v0=10m/s,所以A正確;
B、由于帶電粒子的水平位移增加,在板間的運動時間變大,而豎直方向位移不變,所以在豎直方向的加速度減小,所以電場力方向向上,又因為是正電荷,所以上極板與電源的負極相連,所以B錯誤;
C、當所加電壓為U時,微粒恰好從下板的右邊緣射出,則有:
水平方向有L=v0t′
豎直方向有$\fracp9vv5xb5{2}$=$\frac{1}{2}$at′2
解得:a=2.5m/s2
根據牛頓第二定律得:a=$\frac{mg-q\frac{U}p9vv5xb5}{m}$ 解得:U=120V,
若微粒恰好從上板的右邊緣射出,則有:
根據牛頓第二定律得:a=$\frac{q\frac{U}p9vv5xb5-mg}{m}$ 解得:U=200V,所以C正確,D錯誤.
故選:AC.

點評 解得此類問題,首先要正確的對帶電粒子在這兩種情況下進行正確的受力分析,確定粒子的運動類型.解決帶電粒子垂直射入電場的類型的題,應用平拋運動的規律進行求解.
此類型的題要注意是否要考慮帶電粒子的重力,原則是:除有說明或暗示外,對基本粒子(例如電子,質子、α粒子、離子等),一般不考慮重力;對帶電微粒,(如液滴、油滴、小球、塵埃等),一般要考慮重力.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.在科學的發展歷程中,許多科學家做出了杰出的貢獻.下列敘述符合物理學史實的是(  )
A.胡克發現了彈簧彈力與彈簧形變量的關系
B.開普勒以行星運動定律為基礎總結出萬有引力定律
C.牛頓提出了萬有引力定律,并通過實驗測出了引力常量
D.伽利略在前人的基礎上通過觀察總結得到行星運動三定律

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16.兩顆靠得很近的天體稱為雙星,它們都繞兩者連線上某點為圓心做勻速圓周運動,因而不至于由于萬有引力而吸引到一起,則以下說法中正確的是(  )
A.它們做圓周運動所需要的向心力由太陽對它們的引力提供
B.它們中質量較大的星的向心力較大
C.它們做圓周運動的線速度大小之比與其質量成反比
D.它們做圓周運動的角速度之比與其質量成反比

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.下列研究對象(題中加點的),可看作質點的是(  )
A.天文學家研究$\underset{地}{•}$$\underset{球}{•}$的自轉
B.教練員對$\underset{短}{•}$$\underset{跑}{•}$$\underset{運}{•}$$\underset{動}{•}$$\underset{員}{•}$的起跑動作進行指導
C.用GPS確定$\underset{遠}{•}$$\underset{洋}{•}$$\underset{海}{•}$$\underset{輪}{•}$在大海中的位置
D.在國際大賽中,乒乓球運動員王浩準備接對手發出的$\underset{旋}{•}$$\underset{轉}{•}$$\underset{球}{•}$

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.如圖,在一半徑為R的球面頂端放一質量為m的物塊,A為球面底端的點,現給物塊一初速度v0,則(  )
A.若v0=$\sqrt{gR}$,則物塊落地點離A點距離為$\sqrt{2R}$
B.若球面是粗糙的,當v0<$\sqrt{gR}$時,物塊一定會沿球面下滑一段
C.若v0<$\sqrt{gR}$,則物塊落地點離A點距離為R
D.若v0≥$\sqrt{gR}$,則物塊落地點離A點至少為2R

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.2015年4月3日上午10時,我國海軍第二十批護航編隊從浙江舟山某軍港解纜起航,奔赴亞丁灣、索馬里海域執行護航任務,經過5000多海里的航行,于4月21日晨抵達目的地.關于此次航行,下列說法不正確的是(  )
A.當研究護航艦艇的運行軌跡時,能將其看做質點
B.“5000多海里”指的是護航艦艇的航行位移
C.根據題中數據不能大約求出護航艦艇的平均速度
D.題中數據“4月3日上午10時”和“4月21日晨”指的是時刻

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

17.證明電流的微觀表達式.有一橫截面積為S的銅導線,單位體積內的自由電子數為n,自由電子定向移動的速率為v,如果電子的電荷量為e.
求證:電流和自由電子定向移動速率的關系式I=neSv.

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14.關于物體帶電,下列說法正確的是(  )
A.有的物體內部有電荷,有的物體內部沒有電荷,所以有帶電的物體,也有不帶電的物體
B.物體不帶電是因為所帶的正電荷數目和負電荷數目相等
C.自然界只有兩種電荷,點電荷和元電荷
D.我們可以通過某一種方式創造電荷

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15.一只松鼠靜止地站在傾斜的樹枝上,一只猴子從樹枝上朝向右上方由靜止跳出,則樹枝對松鼠和猴子的彈力方向為(  )
A.樹枝對松鼠沒有彈力B.樹枝對松鼠彈力豎直向下
C.樹枝對猴子彈力垂直樹干斜向上D.樹枝對猴子彈力豎直向上

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