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如圖所示的裝置,在加速電場U1內放置一根塑料管AB(AB由特殊絕緣材料制成,不會影響電場的分布),緊靠其右側的是兩塊彼此平行的水平金屬板,板長為L,兩板間距離為d.一個帶負電荷的小球,恰好能沿光滑管壁運動.小球由靜止開始加速,離開B端后沿金屬板中心線水平射入兩板中,若給兩水平金屬板加一電壓U2,當上板為正時,小球恰好能沿兩板中心線射出;當下板為正時,小球射到下板上距板的左端
L
4
處,求:
(1)U1:U2
(2)若始終保持上板帶正電,為使經U1加速的小球,沿中心線射入兩金屬板后能夠從兩板之間射出,兩水平金屬板所加電壓U的范圍是多少?(請用U2表示)
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(1)設粒子被加速后的速度為v0,當兩板間加上電壓U2
如上板為正時,
U2q
d
=mg,U2=
mgd
q

如下板為正時,a=
mg+
U2q
d
m
=2g
1
2
d
=
1
2
?2g(
L
4v0
2
qU1=
1
2
mv02
解得
U1
U2
=
L2
16d2

(2)當上板加最大電壓Um時,粒子斜向上偏轉剛好穿出:
t=
L
v0

Umq
d
-mg=ma1

d
2
=
1
2
a1t2

得Um=
9
8
U2

若上板加上最小正電壓Un時,粒子向下偏轉恰穿出:mg-
Unq
d
=ma2

d
2
=
1
2
a2t2

得Un=
7
8
U2

電壓的范圍為:
7
8
U2<U<
9
8
U2

答:(1)U1:U2=
L2
16d2

(2)兩水平金屬板所加電壓U的范圍是
7
8
U2<U<
9
8
U2
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

(2009?諸城市模擬)如圖所示的裝置,在加速電場U1內放置一根塑料管AB(AB由特殊絕緣材料制成,不會影響電場的分布),緊靠其右側的是兩塊彼此平行的水平金屬板,板長為L,兩板間距離為d.一個帶負電荷的小球,恰好能沿光滑管壁運動.小球由靜止開始加速,離開B端后沿金屬板中心線水平射入兩板中,若給兩水平金屬板加一電壓U2,當上板為正時,小球恰好能沿兩板中心線射出;當下板為正時,小球射到下板上距板的左端
L4
處,求:
(1)U1:U2;
(2)若始終保持上板帶正電,為使經U1加速的小球,沿中心線射入兩金屬板后能夠從兩板之間射出,兩水平金屬板所加電壓U的范圍是多少?(請用U2表示)

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(1) U1:U2;

(2)若始終保持上板帶正電,為使經U1加速的小球,沿中心線射入兩金屬板后能夠從兩板之間射出,兩水平金屬板所加電壓U的范圍是多少?(請用U2表示)

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(1) U1:U2

(2)若始終保持上板帶正電,為使經U1加速的小球,沿中心線射入兩金屬板后能夠從兩板之間射出,兩水平金屬板所加電壓U的范圍是多少?(請用U2表示)

 

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科目:高中物理 來源:2010年福建省高二上學期期中考試物理試卷 題型:計算題

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(1) U1:U2;

(2)若始終保持上板帶正電,為使經U1加速的小球,沿中心線射入兩金屬板后能夠從兩板之間射出,兩水平金屬板所加電壓U的范圍是多少?(請用U2表示)

 

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