物理
如图所示,相距为d的两块平行金属板M、N与直流电源相连.一带电粒子(重力不计)垂直于电场方向从M板边缘射入电场,恰好打在N板的中央.为了能使粒子从N板边缘飞出电场,可将N板平移一段距离. (1)若开关S始终闭合,则这个距离应为多大?(2)若在开关S断开后再移动N板,这个距离又应为多大?

2019-06-26

如图所示,相距为d的两块平行金属板M、N与直流电源相连.一带电粒子(重力不计)垂直于电场方向从M板边缘射入电场,恰好打在N板的中央.为了能使粒子从N板边缘飞出电场,可将N板平移一段距离.

(1)若开关S始终闭合,则这个距离应为多大?
(2)若在开关S断开后再移动N板,这个距离又应为多大?
优质解答
(1)带电粒子在板间的运动均为类平抛运动,水平方向的运动速度一定,设第一次带电粒子的运动时间为t1
第二次恰从边缘飞出,所用时间为t2,则有t2=2t1…①
设板下移的距离为△d,则S闭合时,有:d=
qU
2dm
t
2
1
…②
d+△d=
qU
2(d+△d)m
t
2
2
 …③
由①、②、③可得△d=d,
即N板向下移动的距离为d
(2)若S断开,则板上的电荷量不变,不难判断,移动N板时,板间的场强将不变,
设板下移距离△d′,有d=
1
2
qE
m
t
2
1
…④
d+△d′=
1
2
qE
m
t
2
2
…⑤
由①、④、⑤解得△d′=3 d,
即N板向下移动距离为3d.
答:(1)若开关S始终闭合,则这个距离应为d;
(2)若在开关S断开后再移动N板,这个距离又应为3d.
(1)带电粒子在板间的运动均为类平抛运动,水平方向的运动速度一定,设第一次带电粒子的运动时间为t1
第二次恰从边缘飞出,所用时间为t2,则有t2=2t1…①
设板下移的距离为△d,则S闭合时,有:d=
qU
2dm
t
2
1
…②
d+△d=
qU
2(d+△d)m
t
2
2
 …③
由①、②、③可得△d=d,
即N板向下移动的距离为d
(2)若S断开,则板上的电荷量不变,不难判断,移动N板时,板间的场强将不变,
设板下移距离△d′,有d=
1
2
qE
m
t
2
1
…④
d+△d′=
1
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qE
m
t
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2
…⑤
由①、④、⑤解得△d′=3 d,
即N板向下移动距离为3d.
答:(1)若开关S始终闭合,则这个距离应为d;
(2)若在开关S断开后再移动N板,这个距离又应为3d.
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