某物理興趣小組設計了如圖甲所示裝置，該裝置可以約束帶電粒子在一定區(qū)域內(nèi)運動。P為平行板電容器兩極板的中心軸線的中點，在中心軸線兩端有兩個完全相同的固定點電荷M、N，M、N關于P點對稱。某時刻從P處有一帶正電粒子以速度大小為v0=2×103m/s開始水平向右運動，粒子在電場力作用下發(fā)生偏轉，出電場后該粒子可以先圍繞N點電荷運動返回電場，再出電場圍繞M點電荷運動又返回電場……如此反復約束在一定區(qū)域內(nèi)。要實現(xiàn)上述運動，應在A、B間加一如圖乙所示的交變電壓，已知粒子電荷量q=10-6C，質(zhì)量m=5×10-10kg,電容器極板長度L=0.4m,間距d=25cm,電壓U0=2.5×103V，M、N兩點電荷間距為0.6m,靜電力常量k=9×109N?m/C2，不計粒子重力，點電荷的電場不會影響平行板內(nèi)的電場。求：
（1）帶電粒子第一次從電容器射出時的速度大小和方向；
（2）M、N兩電荷的電量和電性；
（3）交變電場的變化周期。
v
0
=
2
×
1
0
3
m
/
s
U
0
=
2
.
5
×
1
0
3
V
【答案】（1）帶電粒子第一次從電容器射出時的速度大小為2000m/s，方向與水平方向成45°角斜向右下方；
（2）M、N兩電荷的電量為C，M、N均帶負電；
（3）交變電場的變化周期為（4+）×10-4s。
2
（2）M、N兩電荷的電量為
4
9
2
×
1
0
-
7
（3）交變電場的變化周期為（4+
3
π
2
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：42引用：1難度：0.4
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1．如圖甲所示為示波管，如果在YY′之間加如圖乙所示的交變電壓，同時在XX′之間加如圖丙所示的鋸齒形電壓，使X的電勢比X′高，則在熒光屏上會看到圖形為（ ）
發(fā)布：2024/12/29 19:30:1組卷：804引用：13難度：0.9 -
2．如圖甲所示，水平放置的平行金屬板P和Q，相距為d,兩板間存在周期性變化的電場或磁場。P、O間的電勢差UPQ隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，磁感應強度B隨時間變化的規(guī)律如圖丙所示，磁場方向垂直紙面向里為正方向。t=0時刻，一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子（不計重力），以初速度v0由P板左端靠近板面的位置，沿平行于板面的方向射入兩板之間，q、m、d、v0、U0為已知量。
（1）若僅存在交變電場，要使電荷飛到Q板時，速度方向恰好與Q板相切，求交變電場周期T；
（2）若僅存在勻強磁場，且滿足B0=，粒子經(jīng)一段時間恰能垂直打在Q板上（不考慮粒子反彈），求擊中點到出發(fā)點的水平距離。2mv0qd發(fā)布：2024/12/29 23:0:1組卷：129引用：2難度：0.4 -
3．如圖甲所示，在真空中有一傾角為30°的足夠長光滑絕緣斜面，t=0時刻，一質(zhì)量為m=0.2kg的帶電小滑塊靜放于斜面上，同時，空間加上一個方向平行于斜面的勻強電場，場強大小和方向呈周期性變化，變化規(guī)律如圖乙所示（取沿斜面向上方向為正方向，g=10m/s2），0～2s內(nèi)小滑塊恰能沿斜面向上做勻加速直線運動，加速度大小為10m/s2，求：
（1）小滑塊是帶正電還是負電；電荷量q是多少；
（2）4s內(nèi)小滑塊的位移大小；
（3）22s內(nèi)電場力對小物塊所做的功。
發(fā)布：2024/12/29 17:0:1組卷：351引用：5難度：0.9