【題目】如圖所示，兩平行金屬板A、B長(zhǎng)為L＝8 cm，兩板間距離d＝8 cm，A板比B板電勢(shì)高，且兩板間電壓大小為U=300 V，一帶正電的粒子電荷量為q＝1.0×10－10 C、質(zhì)量為m＝1.0×10－20 kg，沿電場(chǎng)中心線RO垂直電場(chǎng)線飛入電場(chǎng)，初速度v0＝2.0×106 m/s，粒子飛出電場(chǎng)后經(jīng)過(guò)界面MN、PS間的無(wú)電場(chǎng)區(qū)域，然后進(jìn)入固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)區(qū)域（設(shè)界面PS右側(cè)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布不受界面的影響）。已知兩界面MN、PS相距為s1=12 cm，D是中心線RO與界面PS的交點(diǎn)，O點(diǎn)在中心線上，距離界面PS為s2=9 cm，粒子穿過(guò)界面PS做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏bc上。（靜電力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，粒子的重力不計(jì)）

（1）在圖上粗略畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡；

（2）求粒子穿過(guò)界面MN時(shí)偏離中心線RO的距離為多遠(yuǎn)；到達(dá)PS界面時(shí)離D點(diǎn)為多遠(yuǎn)；

（3）確定點(diǎn)電荷Q的電性并求其電荷量的大小。（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

【答案】（1）圖見(jiàn)解析；（2）3cm；12cm（3）負(fù)電；1.0×10-8C

【解析】

（1）第一段是拋物線、第二段是直線、第三段是圓弧，軌跡如圖：


（2）粒子穿過(guò)界面MN時(shí)偏離中心線RO的距離（偏移位移）：
y=at2

L=v0t
則y=at2==0.03m=3cm

粒子在離開電場(chǎng)后將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其軌跡與PS交于H，設(shè)H到中心線的距離為y′，由幾何關(guān)系得：
解得y′=4y=12cm

（3）粒子到達(dá)H點(diǎn)時(shí)，其水平速度vx=v0=2.0×106m/s
豎直速度vy=at=1.5×106m/s
則v合=2.5×106m/s
該粒子在穿過(guò)界面PS后繞點(diǎn)電荷Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以Q帶負(fù)電
根據(jù)幾何關(guān)系可知半徑r=15cm

解得Q≈1.0×10-8C

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一質(zhì)量為2kg的質(zhì)點(diǎn)從靜止開始沿某一方向作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，它的動(dòng)量P隨位移的變化關(guān)系為，則關(guān)于此質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)法中正確的是（）

A. 加速度為2m/s2

B. 2s內(nèi)受以的沖量為8N·s

C. 在相等的時(shí)間內(nèi)，動(dòng)量的增量一定相等

D. 通過(guò)相同的距離，動(dòng)量的增量可能相等

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在傾角為θ的固定光滑斜面上有兩個(gè)用輕彈簧相連接的物塊A、B，它們的質(zhì)量分別為m1、m2，彈簧的勁度系數(shù)為k，C為一固定擋板，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)用一平行于斜面向上的恒力F拉物塊A使之向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物塊B剛要離開擋板C時(shí)，物塊A運(yùn)動(dòng)的距離為d，速度為v.則此時(shí)

A. 拉力做功的瞬時(shí)功率為Fvsinθ

B. 物塊B滿足m2gsinθ<kd

C. 物塊A的加速度為

D. 彈簧彈性勢(shì)能的增加量為Fd-m1gdsinθ-

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】我國(guó)不少地方在節(jié)日期間有掛紅燈籠的習(xí)俗。如圖，質(zhì)量為m的燈籠用兩根不等長(zhǎng)的輕繩OA、OB懸掛在水平天花板上，OA比OB長(zhǎng)，O為結(jié)點(diǎn)。重力加速度大小為g。設(shè)OA、OB對(duì)O點(diǎn)的拉力分別為FA、FB，輕繩能夠承受足夠大的拉力，則

A. 、的合力大于mg

B. 大于

C. 小于

D. 調(diào)節(jié)懸點(diǎn)A的位置，可使、都大于mg

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角α=370的光滑絕緣斜面處于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度E=103N/C，有一個(gè)質(zhì)量為m=3×10-3kg的帶電小球，以速度v=1m/s沿斜面勻速下滑，求：

（1）小球帶何種電荷？電荷量為多少？

（2）在小球勻速下滑的某一時(shí)刻突然撤去斜面，此后經(jīng)t=0.2s內(nèi)小球的位移是多大？（g取10m/s2）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖所示,則下列說(shuō)法中正確的是（）

A. 該元件是非線性元件，歐姆定律不適用，不能用R=U/I計(jì)算導(dǎo)體在某狀態(tài)下的電阻

B. 加5V電壓時(shí)，導(dǎo)體的電阻約是0.2Ω

C. 加12V電壓時(shí)，導(dǎo)體的電阻約是8Ω

D. 由圖可知，隨著電壓的增大，導(dǎo)體的電阻不斷減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R3的滑動(dòng)片向右移動(dòng)時(shí),兩電壓表示數(shù)變化的絕對(duì)值分別是△U1和△U2,已知R2的阻值大于電源內(nèi)阻r，則下列結(jié)論正確的是( )

A. △U1>△U2

B. 電阻R1的功率先增大后減小

C. 電源的輸出功率先增大后減小

D. 電阻R2的功率一定增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一物體做加速度不變的直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻速度的大小為，1 s后速度的大小變?yōu)?/span>，在這1 s內(nèi)該物體的( 　 )

A. 速度變化的大小可能小于

B. 速度變化的方向可能與原速度方向反向

C. 加速度的方向可能與原速度方向反向

D. 加速度的大小可能大于

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】探究外力做功與物體動(dòng)能變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)中力傳感器讀數(shù)和紙帶的測(cè)量數(shù)據(jù)等可分別求得外力對(duì)小車做的功和小車動(dòng)能的變化．

（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的有（________）

A．調(diào)整滑輪高度，使連接小車的細(xì)線與木板平行

B．實(shí)驗(yàn)中要始終滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

C．若紙帶上打出的是短線，可能是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器輸入電壓過(guò)高造成的

D．平衡摩擦力時(shí)，調(diào)整墊塊的高度，改變鉤碼質(zhì)量，使小車能在木板上做勻速運(yùn)動(dòng)

（2）除了圖甲中注明的器材外，實(shí)驗(yàn)中還需要交流電源、導(dǎo)線、刻度尺和____________． （3）某次實(shí)驗(yàn)中打出了一條紙帶，其中一部分如圖乙所示：

若各個(gè)打點(diǎn)是連續(xù)的計(jì)時(shí)點(diǎn)，A、B、D、E、F各點(diǎn)與O點(diǎn)間的距離如圖，設(shè)小車質(zhì)量為m，打點(diǎn)周期為T，本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中力傳感器的讀數(shù)為F. 則A到E過(guò)程外力做功W＝______，小車動(dòng)能變化ΔEk＝______；在不同次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得多組外力做功Wi和對(duì)應(yīng)的動(dòng)能變化ΔEki的數(shù)據(jù)，作出W-ΔEk圖象如圖丙所示，圖線斜率約等于1，由此得出的結(jié)論是_________．

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