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如图甲所示,真空中相距为d=6cm的两块平行金属板A、B与某一电源(图中未画)连接,其中B板接地(电势为零),A板的电势随时间的变化规律如图乙所示(U0已知)。将一个质量m、电荷量q的带负电粒子从临B板处无初速度释放,不计粒子重力。求A板电势变化周期T(未知)为多大时,在T到T时刻内,任意时刻释放的该粒子,粒子都不能到达A板(粒子若运动到B板,将被吸附在B板不再运动)。
根据电场强度
所以带电粒子所受电场力    
解得
带电粒子在向A板做匀加速运动,在向A板做匀减速运动,速度减为零后将返回。粒子向A板运动可能的最大位移

要求粒子不能到达A板,有
,电势变化频率应满足

点评:做此类问题关键是把握题目中所要求的临界条件是什么,然后结合牛顿第二定律分析解题
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图,空间中存在两条射线OMON,以及沿射线OM方向的匀强电场,已知∠NOMθ,某带电粒子从射线OM上的某点P垂直于OM入射,仅在电场作用下经过射线ON上的Q点,若Q点离O点最远且OQL,求(1)粒子入射点PO点的距离S
(2)带电粒子经过电压U加速后从P点入射,则改变电压U时,欲使粒子仍然能经过Q点,试画出电压U与匀强电场的场强E之间的关系。(只定性画出图线,无需说明理由)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图甲所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔,右极板电势随时间变化的规律如图乙所示,一个电子原来静止在左极板小孔处,不计电子的重力,下列说法正确的是
A.从t=0时刻释放电子,电子始终向右运动,直到打到右极板上
B.从t=0时刻释放电子,电子可能在两板间振动
C.从t=T/4时刻释放电子,电子可能在两板间振动,也可能打到右极板上
D.从t=3T/8时刻释放电子,电子必然打到左极板上

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图1所示,A和B是真空中两块面积很大的平行金属板、加上交变电压,在两板间产生变化的电场。已知B板电势为零,在0~T时间内,A板电势UA随时间变化的规律如图2所示,其中UA的最大值为U0,最小值为 -2U0 。在图1中,虚线MN表示与A、B板平行且等距的一个较小的面,此面到A和B的距离皆为L。在此面所在处,不断地产生电量为q、质量为m的带负电微粒,微粒随时间均匀产生出来。微粒产生后,从静止出发在电场力的作用下运动。设微粒一旦碰到金属板,就附在板上不再运动,且其电量同时消失,不影响A、B板的电压。已知在0~T时间内产生出来的微粒,最终有四分之一到达了A板,求这种微粒的比荷(q/m)。(不计微粒重力,不考虑微粒之间的相互作用)。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图甲所示,M、N为水平放置的平行板电容器的两个极板,两极板间距d=0.1m,两极板间的电压U=12.5V,O为上极板中心的小孔,以O为坐标原点,在竖直平面内建立直角坐标系,在y轴方向上,0≤y≤2m区间存在方向与x轴平行的匀强电场(PQ为电场区域的上边界),在x轴方向上,电场范围足够大。若规定x轴正方向为电场正方向,电场强度随时间变化情况如图乙所示。现有一个带负电的粒子,在t=0时刻从紧靠M级板中心O'处无初速释放,经过小孔O进入N板上方的交变电场中,粒子的比荷q/m=1×102C/kg,不计粒子重力。求:

(1)粒子进入交变电场时的速度。
(2)粒子在两板之间飞行的时间。
(3)粒子在8×10-3s末的位置坐标。
(4)粒子离开交变电场时的速度大小和方向。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

真空中两个平行金属板A,B上加有周期性的交变电压,如图所示。在t=0时,电势φAB,这时紧靠B板处有一个初速度为零的电子,在电场力的作用下开始运动,若已知交变电压的周期为T,在t=0时,电压为U0。电子的质量为m,电量为e,求:
(1)若电子正好在3T/8时刻到达A板,则电子到达时具有的动能是多大?
(2)当A,B间距离d为多大时,电子到达A板的速度为零??

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(2011年温州中学高三月考)如图甲所示,在真空中足够大的绝缘水平地面上,一个质量为m=0.2 kg,带电荷量为q=+2.0×10-6 C的小物块处于静止状态,小物块与地面间的动摩擦因数μ=0.1.从t=0时刻开始,空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场(取水平向右的方向为正方向,g取10 m/s2),求:

(1)23秒内小物块的位移大小;
(2)23秒内电场力对小物块所做的功.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图甲所示,真空中的电极K连续不断地发出电子(电子的初速度可忽略不计),经电压为u的电场加速,加速电压u随时间t变化的图象如图乙所示。每个电子通过加速电场的过程时间极短,可认为加速电压不变。电子被加速后由小孔S穿出,沿两个彼此靠近且正对的水平金属板A、B间中轴线从左边缘射入A、B两板间的偏转电场,A、B两板长均为L=0.20m,两板之间距离d=0.050m,A板的电势比B板的电势高。A、B板右侧边缘到竖直放置的荧光屏P(面积足够大)之间的距离b=0.10m。荧光屏的中心点O与A、B板的中心轴线在同一水平直线上。不计电子之间的相互作用力及其所受的重力,求:

(1)要使电子都打不到荧光屏上,则A、B两板间所加电压U应满足什么条件;
(2)当A、B板间所加电压U'=50V时,电子打在荧光屏上距离中心点O多远的范围内。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,A、C、D为三个平行板电容器,MN为中心轴,D1D2与MN的距离相等,O为电容器C的中点,整个装置处于真空中.A1A2足够大且足够近,距离为d0=1mm,中间有磁感应强度B=9×10-2T的匀强磁场.A1与D1相连,A2与D2相连并接地,C1C2加上电压U0=90V,侧面有小孔S1和S2,D1D2的极板长均为L=10cm.今在O点源源不断的加入初速度为零的中性粒子,粒子在O点处被特殊装置剥离成2价正离子和电子,而不改变速度大小.已知电子质量为m=9×10-31kg,该2价正离子的质量是电子质量的2×104倍,电子电量为e=1.6×10-19C,.(忽略粒子重力)
(1)求电子通过孔S2的速度大小.
(2)若整个装置达到稳定状态后,电子刚好能从D中飞出,求D1D2两板间的距离为多少?

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