制備納米薄膜裝置的工作電極可簡(jiǎn)化為真空中間距為d的兩平行極板,如圖甲所示,加在極板A、B間的電壓UAB作周期性變化,其正向電壓為U0,反向電壓為-kU0(k>1),

電壓變化的周期為2r,如圖乙所示。在t=0時(shí),極板B附近的一個(gè)電子,質(zhì)量為m、電荷量為e,受電場(chǎng)作用由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。若整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電子未碰到極板A,且不考慮重力作用。

(1)若,電子在0—2r時(shí)間內(nèi)不能到達(dá)極板A,求d應(yīng)滿足的條件;

(2)若電子在0—2r時(shí)間未碰到極板B,求此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電子速度隨時(shí)間t變化的關(guān)系;

(3)若電子在第N個(gè)周期內(nèi)的位移為零,求k的值。

 

 

 

 

 (1)

(2)v=[t-(k+1)n],(n=0,1,2, ……,99)和v=[(n+1)(k+1)-kt],(n=0,1,2, ……,99)

(3)

解析:(1)電子在 0~τ時(shí)間內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)

           加速度的大小                                    ①

位移                                          ②

τ~2τ時(shí)間內(nèi)先做勻減速運(yùn)動(dòng),后反向做勻加速運(yùn)動(dòng)

加速度的大小                                   ③

初速度的大小                                      ④

勻減速運(yùn)動(dòng)階段的位移                             ⑤

依據(jù)題, 解得                   ⑥

(2)在,(n=0,1,2,……99)時(shí)間內(nèi)

速度增量                                        ⑦

,(n=0,1,2,……99)時(shí)間內(nèi)

加速度的大小       

             速度增量                                   ⑧

           (a)當(dāng)0≤<時(shí)

           電子的運(yùn)動(dòng)速度  v=n△v1+n△v2+a1(t-2n)                 ⑨

           解得    v=[t-(k+1)n] ,(n=0,1,2, ……,99)            ⑩

          (b)當(dāng)0≤t-(2n+1)<時(shí)

         電子的運(yùn)動(dòng)速度    v=(n+1)△v1+n△v2- [t-(2n+1)]           ⑾

          解得v=[(n+1)(k+1)-kt],(n=0,1,2, ……,99)             ⑿

        (3)電子在2(N-1)~(2N-1)時(shí)間內(nèi)的位移x2N-1=v2N-2+a12

         電子在(2N-1)~2NT時(shí)間內(nèi)的位移x2N=v2N-1

     由⑩式可知    v2N-2=(N-1)(1-k)

由⑿式可知  v2N-1=(N-Nk+k)

  依題意得   x2N-1+x2N=0

  解得:

 

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:

制備納米薄膜裝置的工作電極可簡(jiǎn)化為真空中間距為d的兩平行極板,如圖甲所示.加在極板A、B間的電壓UAB按圖乙所示規(guī)律變化:在0-T0時(shí)間內(nèi)電壓為U0,此后電壓呈周期性變化,電壓大小為kU0,電壓變化的周期為2τ.在t=0時(shí),極板B附近的一個(gè)電子,質(zhì)量為m、電荷量為e,受電場(chǎng)作用由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng).若無(wú)論經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)的時(shí)間,這個(gè)電子既未碰到極板A,也沒(méi)有碰到極板B,且不考慮重力作用.
(1)d的取值必須滿足什么條件?
(2)k的取值以及T0與τ之間的關(guān)系必須滿足什么條件?
(3)現(xiàn)逐漸增大k的值,使得電子第一次向B極板運(yùn)動(dòng)時(shí)就能碰到B板,求k的最小值.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)制備納米薄膜裝置的工作電極可簡(jiǎn)化為真空中間距為d的兩平行極板,如圖甲所示,加在極板A、B間的電壓UAB作周期性變化,其正向電壓為U0,反向電壓為-kU0(k>1),電壓變化的周期為2r,如圖乙所示.在t=0時(shí),極板B附近的一個(gè)電子,質(zhì)量為m、電荷量為e,受電場(chǎng)作用由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng).若整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電子未碰到極板A,且不考慮重力作用.
(1)若k=
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,電子在0-2r時(shí)間內(nèi)不能到達(dá)極板A,求d應(yīng)滿足的條件;
(2)若電子在0~200t時(shí)間內(nèi)未碰到極板B,求此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電子速度v隨時(shí)間t變化的關(guān)系;
(3)若電子在第N個(gè)周期內(nèi)的位移為零,求k的值.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

制備納米薄膜裝置的工作電極可簡(jiǎn)化為真空中間距為的兩平行極板,如圖甲所示,加在極板A、B間的電壓作周期性變化,其正向電壓為,反向電壓為,

電壓變化的周期為2r,如圖乙所示.在t=0時(shí),極板B附近的一個(gè)電子,質(zhì)量為m、電荷量為e,受電場(chǎng)作用由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng).若整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電子未碰到極板A,且不考慮重力作用.

(1)若,電子在0—2r時(shí)間內(nèi)不能到達(dá)極板,求應(yīng)滿足的條件;

(2)若電子在時(shí)間內(nèi)未碰到極板B,求此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電子速度隨時(shí)間t變化的關(guān)系;

(3)若電子在第個(gè)周期內(nèi)的位移為零,求k的值。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(16分)制備納米薄膜裝置的工作電極可簡(jiǎn)化為真空中間距為的兩平行極板,如圖甲所示,加在極板A、B間的電壓作周期性變化,其正向電壓為,反向電壓為,

電壓變化的周期為2r,如圖乙所示.在t=0時(shí),極板B附近的一個(gè)電子,質(zhì)量為m、電荷量為e,受電場(chǎng)作用由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng).若整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電子未碰到極板A,且不考慮重力作用.

(1)若,電子在0—2r時(shí)間內(nèi)不能到達(dá)極板,求應(yīng)滿足的條件;

(2)若電子在時(shí)間內(nèi)未碰到極板B,求此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電子速度隨時(shí)間t變化的關(guān)系;

(3)若電子在第個(gè)周期內(nèi)的位移為零,求k的值。

 

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