精英家教網(wǎng)如圖所示,在真空室中有一水平放置的不帶電平行板電容器,板間距離為d,電容為C,上板B接地.現(xiàn)有大量質(zhì)量均為m、帶電量均為q的小油滴,以相同的初速度持續(xù)不斷地從兩板正中間沿圖中虛線所示方向射入,第一滴油滴正好落到下板A的正中央P點.如果能落到A板的油滴僅有N滴,且第N+1滴油滴剛好能飛離電場,假定落到A板的油滴的電量能被板全部吸收,不考慮油滴間的相互作用,重力加速度為g,則下列說法正確的是( 。
A、落到A板的油滴數(shù)N=
3Cdmg
4q2
B、落到A板的油滴數(shù)N=
Cdmg
2q2
C、第N+1滴油滴通過電場的整個過程所增加的動能等于
mgd
8
D、第N+1滴油滴通過電場的整個過程所減少的機械能等于
5mgd
4
分析:根據(jù)粒子做平拋運動的規(guī)律,運用運動的合成與分解,并依據(jù)運動學(xué)公式,即可求解;
根據(jù)牛頓第二定律,結(jié)合電場力表達式,與運動學(xué)公式,即可求解.
解答:解:AB、設(shè)以上述速度入射的帶電粒子,最多能有n個落到下極板上.則第(N+1)個粒子的加速度為a,
由牛頓運動定律得:
mg-qE=ma
其中:E=
U
d
=
Q
Cd
=
nq
Cd

得:a=g-
nq2
Cmd

第(N+1)粒子做勻變速曲線運動,豎直方向有:y=
1
2
a
t
2
2
=
1
2
g
t
2
2

第(N+1)粒子不落到極板上,則有關(guān)系:y≤
d
2

聯(lián)立以上公式得:N=
3gCmd
4q2
,故A正確,B錯誤;
C、第(N+1)粒子運動過程中重力和電場力做功等于粒子動能的增量,由動能定理得:W=mg
d
2
-qE
d
2

代人數(shù)據(jù)得:W=
mgd
8
,故C正確;
D、第(N+1)粒子運動過程中電場力做的負功等于粒子減少的機械能:W=-qE
d
2
=-
3mgd
8
.故D錯誤.
故選:AC.
點評:考查如何處理平拋運動的思路,掌握運動的合成與分解的方法,理解運動學(xué)公式與牛頓第二定律的綜合應(yīng)用.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在真空室中有一水平放置的不帶電平行板電容器,板間距離為d,電容為C,上板B接地.現(xiàn)有大量質(zhì)量均為m、帶電量均為q的小油滴,以相同的初速度持續(xù)不斷地從兩板正中間沿圖中虛線所示方向射入,第一滴油滴正好落到下板A的正中央P點.如果能落到A板的油滴僅有N滴,且第N+l滴油滴剛好能飛離電場,假定落到A板的油滴的電量能被板全部吸收,不考慮油滴間的相互作用,重力加速度為g,則下列說法錯誤的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在真空室中平面直角坐標系的y軸豎直向上,x軸上的P點與Q點關(guān)于坐標原點O對稱,PQ間的距離d=30cm.坐標系所在空間存在一勻強電場,場強的大小E=1.0N/C.一帶電油滴在xOy平面內(nèi),從P點與x軸成30°的夾角射出,該油滴將做勻速直線運動,已知油滴的速度v=2.0m/s射出,所帶電荷量q=1.0×10-7C,重力加速度為g=10m/s2
(1)求油滴的質(zhì)量m.
(2)若在空間疊加一個垂直于xOy平面的圓形有界勻強磁場,使油滴通過Q點,且其運動軌跡關(guān)于y軸對稱.已知磁場的磁感應(yīng)強度大小為B=2.0T,求:
a.油滴在磁場中運動的時間t;
b.圓形磁場區(qū)域的最小面積S.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2008?福建模擬)如圖所示,在真空室中有一水平放置的不帶電平行板電容器,板間距離為d,電容為C,上板B接地.現(xiàn)有大量質(zhì)量均為m、帶電量均為q的小油滴,以相同的初速度持續(xù)不斷地從兩板正中間沿圖中虛線所示方向射入,第一滴油滴正好落到下板A的正中央P點.如果能落到A板的油滴僅有N滴,且第N+1滴油滴剛好能飛離電場,假定落到A板的油滴的電量能被板全部吸收,不考慮油滴間的相互作用,重力加速度為g,則(  )

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科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年黑龍江省雙鴨山一中高二上學(xué)期期中測試物理試卷(帶解析) 題型:單選題

如圖所示,在真空室中有兩塊長為L的水平金屬板,板間的距離為d,有一質(zhì)量為m的小油滴,電荷量為q,自上極板的表面處從左側(cè)以一初速度v0進入板間,當它運動到兩極板間區(qū)域的正中央時,給兩極板加電壓U,使小油滴受到向上的電場力開始做勻速直線運動,則                 (   )

A.小油滴進入板間的初速度
B.兩極板所加電壓為
C.小油滴一定從下極板的右側(cè)射出
D.小油滴一定會打在下極板距離右側(cè)

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