如圖甲，真空中兩豎直平行金屬板A、B相距d=5×10-2m，B板中心有小孔O，兩板間電勢差隨時間變化如圖乙．t=0時刻，將一質(zhì)量m=2.0×10-27kg，電量q=1.6×10-19C的帶正電粒子自O(shè)點由靜止釋放，粒子重力不計．求：

（1）釋放瞬間粒子的加速度；
（2）在圖丙中畫出粒子運動的υ-t圖象．（至少畫一個周期，標(biāo)明數(shù)據(jù)，不必寫出計算過程）
分析：由圖可知兩板間開始時的電勢差，則由U=Ed可求得兩板間的電場強(qiáng)度，則可求得電場力，由牛頓第二定律可求得加速度的大小；因粒子受力可能發(fā)生變化，由位移和速度公式可求得粒子通過的距離．
解答：解：（1）電場強(qiáng)度E=
U
d
…①
帶電粒子所受電場力F=Eq…②
由牛頓第二定律得a=
F
m
…③
聯(lián)立①②③解之得：a=4.0×109m/s2
（2）由U-t圖象可知，帶電粒子在極板間先勻加速再勻減速，據(jù)對稱性知：加速位移和減速位移相等．勻加速和勻減速的時間相等且為t=0.25×10-5s
據(jù)v=at=4.0×109m/s2×0.25×10-5s=1×104m/s
s=
1at2
2
=
1
2
×4.0×109m/s2 ×（0.25×10-5s）2=1.25×10-2 m
由此看出2s＜d，故帶電粒子在極板間多次運動．
故粒子運動的υ-t圖象為：

答：（1）釋放瞬間粒子的加速度4.0×109m/s2（2）粒子運動的υ-t圖象如上圖所示．
點評：看懂圖，靈活應(yīng)用場強(qiáng)公式、牛頓第二定律解題；判斷帶電粒子在勻強(qiáng)電場的運動情況是畫粒子運動的υ-t圖象的關(guān)鍵．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，真空中的電極K連續(xù)不斷地發(fā)出電子（電子的初速度可忽略不計），經(jīng)電壓為u的電場加速，加速電壓u隨時間t變化的圖象如圖乙所示．每個電子通過加速電場的過程時間極短，可認(rèn)為加速電壓不變．電子被加速后由小孔S穿出，沿兩個彼此靠近且正對的水平金屬板A、B間中軸線從左邊緣射入A、B兩板間的偏轉(zhuǎn)電場，A、B兩板長均為L=0.20m，兩板之間距離d=0.050m，A板的電勢比B板的電勢高．A、B板右側(cè)邊緣到豎直放置的熒光屏P（面積足夠大）之間的距離b=0.10m．熒光屏的中心點O與A、B板的中心軸線在同一水平直線上．不計電子之間的相互作用力及其所受的重力，求：
（1）要使電子都打不到熒光屏上，則A、B兩板間所加電壓U應(yīng)滿足什么條件；
（2）當(dāng)A、B板間所加電壓U'=50V時，電子打在熒光屏上距離中心點O多遠(yuǎn)的范圍內(nèi)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，真空中的電極K連續(xù)不斷地發(fā)出電子（電子的初速度可忽略不計），經(jīng)電壓為Ul的電場加速，加速電壓Ul隨時間t變化的圖象如圖乙所示．每個電子通過加速電場的過程時間極短，可認(rèn)為加速電壓不變．電子被加速后由小孔S從穿出，設(shè)每秒K向加速電場發(fā)射的電子數(shù)目恒定．出加速電場后，電子沿兩個彼此靠近且正對的水平金屬板A、B間中軸線射入偏轉(zhuǎn)電場，A、B兩板長均為L=0.20m，兩板之間距離d=0.40m，A板的電勢比B板的電勢高．A，B板右側(cè)邊緣到豎直放置的熒光屏P（面積足夠大）之間的距離b=0.20m．熒光屏的中心點O與A、B板的中心軸線在同一水平直線上．不計電子之間的相互作用力及其所受的重力，求：
（l）要使電子都打不到熒光屏上，則A，B兩板間所加電壓U2應(yīng)滿足什么條件；
（2）當(dāng)A、B板間所加電U2=200V時，打到熒光屏上的電子距離中心點O在多大的范圍內(nèi)；
（3）在A、B間加適當(dāng)?shù)碾妷海谳^長時間內(nèi)可以使從加速電場中出來的電子90%都能打在熒光屏上，則此情況下所有能打到屏上的電子的動能的最小值為多少．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?日照一模）某同學(xué)設(shè)想用帶電粒子的運動軌跡做出“0”、“8”字樣，首先，如圖甲所示，在真空空間的豎直平面內(nèi)建立．roy坐標(biāo)系，在y1=0.1m和y2=一0.1m處有兩個與z軸平行的水平界面PQ和MN把空間分成I、Ⅱ、Ⅲ三個區(qū)域，在三個區(qū)域中分別存在勻強(qiáng)磁場B1、B2、B3其大小滿足B=2=B1=2B3=0.02T，方向如圖甲所示．在Ⅱ區(qū)域中的y軸左右兩側(cè)還分別存在勻強(qiáng)電場E1、E2（圖中未畫出），忽略所有電、磁場的邊緣效應(yīng)．ABCD是以坐標(biāo)原點．為中心對稱的正方形，其邊長L=0.2m．現(xiàn)在界面PQ上的A處沿y軸正方向發(fā)射一比荷
qm
=108C/kg的帶正電荷的粒子（其重力不計），粒子恰能沿圖中實線途經(jīng)BCD三點后回到A點并做周期性運動，軌跡構(gòu)
成一個“0”字．已知粒子每次穿越Ⅱ區(qū)域時均做直線運動．
（1）求電場E1、E2的大小和方向．
（2）去掉Ⅱ和Ⅲ區(qū)域中的勻強(qiáng)電場和磁場，其他條件不變，仍在A處以相同的速度發(fā)射相同的粒子，使粒子運動的軌跡成為上、下對稱的“8”字，且運動周期不變，請在答題紙中的乙圖上Ⅱ和Ⅲ區(qū)域內(nèi)重新設(shè)計適當(dāng)?shù)膭驈?qiáng)電場或勻強(qiáng)磁場，并畫出帶電粒子的運動軌跡和你所設(shè)計的“場”．

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年山東省濰坊市高三上學(xué)期期末考試物理試卷（解析版） 題型：計算題

(8分)如圖甲，真空中兩豎直平行金屬板A、B相距，B板中心有小孔O，兩板間電勢差隨時間變化如圖乙.時刻，將一質(zhì)量，電量的帶正電粒子自O(shè)點由靜止釋放，粒子重力不計．求：  

 

(1)釋放瞬間粒子的加速度；   

(2)在圖丙中畫出粒子運動的圖象．(至少畫一個周期，標(biāo)明數(shù)據(jù)，不必寫出計算過程)

 

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