如圖（甲）所示，兩個(gè)平行金屬板P、Q正對(duì)豎直放置，兩板間加上如圖（乙）所示的交變電壓．t=0時(shí)，Q板比P板電勢(shì)高U0，在兩板的正中央M點(diǎn)有一電子在電場(chǎng)力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)（電子所受重力可忽略不計(jì)，電子質(zhì)量和電荷量分別為m、e ），為使電子不能打在極板上，兩極板間的距離至少是多少？
分析：平行板電容器兩極板帶電后形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，帶電離子在電場(chǎng)中受到力的作用，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式分析即可求解．
解答：解：在0＜t＜t0時(shí)間內(nèi)，Q板比P板電勢(shì)高，E=
U0
d
，方向水平向左，所以電子所受電場(chǎng)力方向向右，
加速度方向也向右，所以電子向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；
在t0＜t＜2t0時(shí)間內(nèi)，Q板比P板電勢(shì)低，電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右，所以電子所受電場(chǎng)力方向向左，加速度方向也向左，所以電子向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)t=2t0時(shí)速度為零；
之后，電子反向加速、再減速，t=4t 0時(shí)刻速度再次為0，只有這樣，電子才不會(huì)打到極板上．
極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度：E=
U0
d
，電子的加速度：
a=
eE
m
=
eU0
md

t 0時(shí)間內(nèi)的位移：x=
1
2
a
t
2
0
=
eU0
md
?
t
2
0

根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，電子減速的位移與加速的位移大小相等．
所以極板之間的最小距離：L=2×2x=
4eU0
t
2
0
md
．
答：兩極板間的距離至少是L=
4eU0
t
2
0
md
．
點(diǎn)評(píng)：本題也可以畫(huà)出電子運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象求解，難度適中．
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖（甲）所示，兩個(gè)平行金屬板P、Q正對(duì)豎直放置，兩板間加上如圖（乙）所示的交變電壓．t=0時(shí)，Q板比P板電勢(shì)高U0，在兩板的正中央M點(diǎn)有一電子在電場(chǎng)力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)（電子所受重力可忽略不計(jì)），已知電子在0～4t0時(shí)間內(nèi)未與兩板相碰．則電子速度方向向左且速度大小逐漸增大的時(shí)間是（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（2012?上海模擬）如圖（甲）所示，兩個(gè)水平和傾斜光滑直導(dǎo)軌都通過(guò)光滑圓弧對(duì)接而成，相互平行放置，兩導(dǎo)軌相距L=lm，傾斜導(dǎo)軌與水平面成θ=300角，傾斜導(dǎo)軌的下面部分處在一垂直斜面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)I中，I區(qū)中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖（乙）所示垂直斜面向上為正值，圖中t1、t2未知．水平導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，其左端接有理想靈敏電流計(jì)G（內(nèi)阻不計(jì)）和定值電阻R=3Ω，水平導(dǎo)軌處在一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)Ⅱ中，Ⅱ區(qū)中的磁場(chǎng)恒定不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2=1T，在t=0時(shí)刻，從斜軌上磁場(chǎng)I區(qū)外某處垂直于導(dǎo)軌水平靜止釋放一金屬棒ab，棒的質(zhì)量m=0．l kg，棒的電阻r=2Ω，棒下滑時(shí)與導(dǎo)軌保持良好接觸，設(shè)棒通過(guò)光滑圓弧前后速度大小不變，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)．若棒在斜面上向下滑動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，靈敏電流計(jì)指針?lè)�(wěn)定時(shí)顯示的電流大小相等，t2時(shí)刻進(jìn)入水平軌道，立刻對(duì)棒施一平行于框架平面沿水平且與桿垂直的外力．（g取10m/s2）求：
（1）ab棒進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)I時(shí)速度V的大�。唬�2）磁場(chǎng)區(qū)I在沿斜軌方向上的寬度d；
（3）棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到剛好進(jìn)入水平軌道這段時(shí)間內(nèi)ab棒上產(chǎn)生的熱量Q；
（4）若棒在t2時(shí)刻進(jìn)入水平導(dǎo)軌后，電流計(jì)G的電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖（丙）所示（而未知），已知t2到t3的時(shí)間為0.5s，t3到t4的時(shí)間為1s，請(qǐng)?jiān)趫D（�。┲凶鞒鰐2到t4時(shí)間內(nèi)外力大小F隨時(shí)間t變化的函數(shù)圖象．（從上向下看逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏髡较颍?BR>

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