(16分)制備納米薄膜裝置的工作電極可簡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,極板B附近的一個電子,質量為m、電荷量為e,受電場作用由靜止開始運動.若整個運動過程中,電子未碰到極板A,且不考慮重力作用.

(1)若,電子在0—2r時間內不能到達極板,求應滿足的條件;

(2)若電子在時間內未碰到極板B,求此運動過程中電子速度隨時間t變化的關系;

(3)若電子在第個周期內的位移為零,求k的值。

 

(1)

(2)

(3)

解析:本題考查帶電粒子在電場中的運動、勻變速直線運動的規(guī)律,屬于變力多過程問題,解題的關鍵是找到相似點,進行類比計算;同時要兼顧整個過程的重復性,把復雜多變的過程分解為許多常見的簡單過程進行計算。

(1)電子在0~時間內做勻加速運動

加速度的大小                                             ①

位移                                                    ②

時間內先做勻減速運動,后反向做勻加速運動

加速度的大小                                            ③

初速度的大小                                               ④

勻減速運動階段的位移                                       ⑤

依據(jù)題意        解得                       ⑥

(2)在時間內

速度增量                                                  ⑦

時間內

加速度的大小    

速度增量                                                ⑧

(a)當

電子的運動速度                          ⑨

解得                     ⑩

(b)當

電子的運動速度               ⑾

解得                ⑿

(3)電子在時間內的位移 

電子在時間內的位移 

由⑩式可知     

由⑿式可知 

依據(jù)題意  

解得    

 

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

制備納米薄膜裝置的工作電極可簡化為真空中間距為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時間內電壓為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,極板B附近的一個電子,質量為m、電荷量為e,受電場作用由靜止開始運動.若無論經(jīng)過多長的時間,這個電子既未碰到極板A,也沒有碰到極板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極板運動時就能碰到B板,求k的最小值.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)制備納米薄膜裝置的工作電極可簡化為真空中間距為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,極板B附近的一個電子,質量為m、電荷量為e,受電場作用由靜止開始運動.若整個運動過程中,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時間內不能到達極板A,求d應滿足的條件;
(2)若電子在0~200t時間內未碰到極板B,求此運動過程中電子速度v隨時間t變化的關系;
(3)若電子在第N個周期內的位移為零,求k的值.

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科目:高中物理 來源: 題型:

制備納米薄膜裝置的工作電極可簡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,極板B附近的一個電子,質量為m、電荷量為e,受電場作用由靜止開始運動.若整個運動過程中,電子未碰到極板A,且不考慮重力作用.

(1)若,電子在0—2r時間內不能到達極板,求應滿足的條件;

(2)若電子在時間內未碰到極板B,求此運動過程中電子速度隨時間t變化的關系;

(3)若電子在第個周期內的位移為零,求k的值。

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科目:高中物理 來源: 題型:

 制備納米薄膜裝置的工作電極可簡化為真空中間距為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,極板B附近的一個電子,質量為m、電荷量為e,受電場作用由靜止開始運動。若整個運動過程中,電子未碰到極板A,且不考慮重力作用。

(1)若,電子在0—2r時間內不能到達極板A,求d應滿足的條件;

(2)若電子在0—2r時間未碰到極板B,求此運動過程中電子速度隨時間t變化的關系;

(3)若電子在第N個周期內的位移為零,求k的值。

 

 

 

 

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