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题文

有个演示实验,在上下面都有金属板的玻璃盒内,放有许多用锡箔纸揉成的小球,当上下板间加上电压后,小球就上下不停地跳动.现取以下简化模型进行定量研究.如图所示,电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置,相距为d,与一直流电源相连.设两板之间只有一个质量为m的导电小球,小球可视为质点.已知:若小球与极板发生碰撞,则碰撞后小球的速度立即变为零,带电状态也立即改变,改变后,小球所带电荷符号与该极板相同,电量为极板电量的β倍(β<<1).不计带电小球对极板间匀强电场的影响.重力加速度为g.
(1)欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动,电源两端的电压U至少应大于多少?
(2)设上述条件已满足(U为已知物理量),在较长的时间T内小球做了很多次往返运动.求在T时间内小球往返运动的次数

科目 物理   题型 计算题   难度 中等
知识点: 观察电容器的充、放电现象
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如图所示,空间某平面内有一条折线是磁场的分界线,在折线的两侧分布着方向相反、与平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小都为B。折线的顶角∠A=90°,P、Q是折线上的两点,AP=AQ=L。现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒从P点沿PQ方向射出,不计微粒的重力。

(1)为使微粒从P点射出后,途经折线的顶点A而到达Q点,求初速度v应满足什么条件?
(2)求第(1)问中微粒从P点到达Q点所用的时间。

如图所示,在xOy坐标系的y轴右侧有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,在第四象限还有沿x轴负方向的匀强电场,y轴上有一点P,坐标已知为(0,L),一电荷量为q、质量为m的带负电的粒子从P点以某一大小未知的速度沿与y轴正方向夹角为30°的方向垂直射入磁场,已知粒子能够进入第四象限,并且在其中恰好做匀速直线运动。不计粒子所受的重力,求:

(1)粒子在第一象限中运动的时间t;(2)电场强度E。

如图所示,PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨,相距1m,导体棒ab垂直导轨跨放在导轨上,棒的质量m=0.2㎏,棒的中点用细绳经滑轮与物体相连,物体质量M=0.3㎏,棒与导轨间的动摩擦因数=0.5,匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向竖直向下,为了使物体匀速上升,则应在棒中通入多大的电流?电流方向如何?(取g=10m/s2

如图所示,水平放置的平行板电容器,两板间距为d=8cm,板长为L=25cm,接在直流电源上,有一带电液滴以υ0=0.5m/s的初速度从板间的正中央水平射入,恰好做匀速直线运动,当它运动到P处时迅速将下板向上提起cm,液滴刚好从金属板末端飞出,求:

(1)将下板向上提起后,液滴的加速度大小和方向;
(2)液滴从射入运动到P点所用时间。(g取10m/s2

如图所示,粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷,D点为O点在斜面上的垂足,OM=ON。带负电的小物体以初速度v1=5m/s从M点沿斜面上滑, 到达N点时速度恰好为零,然后又滑回到M点时速度大小变为v2=3m/s。若小物体电荷量保持不变,可视为点电荷。

(1)带负电的小物体从M向N运动的过程中电势能如何变化?电场力共做多少功?
(2)N点离斜面底边的高度h为多少?

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