计算题规范练 61.(2018·南京三模)如图甲所示,A、B 是在真空中水平正对的两块金属板,板长 L=40 cm,板间距 d=24 cm,在 B 板左侧边缘有一粒子源,能连续均匀发射带负电的粒子,粒子紧贴 B 板水平向右射入,粒子的比荷qm=1
0×108 C/kg,初速度v0=2×105 m/s,粒子重力不计.在 A、B 两板间加上如图乙所示的电压,周期 T=2
0×10-6 s,t=0 时刻 A 板电势高于 B板电势,两板间电场可视为匀强电场,电势差 U0=360 V,A、B 板右侧边缘处有一个边界 MN
求: (1)带电粒子离开电场时的速度大小; (2)带电粒子从电场射出到 MN 边界上的宽度 Δy
解析:(1)设带电粒子在两金属板间运动的时间为 t1,则 L=v0t1,解得 t1=2×10-6 s, 因为 t1=T,所以无论何时射入电场,带电粒子在电场中加速运动时间均相同.设带电粒子离开电场时竖直方向上速度大小为 vy,带电粒子在两金属板间运动的加速度为 a,则qU0d =ma,vy=at12, 联立解得 vy=1
5×105 m/s
带电粒子离开电场时的速度 v= v2x+v2y=2
5×105 m/s, (2)由题可知,当带电粒子在 t=kT(k=0,1,2…)时刻进入电场时,带电粒子的侧向位移最大,其侧向位移 ymax=12a(t12)2+a(t12)2=22
5 cm, 当带电粒子在 t=kT+T2(k=0,1,2…)时刻进入电场时,带电粒子的侧向位移最小,其侧向位移 ymin=12a(t12)2=7
5 cm, 带电粒子从电场射出到 MN 边界上的宽度 Δy=ymax-ymin=15 cm
答案:(1)2
5×105 m/s (2)15 cm 2.(2018·锦州模拟)如图所示,两根相同的轻质弹簧,中间与质量为 m 的圆环相连于 O 位置,另一端各