问题 计算题

如图甲所示,A、B两块金属板水平放置,相距为d="0." 6 cm,两板间加有一周期性变化的电压,当B板接地()时,A板电势,随时间变化的情况如图乙所示.现有一带负电的微粒在t=0时刻从B板中央小孔射入电场,若该带电微粒受到的电场力为重力的两倍,且射入电场时初速度可忽略不计.求:

(1)在0~~T这两段时间内微粒的加速度大小和方向;

(2)要使该微粒不与A板相碰,所加电压的周期最长为多少(g="10" m/s2).

答案

(1) 在0~ a1=g 方向向上 在~T   a2=3g 方向向下(2)6×10-2s

题目分析:(1)设电场力大小为F,则F= 2mg,对于t=0时刻射入的微粒,在前半个周期内,有

,方向向上.(2分)

后半个周期的加速度a2满足,方向向下.(2分)

(2)前半周期上升的高度(1分).前半周期微粒的末速度为.后半周期先向上做匀减速运动,设减速运动时间t1,则3gt1=.此段时间内上升的高度  (1分)

则上升的总高度为(1分)

在后半周期的时间内,微粒向下加速运动,下降的高度(1分)

上述计算表明,微粒在一个周期内的总位移为零,只要在上升过程中不与A板相碰即可,则,即    (1分)

所加电压的周期最长为  (1分)

单项选择题
单项选择题