(2012•河北模拟)如图甲所示,A、B为光滑水平地面上相距d的两带电挡板,在A、B两板间有一带电荷量为+q、质量为m的

(2012•河北模拟)如图甲所示,A、B为光滑水平地面上相距d的两带电挡板,在A、B两板间有一带电荷量为+q、质量为m的点电荷P.若A、B两板间所形成电场的电场强度如图乙所示(从A指向B为电场强度的正方向),在t=0时刻点电荷P位于A、B间中点且初速度为0.已知点电荷能在A、B间以最大的幅度运动而不与两板相碰,且点电荷P开始从中点第一次运动到某板后,以后每次从一板到另一板的运动过程中,电场方向只改变一次.
(1)求点电荷P从A、B中点由静止开始第一次运动到板处的时间.
(2)导出图乙中时刻t2的表达式.
(3)导出图乙中时刻tn的表达式.
gzfafa88 1年前 已收到1个回答 举报

小马夹 幼苗

共回答了13个问题采纳率:84.6% 举报

解题思路:(1)根据牛顿第二定律求出点电荷的加速度,分析点电荷从中点运动到B板的运动情况,根据位移公式和位移关系求出P从A、B中点由静止开始第一次运动到板处的时间.
(2)点电荷从B板向A板先做加速运动,后做减速运动,位移之和等于d,由速度公式和位移公式列式求解t2的表达式.
(3)寻找每次加速和减速的规律,得出tn的表达式.

(1)设点电荷P在两板间运动的加速度大小为a,则
根据牛顿第二定律得:qE=ma,得a=[qE/m]
点电荷P在电场力作用下开始向B板运动,先加速后减速,到达B板时速度为0,加速运动的时间为t1,设减速运动的时间为t1′,则有
at1=at1
[1/2d=
1
2a
t21]+[1/2a
t′21]
点电荷P第一次到达B板的时间为t=t1+t1
解得:t=

2d
g
(2)设点电荷由B向A板加速运动的时间为t2′,减速运动的时间为t2″,到达A板的速度为0,则
at2′=at2
d=[1/2a
t′22]+[1/2a
t″22]
点电荷由B板运动A板的时间为t2=t+t2
解得:t2=(
2+1)

d
g
(3)点电荷从A板到B板与从B板到A板的运动过程完全相同,即每次加速和减速的时间都是t2′=

d
g
由此可得,tn=(

点评:
本题考点: 电场强度;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系;牛顿第二定律.

考点点评: 本题是带电粒子在周期性变化的电场运动的问题,分析电荷的运动情况、把握规律是关键,

1年前

7
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 16 q. 0.037 s. - webmaster@yulucn.com