水平放置的两平行金属板MN的距离d=0.20m,给两板加电压U(M板带正电,N板带负电)板间有一长度L=8.0×10-2
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解题思路:AB突然以角速度ω沿顺时针方向匀速转动,带电粒子则做匀加速直线运动,若加速度比较大,则粒子追上AB板,若粒子的加速度比较小,则AB板转过1周后又追上带电粒子.由运动学的公式即可牛顿第二定律即可解答.

(1)设微粒p经过时间t1恰好与B端相碰,则AB板转过的角度θ=[1/3]π,

所以过去的时间t1=

θ

ω=

1

100π

3=0.01s,

微粒p竖直下落的高度:h=Lsinθ=[1/2a1

t21]

粒子的加速度:a1=

mg+

qU1

d

m,

代入数据解得:U1=192.6V

(2)另一种情况,设AB板转过2π+[1/3π=

7

3π时恰与微粒p相碰于B端.

运动时间t2=

θ2

ω=

7

100π

3=0.07s,微粒下落的加速度a2=

mg+

qU2

d

m]

又:h=

1

2a2

t22

代入数据解得电压:U2=2.6V

综上所述,当金属板MN间的电压U≥192.6V或者U≤2.6V时可保证AB板与微粒p相碰.

答:为使板AB在转动中能与微粒p相碰,则加在平行金属板M、N之间的电压取值范围是U≥192.6V或者U≤2.6V.

点评:

本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动

考点点评: 该题中,微粒与AB板相碰的情况有两种,在解答的过程中,往往由很多的学生只考虑到了其中的一种,通过此题,要学会全面第分析问题.这是一道容易错误的题目.