如图甲所示,A、B表示真空中水平放置的相距为d的平行金属板,板长为L,两板加电压后板间电场可视为匀强电场,图乙表示一周期
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解题思路:(1)粒子水平方向做匀速直线运动,竖直方向沿着同一方向做加速度周期性变化的运动,要使粒子在离开电场时恰能以平行A、B两板的速度飞出,竖直分速度为零;

(2)竖直分位移不大于板间距离的一半即可.

(1)粒子水平方向做匀速直线运动,水平分速度为v0

竖直方向沿着同一方向做加速度周期性变化的运动,速度时间图象如图所示:

要使粒子在离开电场时恰能以平行A、B两板的速度飞出,竖直分速度为零,即恰好在整数倍周期时刻飞出,即:

[L

v0=nT

f=

1/T]

解得:f=

nv0

L (其中n=1,2,3,…)

(2)粒子射出时,竖直分位移不大于板间距离的一半,故:

水平分运动:L=v0t

竖直分运动:y=n([1/2×T×aT)=

nqU0T2

2md]

由于:

y≤

d

2

t=nT

联立解得:

U0

nmd2

v20

qL2 (其中n=1,2,3,…)

答:(1)A、B两板上所加交变电压的频率f=

nv0

L(其中n=1,2,3,…);

(2)该交变电压U0的取值范围为:U0

nmd2

v20

qL2 (其中n=1,2,3,…).

点评:

本题考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系.

考点点评: 本题关键是明确粒子的运动情况和受力情况,要采用正交分解法列式分析,注意多解性,不难.

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