- 试题详情及答案解析
- 如图甲所示，水平放置的平行金属板A、B，两板的中央各有一小孔O1、O2，板间距离为d，开关S接1。当t=0时，在a、b两端加上如图乙所示的电压，同时在c，d两端加上如图丙所示的电压。此时，一质量为m的带负电微粒P恰好静止于两孔连线的中点处(P、O1、O2在同一竖直线上)。重力加速度为g，不计空气阻力。
(1)若在t=T/4时刻将开关S从1扳到2，已知ucd=2U0，求微粒P的加速度大小和方向；
(2)若要使微粒P以最大的动能从A板中的O1小孔射出，问在t=T/2到t=T之间的哪个时刻，把开关S从l扳到2 ? ucd的周期T至少为多少?- 答案：（1）a ="g" ；加速度的方向竖直向上；（2）t=T-
时刻把开关S从1扳到2；
- 试题分析：(1)当A、B间加电压U0时，微粒P处于平衡状态，根据平衡条件，
有
①
当A、B间电压为2U0时，根据牛顿第二定律，有
②
由①②得 a =g ③加速度的方向竖直向上
(2)依题意，为使微粒P以最大的动能从小孔O1射出，应让微粒P能从O2处无初速向上一直做匀加速运动。为此，微粒P应先自由下落一段时间，然后加上电压2U0，使微粒P接着以大小为g的加速度向下减速到O2处再向上加速到O1孔射出。设向下加速和向下减速的时间分别为t1和t2，
则gt1=gt2 ④ 
⑤
解得:
⑥
故应在t=T-时刻把开关S从1扳到2.
设电压ucd的最小周期为T0，向上加速过程，有
⑦
解得 ⑧
考点：带电粒子在电场中的运动.