23.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,长为L,两板加电压后板间可视为匀强电场,图乙表示一个周期性变化的交变电压。t=0时,将图乙中交变电压加在A、B两板上,此时恰好有一个质量为m、电荷量为q的粒子在两板中央沿平行两板中线以速度v0射入电场(忽略粒子的重力)。若此粒子离开电场时恰能以平行A、B两板的速度飞出。
求:
(1)A、B两板上所加交变电压的频率应满足的条件;
(2)该交变电压U0的取值范围。
8.竖直放置的平行金属板A、B连接一恒定电压,两个电荷M和N以相同的速率分别从极板A边缘和两板中间沿竖直方向进入板间电场,恰好从极板B边缘射出电场,如图所示,不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用,下列说法正确的是( )
如图,水平放置的平行板电容器极板A、B间加有恒定电压,a点与下极板的距离为d。一带电粒子从a点水平射入电场,初速度大小为va,粒子偏转后打在下极板的P点时速度大小为va/,其水平射程为2d。若该粒子从与a在同一竖直线上的b点(图中未标出)水平射入电场,初速度大小为vb,带电粒子仍能打到P点,打到P点时速度大小为vb/。下列判断正确的是( )
17.如图,水平放置的平行板电容器极板A、B间加有恒定电压,a点与下极板的距离为d。一带电粒子从a点水平射入电场,初速度大小为va,粒子偏转后打在下极板的P点时速度大小为va/,其水平射程为2d。若该粒子从与a在同一竖直线上的b点(图中未标出)水平射入电场,初速度大小为vb,带电粒子仍能打到P点,打到P点时速度大小为vb/。下列判断正确的是( )
解析:(1)由于粒子水平方向匀速运动,故穿过两板时间为t=。离开电场时恰能以平行A、B两板的速度飞出,则竖直速度分量为零,则它在电场中运动时间必为交变电压周期的整数倍,即t=nT(n=1,2,3,…)
交变电压的频率应为f==(其中,n=1,2,3,……)
(2)一个周期内,粒子的侧向位移为
欲刚好不打在板上且水平射出,必须≥ny
所以得U0≤ (n=1,2,3,…)。
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