作业帮 > 物理 > 作业

一道高中物理静电场的题!急!在线等!

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/04/27 16:37:19
一道高中物理静电场的题!急!在线等!

不管电压正向或反向,Uab 的大小是不变的. 且由题意可知该带电粒子带正电.
由E = U / d
可知:两极板之间的场强大小也是恒定的.
在 t = 0 时刻,带电粒子仅在电场力作用下,由a板静止向b板运动.
【0时刻 ~ T/2时刻】
Uab为正值
即:a为正极板,b为负极板
这段时间 粒子将在电场力作用下,作匀加速运动.
设加速度为 a ,加速时间就为 T/2
"0时刻 ~ T/2时刻"
位移为:X1 = 0.5at² = 0.5a (T/2)² = (1/8)aT²
【T/2时刻 ~ T时刻】
Uab为负值
即:a为负的板,b为正极板
这段时间 粒子将在电场力作用下,作匀减速运动.
加速度为 -a ,减速时间就为 T/2
由匀变速运动的知识,不难得出
“T/2时刻 ~ T时刻”的位移 与"0时刻 ~ T/2时刻"的位移是相等的.
即:X2 = X1 = (1/8)aT²
所以,如果粒子在 t = 0 时刻,从a板开始运动的话.
【一个周期T内的位移】
Xa = X1 + X2 = (1/8)aT² + (1/8)aT² = (1/4)aT² = (3/12)aT²
(1)若粒子在 t = (1/6)T时刻擦从a板开始运动. 【(1/6)T 到(7/6)T】为一个周期
那么加速过程的时间为:
从【(1/6)T时刻 ~ (3/6)T时刻 】
加速度为 a ,加速时间为 T/3
位移:X1‘ = 0.5at² = 0.5a (T/3)² = (1/18)aT²
【(3/6)T时刻 ~ (5/6)T时刻】
这段时间 粒子将在电场力作用下,作匀减速运动.
加速度为 -a ,减速时间为 T/3
同样有
位移:X2’ = X1‘ = (1/18)aT²
【正向位移(a~b 方向)】
X正 = X1‘ + X2’ = (1/18)aT² + (1/18)aT² = (1/9)aT²
粒子在(5/6)T时刻 减速到 0
从【(5/6)T时刻 ~ (6/6)T时刻】
粒子要向反方向做加速运动 (这段时间的位移为负值)
加速度为 -a ,反向加速时间为 T/6
位移:X3‘ = - 0.5at² = - 0.5a (T/6)² = - (1/72)aT²
从【(6/6)T时刻 ~ (7/6)T时刻】
又减速到0 进入下一个周期 (下一个循环)
位移:X4’ = X3‘ = - (1/72)aT²
【反向位移(b~a方向)】
X反 = X3‘ + X4’ = - (1/72)aT² + [- (1/72)aT²] = - (1/36)aT²

所以,如果粒子在 t = (1/6)T时刻,从a板开始运动的话.
【一个周期T内的位移】
Xb = X正 + X反 = (1/9)aT² + [- (1/36)aT² ] = (1/12)aT²
Xa = (3/12)aT² 粒子在 t = 0 时刻, 从a板开始运动【一个周期T内的位移】
Xb = (1/12)aT² 粒子在 t = (1/6)T时刻,从a板开始运动【一个周期T内的位移】
比较发现:Xb = (1/3)Xa
粒子在粒子在 t = 0 时刻,从a板开始运动,并于 t = nT(n为自然数)时刻恰好到达b板的话.
那么粒子在 t = (1/6)T时刻,从a板开始运动,在 t = nT(n为自然数)时刻,便只能通过
两极板距离的 【三分之一】
即: d / 3
因此粒子在经历同样长的时间,它能运动到离a板 d / 3 那么远的距离.
(2)就很简单了.粒子经历 t = nT 只能运动 d / 3 ,要到达b板就还需要两个 t
即:还需要 2nT 的时间.