时间:2017-09-25 08:15:11
1、计算题 （18分）如图17所示，一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量为q=+1.0×10-5C，从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，偏转电压为U2=100V，接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L=20cm，两板间距d =17.3cm,带电微粒的重力忽略不计。求：
（1）带电微粒进入偏转电场时的速率v1；
（2）带电微粒射出偏转电场时的速度偏转角
；
（3）为使带电微粒不会从磁场右边界射出，该匀强磁场的磁感应强度的最小值B。
参考答案：（1）
（2）
（3）B=0.1T
本题解析：（19分）（1）带电微粒经加速电场加速后速度为v1，根据动能定理
?（3分）
（2）带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动。
在水平方向：?
带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动，加速度为a，出电场时竖直方向速度为v2，
竖直方向：?
由几何关系?
联立求解?
?（3分）
（3）带电微粒进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，设微粒轨道半径为R，由几何关系知：
?
设微粒进入磁场时的速度为
由牛顿运动定律及运动学规律
?
B=0.1T?（3分）
若带电粒子不射出磁场，磁感应强度B至少为0.1T。
本题考查的是带电粒子在电场和磁场中运动与力学综合的相关问题，首先根据动能定理可解出速率；再根据电场力提供加速度可解得偏转角；根据洛伦兹力提供圆周运动的向心力利用牛顿运动定律及运动学规律可解出结果；
本题难度：一般
2、选择题 有一带电粒子沿图所示的虚线轨迹穿过一匀强电场，不计粒子的重力，则粒子从A到B点的过程中（?）
A．电势能一直减小
B．动能先减小后增大
C．电势能和动能都是先增大后减小
D．电势能和动能之和保持不变
参考答案：BD
本题解析：曲线运动中力的方向指向曲线的凹侧，带电粒子所受电场力向左，电场力先做负功再做正功，电势能先减小后增大，B对；动能先减小后增大，C错；带电粒子在运动过程中只有电场力做功，电势能和动能之和不变，D对；
本题难度：简单
3、选择题 如图5所示，静止的电子在加速电压U1的作用下从O经P板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压U2的作用下偏转一段距离．现使U1加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，应该? ( )
A．使U2加倍
B．使U2变为原来的4倍
C．使U2变为原来的
倍
D．使U2变为原来的1/2
参考答案：A
本题解析：要使电子的运动轨迹不变，则应使电子进入偏转电场后任一水平位移x所对应的偏转距离y保持不变．由y＝
at2＝·
·(
)2＝
和qU1＝mv02得y＝
，可见在x、y一定时，U2∝U1.故A项正确．
本题难度：简单
4、计算题 如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场。电量为q、动能为Ek的带电粒子从a点沿ab方向进入电场，不计重力。
（1）若粒子从c点离开电场，求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能Ekc；
（2）若粒子从bc边之间某点离开电场时动能为Ek"，求电场强度的大小。 
参考答案：解：（1）由L=v0t得
所以：
qEL=Ekc－Ek
所以：Ekc=qEL+Ek=5Ek
（2）粒子从bc边离开电场，则：
L=v0t 
Ek"－Ek=
所以：
本题解析：
本题难度：困难
5、选择题 如图所示，虚线a、b、c代表电场中某区域的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab= Ubc，实线为一带负电的点电荷仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，则
A．三个等势面中， a的电势最高
B．该点电荷通过P点时的电势能比Q点大
C．该点电荷通过P点时的动能比Q点大
D．该点电荷通过P点时的加速度大小比Q点大
参考答案：BD
本题解析：由题意可知三条虚线为等差等势面，粒子所受电场力总是指向曲线的凹侧，所以电场力方向向右，粒子带负电，所以电场线方向向左，并与等势线垂直，沿着电场线电势降低，可知a等势线电势最低，A错；对于负电荷电势越低电势能越高，B对；电势能越大，动能越小，由此可知P点动能较小，C错；等差等势线分布越密电场线分布也越密，可知P点电场线较密，电场力和加速度较大，D对；
点评：难度较小，对于电场部分基础结论较多，在学习过程中学生要加强理解和记忆
本题难度：简单