时间:2017-11-10 09:10:57
1、计算题 如图所示,一个质量m=10-6kg,电量q=+2.0c的微粒,由静止开始出发,加速电压U加=105V,带电微粒垂直进入偏转电场中,板长l=20cm,两板间距离d=4cm,两板间偏转电压U偏=4×103V(不计重力),试求:
小题1:带电粒子离开偏转电场时侧移是多少?
小题2:全过程中电场力对带电粒子做功为多少?
小题3:若在偏转电场右侧距离为S="20cm" 处,放一竖直荧光屏,则带电粒子打在荧光屏上的位置距中心O的距离?
参考答案:
小题1:
小题2:
小题3:
本题解析:(1)加速电场中获得v0的速度,则有?①? 1分
垂直进入偏转电场做类平抛运动,侧移为y,则?②? 2分
①和②联合解得:? 2分
(2)在加速电场中电场力做的功为W1:
W1=qU加?③? 1分
在偏转电场中电场力做的功为W2:?④? 2分
由③、④得?? 2分
(3)设带电粒子打于荧光屏上的P点,利用带电粒子离开偏转电场时,速度的反向延长线交于两板间中轴线的处,则由相似三角形得。
? 4分
化简后?? 2分
本题难度:一般
2、选择题 某区域内存在着电场,电场线在竖直平面内的分布如图所示,一个质量为m、电荷量为q的小球在该电场中运动,小球经过A点时的速度大小为vl,方向水平向右,运动至B点时的速度大小为v2,运动方向与水平方向之间的夹角为α,A、B两点之间的高度差与水平距离均为H,则以下判断中正确的是(?)
A.若v2>vl,则电场力一定做正功
B.A、B两点间的电势差?
C.小球运动到B点时所受重力的瞬时功率P="mg" v2
D.小球由A点运动到B点,电场力做的功
参考答案:D
本题解析:由题意知,从A运动到B,根据动能定理,得:B错误;D正确;因重力做正功,故不能确定电场力做正功,所以A错误;在B点重力的功率
,所以C错误。考点:
本题难度:一般
3、计算题 (原创)(18分)如图甲所示,平行放置的金属板A、B间电压为U0,中心各有一个小孔P、Q;平行放置的金属板C、D间电压变化规律如图乙,板长和板间距均为L;粒子接收屏M与D板夹角为. 现从P点处连续不断地有质量为 m、带电量为+q的粒子放出(粒子的初速度可忽略不计),经加速后从Q点射出,贴着C板并平行C板射入,经周期T粒子恰好通过C、D间电场(粒子间相互作用力忽略不计,重力不计,
,
).
(1)T与上述物理量之间应满足怎样的关系;
(2)若在t=0时刻进入C、D间电场的粒子恰从D板边缘飞出,则U为多少?并求此粒子射出时的速度v;
(3)在(2)的条件下,欲使从C、D间飞出的粒子汇聚在M板上某一点,并使在时刻进入C、D间的粒子垂直打在M板上,可在C、D右边某处加一垂直纸面的匀强磁场,试求磁感应强度B的大小和磁场的最小面积Smin.
参考答案:(1) (2)
(3)
本题解析:(1)电加速: ( 2分)
C、D间: ( 2分)
解得: (1分)
(2)C、D间: (1分)
(1分)
(1分)
解得: ( 1分)
射出时速度方向与射入方向间的夹角:
解得:(或
) ( 1分)
射出时速度的大小为: (1分)
在时刻进入C、D间的粒子,
(1分)
其速度大小和方向与时刻进入的粒子相同,平行于M板
粒子束的宽度为: (1分)
粒子在磁场中做匀速圆周运动: (1分)
粒子在磁场中的半径为: (1分)
解得: (1分)
最小面积为: (2分)
考点:本题考查了动能定理、类平抛运动、匀速圆周运动。
本题难度:困难
4、计算题 (11分) 如图所示,一个质量为 m=2.0×10-11 kg,电荷量 q=+1.0×10-5 C 的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经 U1=100 V 电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场,偏转电场的电压 U2=100 V.金属板长L=20 cm,两板间距d=10cm.
求:(1)微粒进入偏转电场时的速度 v0 大小;
(2)微粒射出偏转电场时的偏转角θ.
参考答案:1.0×104 m/s 30°
本题解析:(1)微粒在加速电场中运动由动能定理得:
qU1=mv
① 解得v0=1.0×104 m/s
(2)微粒在偏转电场中做类平抛运动,有:
a=,
vy=at=a
飞出电场时,速度偏转角的正切为:
tan θ==
=
=
② 解得θ=30°
考点:本题考查动能定理、带电粒子在匀强电场中的运动。
本题难度:一般
5、选择题 有一个正点电荷只受电场力的作用,从电场中的a点由静止释放,在它沿直线运动到b点的过程中,速度v随时间t变化的关系图象如下图中左侧图线所示,则能与图线相对应的电场的电场线分布图是下图中的 (?)
参考答案:A
本题解析:由速度v随时间t变化的关系图象可知,电荷从a到b做匀加速直线运动,故电荷受电场力保持不变,电场时匀强电场,又因是正点电荷,所以电场线从a指向b,故A正确;B、C、D错误
本题难度:简单