时间:2019-05-21 04:34:21
1、选择题 如图所示,有三个质量相等、分别带正电、负电和不带电的粒子从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度先后射入电场中,最后分别打在正极板的C、B、A处,则(?)
A.三种粒子在电场中运动时间相同
B.三种粒子在电场中的加速度为
C.三种粒子到达正极板时动能
D.落在C处的粒子带正电,落在B处的粒子不带电,落在A处的粒子带负电
参考答案:BD
本题解析:A、粒子进入电场后,水平方向都做匀速直线运动,则,三种粒子水平初速度相同,可得
;错误
BD、竖直方向有,得
,可见
;由牛顿第二定律知落在A处的粒子受电场力与向下,与场强方向相反,则落在A处的粒子带负电,同理知落在C处的粒子带正电,落在B处的不带电;正确
C、落过程有重力和电场力做功,它们的初动能相同,根据动能定理合力做功越多则末动能越大,而重力做功相同,电场力对A粒子做正功,对C粒子做负功,B粒子不受电场力,则三个粒子到达正极板时的动能;错误
故选BD
点评:确认不带电小球做平抛运动,带电小球做类平抛运动,分水平和竖直方向分析小球的运动,水平方向匀速直线运动,竖直方向初速度为0的匀加速直线运动,由运动的合成与分解进行分析。
本题难度:简单
2、简答题 如图所示,是示波管工作原理示意图,电子经加速电压加速后垂直进入偏转电场,离开偏转电场时的偏转量为
,两平行板间的距离为
,电势差为
,板长为
,为了提高示波管的灵敏度(单位偏转电压引起的偏转量
)可采取哪些措施?
参考答案:增大、减小U1或d均可提高示波管的灵敏度
本题解析:电子经U1加速后,以的速度垂直进入偏转电场,
由动能定理得:?①? --------2分
电子在偏转电场中运动的时间为:
?②? --------2分
电子在偏转电场中的加速度为:
?③? --------2分
电子在偏转电场中的偏转量为:
?④? --------2分
由以上四式联解得到示波管的灵敏度为:
,
可见增大、减小U1或d均可提高示波管的灵敏度。? -------------2分
本题难度:简单
3、选择题 如右图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子,运动轨迹如右图中虚线所示,则( )
A.a一定带正电,b一定带负电
B.a的速度将减小,b的速度将增加
C.a的加速度将减小,b的加速度将增加
D.两个粒子的动能,一个增加一个减小
参考答案:C
本题解析:设电场线为正点电荷的电场线,则由轨迹可判定a带正电,b带负电.若电场线为负点电荷的电场线,则a为负电荷,b为正电荷,A错.由粒子的偏转轨迹可知电场力对a、b均做正功,动能增加,B、D错.但由电场线的疏密可判定,a受电场力逐渐减小,加速度减小.b正好相反,选C
点评:难度较小,曲线弯曲的方向为电场力的方向,电场线的疏密表示场强的大小
本题难度:简单
4、计算题 水平放置的两块平金属板长L,两板间距d,两板间电压为U,且上板为正,一个电子沿水平方向以速度,从两板中间射入,如图所示,已知电子质量为m,电量为e ,求:(电子的重力不计)
(1)电子偏离金属板时侧位移Y大小是多少?
(2)电子飞出电场时的速度是多少?
(3)电子离开电场后,打在屏上的P点,若平金属板右端到屏的距离为s,求OP之长。
参考答案:(1)0.05m
(2)
(3)
本题解析:略
本题难度:简单
5、计算题 (12分)如图所示,在竖直平面建立直角坐标系xOy,y轴左侧存在一个竖直向下的宽度为d的匀强电场,右侧存在一个宽度也为d的垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,现有一个质量为m,带电荷量为+q的微粒(不计重力),从电场左边界PQ以某一速度垂直进入电场,经电场偏转后恰好从坐标原点以与x轴正方向成θ=30°夹角进入磁场:
(1)假设微粒经磁场偏转后以垂直MN边界射出磁场,求:电场强度E为多少?
(2)假设微粒经磁场偏转后恰好不会从MN边界射出磁场,且当粒子重新回到电场中时,此时整个x<0的区域充满了大小没有改变但方向逆时针旋转了30°角的匀强电场。求微粒从坐标原点射入磁场到从电场射出再次将射入磁场的时间?
参考答案:(1);(2)
本题解析:
(1)微粒从O点进入磁场后做匀速圆周运动,令速度为v1,半径为R1,则① 由几何知识:
②
解得:③
粒子垂直PQ边界进入电场后做类平抛运动,运动时间为t1,沿x轴方向做匀速运动有:④
⑤
沿y轴方向做初速度为零的匀加速运动,加速度为:⑥
⑦
联立各式解得: ,
⑧
粒子从O点进入磁场后做匀速圆周运动,令速度为v2,半径为R2,⑨
R2=2d ⑩
解得:(11)
在磁场中运动的周期:(12)
圆弧所对应的圆心角为α:
粒子在磁场中运动的时间t2:(13)
粒子从磁场返回电场后做类平抛运动,运动时间为t3,沿x’方向做匀速直线运动:(14)
沿y’方向做加速度仍为a的匀加速运动:(15)
由几何知识可得:(16)
联立各式解得:
故总时间为:
考点:带电粒子在匀强电场及匀强磁场中的运动。
本题难度:困难