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1、选择题 如图所示. 场强方向竖直向下的匀强电场中,有三个质量相等,分别带正电、负电和不带电的质点,由两水平极板正中,以相同的初速度(v0),先后垂直射入电场,并分别落在负极板上甲、乙、丙三处,可以判定:(?)

A.甲处质点带正电,乙处质点不带电,丙处质点带负电;
B.三个质点在电场中的运动时间相等;
C.三个质点在电场中的加速度a甲>a乙>a丙
D.三个质点到达负极的动能Ek甲>Ek乙>Ek丙
参考答案:AC
本题解析:从极板左侧中央以相同的水平速度先后垂直地射入匀强电场的粒子的运动性质为类平抛运动,即水平方向做匀速运动,竖直方向做初速度为零的匀加速运动。从图中可以看到水平位移丙最大,根据公式:x=vt,可知丙运动的时间最长,其次是乙,甲的运动时间最短;又由于正电荷受到的电场力方向与电场方向相同,负电荷受到的电场力方向与电场方向相反,不带电的粒子不受电场力;所以丙粒子受到向上的电场力即丙粒子带负点,甲粒子带正电,乙粒子不带电,故选项A正确,B错误;又因它们竖直方向为初速度为零的匀加速运动且位移相同,根据y=
at2,可以判断a甲>a乙>a丙,故C正确;以相同的水平速度v0先后垂直极板间电场射入,电场力对丙粒子做正功,电势能减小则动能增加;对甲粒子做负功,电势能减小,则粒子的动能减小.所以三个粒子到达正极板时的动能Ek甲<Ek乙<Ek丙,故D错误.
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,abcd是一个正方形盒子.cd边的中点有一个小孔e.盒子中有沿ad方向的匀强电场,一个质量为m带电粒子从a处的小孔沿ab方向以初速度v0射入盒内,并恰好从e处的小孔射出。求:

⑴该带电粒子从e孔射出时的速度大小。
⑵该过程中电场力对该带电粒子做的功。
参考答案:⑴
?(2)
本题解析:⑴把ve正交分解,其水平分速度为v0和竖直分速度为vy。
水平匀速直线运动:
?(1)
竖直初速为零的匀加速:
?(2)
由(1)(2)得:
?
所以有:ve=
=
?(3)
⑵a到e过程,根据动能定理得:
W电=
=
点评:本题考察了带电粒子在电场中的类平抛运动知识,通过平抛的处理方法处理类平抛。
本题难度:一般
3、计算题 如图所示,在足够长的绝缘板上方距离为d的P点有一个粒子发射源,能够在纸面内向各个方向发射速率相等,比荷q/m=k的带正电的粒子,不考虑粒子间的相互作用和粒子重力。

(1)若已知粒子的发射速率为vo,在绝缘板上方加一电场强度大小为E、方向竖直向下的匀强电场,求同一时刻发射出的带电粒子打到板上的最大时间差;
(2)若已知粒子的发射速率为vo,在绝缘板的上方只加一方向垂直纸面,磁感应强度B=
的匀强磁场,求带电粒子能到达板上的长度。
(3)若粒子的发射速率vo未知,在绝缘板的上方只加一方向垂直纸面,磁感应强度适当的匀强磁场,使粒子做圆周运动的运动半径大小恰好为d,为使同时发射出的粒子打到板上的最大时间差与(1)中相等,求vo的大小。
参考答案:(1)
; (2)
;(3)
本题解析:
试题分析:(1)最大时间差为竖直向上和竖直向下射出的粒子,设其运动时间之差为Δt,
则:Δt=
又有加速度
,?联立解得最大时间差为
?
(2) 洛仑兹力充当向心力
B=
?则:R =" d" ?
粒子运动到绝缘板的两种临界情况如图:

左侧最远处离C距离为d , 右侧离C最远处为
?
带电粒子能到达板上的长度为
?
(3)设此时粒子出射速度的大小为v0
在磁场中运动时间最长和最短的粒子运动轨迹示意图如下:

由几何关系可知:
最长时间:t1=
最短时间:t2=
?
又有粒子在磁场中运动的周期
?
根据题意
,联立④⑤⑥⑦⑧式解得:
粒子在磁场中所受的洛伦兹力提供向心力
得:
?
解得
本题难度:一般
4、计算题 如图,一质量m=1×10-6kg,带电量q= -2×10-8C的小球以初速度v0竖直向上从A点射入一水平向右的匀强电场,当小球运动到比A高h=0.2m的B点时速度大小是2v0,但方向水平,且AB两点的连线在水平方向的距离为d =0.1m,g取10m/s2,求:
(1)判断小球在水平方向和竖直方向的运动情况(不必说理由)
(2)小球的初速度v0
(3)AB两点间的电势差UAB
(4)匀强电场的场强E的大小。
参考答案:(1)水平方向为初速度为零的匀加速直线运动,竖直方向为匀减速直线运动 (各1分)
(2)竖直方向有 :??v02=2g h?(1分)
代入数据得:v0="2m/s?" (1分)
(3) 对小球由A至B据动能定理得:?
?
qUAB-mgh=m(2 v0)2/2- m(v0)2/2?(1分)
代入数据得:UAB="-400V?" (1分)
(4) 匀强电场的场强E的大小为:
E=︱UAB︱/d?(1分)
代入数据得:E=4×103 V/m?(1分)
本题解析:略
本题难度:简单
5、选择题 如图所示,电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U2的两块平行板间的电场中,入射方向跟极板平行,整个装置处于真空中,重力可忽略.在满足电子能射出平行板的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏角φ变大的是:

A.U1变大,U2变大
B.U1变小,U2变大
C.U1变大,U2变小
D.U1变小,U2变小
参考答案:B
本题解析:设电子被加速后获得初速为v0,则由动能定理得:
…①
又设极板长为l,则电子在电场中偏转所用时间:
…②
又设电子在平行板间受电场力作用产生加速度为a,由牛顿第二定律得:
…③
电子射出偏转电场时,平行于电场方向的速度:vy=at…④
由①、②、③、④可得:
又有:tanθ=
,故U2变大或U1变小都可能使偏转角θ变大,故选项B正确.
本题难度:一般