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1、计算题 (10分)一束电子流在U1=500V的电压作用下得到一定速度后垂直于平行板间的匀强电场飞入两板间的中央,如图14所示.若平行板间的距离d=1cm,板长l=5cm,求:

(1)电子进入平行板间的速度多大?
(2)至少在平行板上加多大电压U2才能使电子不再飞出平行板?(电子电量1.6×10-19C,电子的质量9×10-31kg)
参考答案:(1)1.3×107m/s?(2)400V
本题解析:略
本题难度:简单
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、计算题 如图所示,水平固定放置的平行金属板M、N,两板间的距离为d,在两板的中心(即到上、下板距离相等,到板左、右端距离相等)有一悬点O,系有一长
的绝缘细线,线的另一端系有一质量为m、带正电荷的小球,电荷量为q。现对两板充电,使得两板间形成一竖直向上的匀强电场,匀强电场的大小为
。求:

(1)小球静止时,细线的拉力大小
(2)现给小球以速度,要使得小球在竖直平面内绕O点做完整的圆周运动,小球在整个圆周运动中的最小速度多大?
(3)小球能绕悬点O在竖直平面内做完整的圆周运动,当小球运动到竖直直径AB的B端时,细线突然断开,设此时其水平速度大小为
,小球恰好从平行金属板的边界飞出,求平行金属板的长度L。
参考答案:(1) mg (2)
?(3)L=2d
本题解析:(1)qE=2mg,在B点静止,则有F=qE-m=mg
(2)球过A点时速度最小,
,
(3)线断后球做类平抛运动,轨迹向上弯曲

点评:做本题的关键是把握小球在电场中做匀速圆周运动所需要的条件
本题难度:简单
4、计算题 (14分)(2013成都检测)如右图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100 V的电场加速后,从两平行金属板的中间水平进入偏转电场中,微粒从金属板边缘射出电场时的偏转角θ=30°,并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6 cm的匀强磁场区域.微粒重力忽略不计.求:

(1)带电微粒进入偏转电场时的速率v1;
(2)偏转电场中两金属板间的电压U2;
(3)为使带电微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强B至少多大?
参考答案:(1)1.0×104 m/s (2)66.7 V (3)0.1 T
本题解析:(1)带电微粒经加速电场加速后速率为v1,根据动能定理有U1q=
m
v1==1.0×104m/s.
(2)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用,设微粒进入磁场时的速度为v′,则

v′=
得出v′=
v1.
由动能定理有
m(v′2-v
)=q
解得U2=66.7 V.
(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,设微粒恰好不从磁场右边射出时,做匀速圆周运动的轨道半径为R,由几何关系知
R+
=D
由牛顿运动定律及运动学规律
qv′B=
,
得B=0.1 T.
若带电粒子不射出磁场,磁感应强度B至少为0.1 T.
考点:本题考查带电粒子在电场中的加速、类平抛运动,及粒子在磁场中的运动。
本题难度:一般
5、选择题 如图8所示,质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中,P从两极板正中央射入,Q从下极板边缘处射入,它们最后打在上板同一点(重力不计),则以下说法中正确的是

A.在电场中运动过程中,Q粒子的运动时间是P粒子的2倍
B.在电场中运动过程中,Q粒子的加速度是P粒子加速度的2倍
C.打到极板上时,Q粒子的动能是P粒子动能的2倍
D.打到极板上时,Q粒子的动能是P粒子动能的4倍
参考答案:B
本题解析:由题述可知,两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中,最后打在上板同一点,在电场中运动过程中,Q粒子的运动时间等于P粒子的运动时间,选项A错误。由h=at2/2,可知,在电场中运动过程中,Q粒子的加速度是P粒子加速度的2倍,选项B正确;打到极板上时,Q粒子的沿电场方向的分速度是P粒子沿电场方向的分速度的2倍,Q粒子的动能小于P粒子动能的4倍,选项CD错误。
本题难度:简单