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1、选择题 如图所示,三维坐标系o-xyz的z轴方向竖直向上,所在空间存在沿y轴正方向的匀强电场,一质量为m、电荷量为+q的小球从z轴上的A点以速度v0水平抛出,A点坐标为(0,0,l),重力加速度为g,场强E=mg/q.下列说法中正确的是(?)

A.小球做非匀变速曲线运动
B.小球运动的轨迹所在的平面与xoy平面的夹角为450
C.小球的轨迹与xoy平面交点的坐标为(
,l,0)
D.小球到达xoy平面时的速度大小为

参考答案:BCD
本题解析:A、带电小球始终受到重力与电场力,因此可等效成一个恒定的力,且此力方向与初速度方向垂直.所以做匀变速曲线运动.故A错误;
B、由于重力与电场力大小相等,所以小球在这两个力的合力所在平面运动,且与水平面成45°.故B正确;
C、小球在Z轴方向做自由落体运动,只受重力,且初速度为零,所以经过时间
,则小球在X轴方向做匀速直线运动,则发生的位移为
,而在Y轴方向小球只受电场力,初速度为零,因此发生的位移
.所以小球的轨迹与xOy平面交点的坐标为(
).故C正确;
D、小球在重力与电场力共同作用产生的加速度为
,则在
内增加的速度为
,所以最后落地速度大小为
,故D正确。故选:BCD
本题难度:简单
2、计算题 如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限有沿-y方向的匀强电场,第Ⅳ象限有垂直于纸面向外的匀强磁场.现有一质量为m、带电量为+q的粒子(重力不计)以初速度v0沿-x方向从坐标为(3l,l)的P点开始运动,接着进入磁场后由坐标原点O射出,射出时速度方向与y轴方向夹角为45°,求:

(1)粒子从O点射出时的速度v;
(2)电场强度E的大小;
(3)粒子从P点运动到O点所用的时间.
参考答案:(1) v=
v0?(2) E=
?(3) T=t1+t2=(2+
)
本题解析:(1)带电粒子在电场中做类平抛运动,进入磁场后做匀速圆周运动,最终由O点射出.(如图)

根据对称性可知,粒子在Q点时的速度大小与粒子在O点的速度大小相等,均为v,方向与-x轴方向成45°角,则有?
vcos45°=v0?(2分)?解得v=
v0?
(2)在P到Q过程中,由动能定理得
qEl=
mv2-
m
?解得E=
?
(3)设粒子在电场中运动的时间为t1,则l=
a
=
?
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r,由几何关系得
=3l-v0t1?
r=
?
粒子在磁场中的运动时间为? t2=
×
?
由以上各式联立求得粒子在由P到O过程中的总时间为T=t1+t2=(2+
)
?
点评:带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同.先分析受力情况再分析运动状态和运动过程,然后选用恰当的规律解题.解决这类问题的基本方法有两种,第一种利用力和运动的观点,选用牛顿第二定律和运动学公式求解;第二种利用能量转化的观点,选用动能定理和功能关系求解.
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,在点电荷Q形成的电场中,a、b两点在同一等势面上,c、d两点在另外同一等势面上,甲、乙两带电粒子(不计重力)的运动轨迹分别为acb和adb曲线。若两粒子通过a点时具有相同的动能,则

A.甲、乙两粒子带异号电荷
B.甲粒子经过c点时与乙粒子经过d点时的动能相同
C.两粒子经过b点时的动能相同
D.甲粒子在c点时的电势能大于乙粒子在d点时的电势能
参考答案:AC
本题解析:甲乙受力均指向曲线内侧,所以甲受引力,乙受斥力,甲带负电,乙带正点,甲受到引力对其做正功,动能增加,乙受到斥力,对其做负功,动能减少
Ab间电势差为0,W=qU=0,有动能定理可知,合外力不做功,动能不变,在正电荷激发的电场中每一点电势均为正值,由电势能
可知,正电荷的电势能必然大于负电荷的电势能,AC正确
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,处于真空中的匀强电场与水平方向成15o角,AB直线与强场E互相垂直.在A点,以大小为vo的初速度水平抛出一质量为m,带电荷量为+q 的小球,经时间t,小球下落一段距离过C点(图中未画出)时其速度大小仍为vo,在小球由A点运动到C点的过程中,下列说法正确的是(?)

A.电场力对小球做功为零
B.电场力做的负功
C.小球机械能增加
D.C点可能位于AB直线的左方
参考答案:B
本题解析:由动能定理判断,小球由A点运动到C点的过程中电场力做功的情况,由电场力做功情况,判断小球机械能变化情况和C点与AB直线的位置关系。
A、小球由A点运动到C点的过程中,小球在A、C两点速度大小相同,由动能定理可知:重力做的正功与电场力做的负功相等,错误
B、电场力做负功,电场力做的负功;正确
C、除重力外的电场力做了负功,小球机械能减小;错误
D、由AB直线与强场E互相垂直,可知AB直线为等势线,带正电的小球由A点运动到C点的过程中,电场力做负功,则A点电势低于C点电势,所以C点位于AB直线的右方;错误
故选B
点评:注意等势面与电场线垂直,正电荷沿电场线方向运动,电场力做正功,电势能减小;沿电场线方向电势减小。
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,水平放置的平行板电容器间有垂直纸面向里的匀强磁场,开关S闭合时一带电粒子恰好水平向右匀速穿过两板,重力不计。对相同状态入射的粒子,下列说法正确的是

A.保持开关闭合,若滑片P向上滑动,粒子不可能从极板边缘射出
B.保持开关闭合,若滑片P向下滑动,粒子不可能从极板边缘射出
C.保持开关闭合,若A极板向上移动后,调节滑片P的位置,粒子仍可能沿直线射出
D.如果开关断开,粒子继续沿直线射出