微信搜索关注"91考试网"公众号,领30元,获取公务员、事业编、教师等考试资料40G!
1、计算题 (16分)如图所示,两块相同的金属板正对着水平放置,电压U时,一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子,以水平速度v0从A点射入电场,经过一段时间后从B点射出电场,A、B问的水平距离为L。不计重力影响。求
(1)带电粒子从A点运动到B点经历的时间t;
(2)A、B问竖直方向的距离y;
(3)带电粒子经过B点时速度的大小v。
参考答案:(1)
(2)
(3)
本题解析:
(1)带电粒子在水平方向做匀速直线运动,
从A点运动到B点经历的时间(4分)
(2)带电粒子在竖直方向做匀加速直线运动
板间场强大小?(2分)
加速度大小?(2分)
A、B间竖直方向的距离?(2分)
(3)带电粒子从A点运动到B点过程中,根据动能定理得
?(2分)
而?(2分)
解得带电粒子在B点速度的大小?(2分)
本题难度:一般
2、计算题 (12分)如图(a)所示,A、B为两块平行金属板,极板间电压为,板中央有小孔O和O'。现有足够多的电子源源不断地从小孔O由静止进入A、B之间。在B板右侧,平行金属板M、N长L1=4×10-2m,板间距离d=4×10-3m,在距离M、N右侧边缘L2=0.1m处有一荧光屏P,当M、N之间未加电压时电子沿M板的下边沿穿过,打在荧光屏上的并发出荧光。现给金属板M、N之间加一个如图(b)所示的变化电压u1,在t=0时刻,M板电势低于N板。已知电子质量为kg,电量为C。(1)每个电子从B板上的小孔O'射出时的速度多大?(2)打在荧光屏上的电子范围是多少?(3)打在荧光屏上的电子的最大动能是多少?
参考答案:(1)(2),方向竖直向下;(3)1.82×10-16J
本题解析:(1)电子经A、B两块金属板加速,有:
得??(3分)
(2)电子通过极板的时间为t=L1/v0=2×10-9s,远小于电压变化的周期,故电子通过极板时可认为板间电压不变。
当时,电子经过MN极板向下的偏移量最大,为
?
y1<d,说明所有的电子都可以飞出M、N.?(2分)
此时电子在竖直方向的速度大小为
电子射出极板MN后到达荧光屏P的时间为:
电子射出极板MN后到达荧光屏P的偏移量为:
?
电子打在荧光屏P上的总偏移量为:,方向竖直向下;(4分)
(3)当u=22.5V时,电子飞出电场的动能最大,
EK==1.82×10-16J? 3分)
点评:粒子垂直射入电场后,在水平方向上做匀速运动,在沿电场方向上做匀变速直线运动,此类题的综合性比较强
本题难度:一般
3、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
4、计算题 如图所示一带电粒子以竖直向上的初速度v自A点进入场强为E,方向水平向右的匀强电场。当粒子到达B点时,速度大小仍为v,但方向变为水平,(重力加速度为g)求
(1)A、B两点的电势差为多少?
(2)从A点运动到B点所经历的时间为多少?
参考答案:解:设A到B运动时间为t,带电粒子质量m,为带电量为q
水平方向:Eq/m=v/t
竖直方向:g=v/t
得Eq=mg,m/q=E/g
t=v/g
x=vt/2
得UAB=Ev2/2g
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 (10分)如图所示,水平放置的两块平行金属板长l =5cm,两板间距d=1cm,两板间电压为U=90V,且上板带正电,一个电子沿水平方向以速度v0=2.0×107m/s,从两板中央射入,(电子质量m=9.0×10-31kg,电子电量值q=1.6×10-19C)求:
(1)电子飞出金属板时侧位移y0是多少?
(2)电子离开电场后,打在屏上的P点,若s=10cm,求OP的长.
参考答案:0.5cm 2.5cm
本题解析:竖直方向做匀加速直线运动,
根据电容器电压与电场的关系得:E=Ud=9000V/m
F=Eq=9000×1.6×10-19=1.44×10-15N
又因为F=ma,所以1.6×1015m/s2
水平方向做匀速运动,故2.5×10-9s
所以
(2)竖直方向速度vy=at=4×106m/s
(3)从平行板出去后做匀速直线运动,水平和竖直方向都是匀速运动,
水平方向:5×10-9s
竖直方向
考点:带电粒子在电场中的运动
本题难度:一般