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1、计算题 长为L的平行金属板,板间形成匀强电场,一个带电为+q、质量为m的带电粒子(不计重力),以初速度v0紧贴上板沿垂直于电场线方向射入匀强电场。刚好从下板边缘射出,末速度恰与下板成450,如图所示,求:

(1)粒子末速度的大小;
(2)两板间的距离d。
(3)匀强电场电场强度的大小;
参考答案:


本题解析:1)由速度关系得:
?(4分)
?(1分)
(2)由平抛规律得:
?(3分)
得:?
?
(3)由牛顿第二定律得:
?(1分)
由平抛规律得:
(1分)
(1分)
得:?
?(2分)
点评:带电粒子在匀强电场中的偏转,首先确定初速度与电场力的夹角,从而确定粒子做的是平抛运动还是斜抛运动,根据力的独立作用原理、各分运动具有独立性和等时性求解
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹,M、N是轨迹上的两点,在粒子从M向N点运动的过程中,可以判定

A.粒子一定带负电
B.粒子的加速度一定减小
C.粒子的速度一定减小
D.电势能一定减小
参考答案:D
本题解析:本题考查的是带电粒子在电场中的运动情况问题。物理学规定,正电荷受力方向与场强方向一致,粒子只受电场力作用从M向N点运动,所以粒子带正电,A错误;带正电的粒子在电场力作用下,做加速运动,速度逐渐增大,动能逐渐增大,沿电场线方向,电场力做正功,电势能减小,所以BC错误,D正确。
本题难度:一般
3、选择题 关于元电荷和点电荷的理解正确的是( )
A.元电荷就是电子
B.元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量
C.体积很小的带电体就是点电荷
D.点电荷是一种理想化模型
参考答案:BD
本题解析:
本题难度:一般
4、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
5、选择题 物理学中引入“质点”、“点电荷”等概念的科学方法主要是 [ ]
参考答案:B
本题解析:
考点:质点的认识、点电荷。
分析:理想化的模型是实际物体的简化处理,物理上研究的方法很多,我们在学习物理知识的同时,更要学习科学研究的方法。物理学中引入了“质点”、“点电荷”等概念,都是在物理学中引入的理想化的模型,是众多的科学方法中的一种。
解答:“质点”、“点电荷”等都是为了研究问题简单而引入的理想化的模型,所以它们从科学方法上来说属于理想模型,故B正确。
本题难度:困难