1、选择题 如图所示,在真空室中有一水平放置的不带电平行板电容器,板间距离为d,电容为C,上板B接地。现有大量质量均为m、带电量均为q的小油滴,以相同的初速度持续不断地从两板正中间沿图中虚线所示方向射入,第一滴油滴正好落到下板A的正中央P点。如果能落到A板的油滴仅有N滴,且第N+1滴油滴刚好能飞离电场,假定落到A板的油滴的电量能被板全部吸收,不考虑油滴间的相互作用,重力加速度为g,则下列说法正确的是(? )

A.落到A板的油滴数
B.落到A板的油滴数
C.第N+1滴油滴通过电场的整个过程所增加的动能等于
D.第N+1滴油滴通过电场的整个过程所减少的机械能等于
参考答案:A
本题解析:没有电荷时:
?
落到A板N滴油滴时:?
?
联立解得:
,A对。
第N+1滴油滴通过电场的整个过程,根据动能定理:


,C错;
减少的机械能等于克服电场力做的功。
,D错。
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,ab、cd为一对水平正对放置的平行金属板,ab板在上、cd板在下,两板间距d=0.10m,板长l=2.0m,两板间电势差U=1.0×104V。一带负电荷的油滴以初速度v0=10m/s由两板中央沿垂直电场强度方向射入板间电场区,并能由bd端射出电场区。设电场区域仅限于两平行板之间,取g=10m/s2
小题1:说明在带电油滴的比荷大小(q/m)不同时,油滴射入电场后可能发生的几种典型运动情况,指出运动性质。
小题2:求出上述几种典型运动情况中油滴的比荷大小(q/m)应满足的条件。
参考答案:
小题1:见解析
小题2:见解析
本题解析:

因为G和F均为恒力,所以有以下三种典型的运动情况:
?

?
(2)①在电场力大于重力的情况下,当油滴沿竖直方向的位移满足
?
因此在电场力大于重力的情况下油滴的比荷应满足
?
②在电场力等于重力的情况下,应有qU/d=mg?
?
③在电场力小于重力的情况下,当油滴沿竖直方向的位移满足

因此在电场力小于重力的情况下油滴的比荷应满足
?


本题难度:一般
3、计算题 如图,在第一象限存在匀强磁场,磁感应强度方向垂直于纸面(xy平面)向外;在第四象限存在匀强电场,方向沿x轴负向。在y轴正半轴上某点以与x轴正向平行、大小为v0的速度发射出一带正电荷的粒子,该粒子在(d,0)点沿垂直于x轴的方向进人电场。不计重力。若该粒子离开电场时速度方向与y轴负方向的夹角为θ,求:

(1)电场强度大小与磁感应强度大小的比值;
(2)该粒子在电场中运动的时间。
参考答案:(1)
=
;(2)t=
本题解析:(1)设磁感应强度的大小为B,粒子质量与所带电荷量分别为m和q,粒子进入磁场后做匀速圆周运动,并设其圆周运动的半径为r,根据牛顿第二定律和向心力公式有:qv0B=
? ①
由题设条件和图中几何关系可知:r=d? ②
设电场强度大小为E,粒子进入电场后沿x轴负方向运动的速度大小为vx,由牛顿第二定律有:qE=max? ③
根据运动学公式有:vx=axt,
=d? ④
由于粒子在电场中做类平抛运动(如图),有:tanθ=
? ⑤

由①②③④⑤式联立解得:
=
(2)由④⑤式联立解得:t=
本题难度:一般
4、简答题 已知如图,匀强电场方向水平向右,场强
,丝线长L=40cm,上端系于O点,下端系质量为
,带电量为
的小球,将小球从最低点A由静止释放,求:

⑴小球摆到最高点时丝线与竖直方向的夹角多大?
⑵摆动过程中小球的最大速度是多大?
参考答案:74° 
本题解析:⑴这是个“歪摆”。由已知电场力Fe=0。75G摆动到平衡位置时丝线与竖直方向成37°角,因此最大摆角为74°。
⑵小球通过平衡位置时速度最大。由动能定理:
?
本题难度:简单
5、计算题 如图所示,一带电粒子电荷量为q=+2×10-10C,质量为m=1.0×10-12kg,从静止开始在电势差为U1的电场中加速后,从水平放置的电容器两极板正中央沿水平方向进入偏转电场,电容器的上极板带正电,电荷量为Q=6.0×10-9C,下极板接地,极板长10cm,两极板相距5cm,电容C=12pF(粒子重力不计)。求.:

(1)当U1=2000V时,粒子射出电容器的速率v和沿垂直于板面方向的偏移距离y;
(2)要使该粒子能从电容器中射出,加速电压U1的取值范围
参考答案:(1)1000m/s2;1.25cm(2)
本题解析:离子经过加速电场的过程中,由动能定理得:
?
经过偏转电场的过程中,粒子仅受垂直于极板向下的静电力
平行板电容器的电压
?
解法一:将粒子的运动分别沿v0方向(x)和垂直于v0方向(y)分解
x方向:
y方向:
?
1000m/s2?

?
=1.25cm?
解法二:由动能定理得
?


联立得
1000m/s2?
要使电荷从电容器中射出,则必须满足条件
?即?
?
解得
?
点评:本题难度中等,带电粒子在电场中做的是类平抛运动,计算电场力做功可利用公式W=qU计算,抓住临界条件是求解本题的关键
本题难度:一般