1、计算题 如图所示,一个质量m=10-6kg,电量q=+2.0c的微粒,由静止开始出发,加速电压U加=105V,带电微粒垂直进入偏转电场中,板长l=20cm,两板间距离d=4cm,两板间偏转电压U偏=4×103V(不计重力),试求:

小题1:带电粒子离开偏转电场时侧移是多少?
小题2:全过程中电场力对带电粒子做功为多少?
小题3:若在偏转电场右侧距离为S="20cm" 处,放一竖直荧光屏,则带电粒子打在荧光屏上的位置距中心O的距离?
参考答案:
小题1:
小题2:
小题3:
本题解析:(1)加速电场中获得v0的速度,则有
?①? 1分
垂直进入偏转电场做类平抛运动,侧移为y,则
?②? 2分
①和②联合解得:
? 2分
(2)在加速电场中电场力做的功为W1:
W1=qU加?③? 1分
在偏转电场中电场力做的功为W2:
?④? 2分
由③、④得?
? 2分
(3)设带电粒子打于荧光屏上的P点,利用带电粒子离开偏转电场时,速度的反向延长线交于两板间中轴线的
处,则由相似三角形得。
? 4分
化简后?
? 2分
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U2的两块平行板间的电场中,入射方向跟极板平行,整个装置处于真空中,重力可忽略.在满足电子能射出平行板的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏角φ变大的是:

A.U1变大,U2变大
B.U1变小,U2变大
C.U1变大,U2变小
D.U1变小,U2变小
参考答案:B
本题解析:设电子被加速后获得初速为v0,则由动能定理得:
…①
又设极板长为l,则电子在电场中偏转所用时间:
…②
又设电子在平行板间受电场力作用产生加速度为a,由牛顿第二定律得:
…③
电子射出偏转电场时,平行于电场方向的速度:vy=at…④
由①、②、③、④可得:
又有:tanθ=
,故U2变大或U1变小都可能使偏转角θ变大,故选项B正确.
本题难度:一般
3、计算题 如图所示,小球的质量为m=0.1kg,带电量为q = +1.0×10-5 C,悬挂小球的细线与竖直方向成θ=370时,小球恰好在水平匀强电场中静止不动, sin370=0 .6,cos370=0.8, g取10m/s2。求:
(1)电场力的大小;
(2)电场强度的大小和方向;
(3)此时细线的拉力大小.
参考答案:(1)0.75N;(2)方向水平向右(3)1.25N;
本题解析:解:(1)由平衡知识可知电场力F=mg·tan37°=0.75N;(2分)
(2)E=F/q=7.5×104N/C,方向水平向右;(4分)
(3)细线拉力FT=mg/cos37°=1.25N;(2分)
本题考查力与平衡以及电场力知识,根据共点力的平衡可得电场力的大小,然后根据公式E=F/q得电场强度大小和方向,细线拉力FT=mg/cos37°,解出拉力。
本题难度:简单
4、计算题 (10分)如图所示,两平行金属板间距为d,电势差为U,板间电场可视为匀强电场;金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。带电量为+q、质量为m的粒子,由静止开始从正极板出发,经电场加速后射出,并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力的影响,求:

(1)匀强电场场强E的大小;
(2)粒子从电场射出时速度ν的大小;
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。
参考答案:(1)
?(2)
?(3)
本题解析:(1)根据匀强电场电势差和电场强度的关系得:匀强电场场强E的大小
(2)设带电粒子出电场时速度为
,由动能定理得:
,解得:
?①
(3)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:
?②?
①②联立解得:
本题难度:一般
5、计算题 (12分)有带电平行板电容器竖直放置,如图9示。板间距d=0.1m、板间电势差U=1000V。现从A处以速度vA=3m/s水平向左射出一带正电的小球(质量m=0.02g、电量为q=10-7C)经过一段时间后发现小球打在A点正下方的B处,(g=10m/s2)求:
(1)分别从水平方向和竖直方向定性分析小球从A到B的过程中,小球的运动情况?
(2)A、B间的距离?(小球由A到B的过程中,不会碰到左极板。)
参考答案:(1)水平方向小球开始向左做初速度为vA匀减速运动,速度变为零后向右做匀加速运动,直到达到B点,过程中加速度不变,由电场力提供外力。?
竖直方向小球向下做初速为零匀加速运动,直到达到B点,重力提供外力。?
(2)7.2cm
本题解析:(1)水平方向小球开始向左做初速度为vA匀减速运动,速度变为零后向右做匀加速运动,直到达到B点,过程中加速度不变,由电场力提供外力。?
竖直方向小球向下做初速为零匀加速运动,直到达到B点,重力提供外力。?
(2)水平方向:电场力为
?加速度
?
小球向左运动到最远的时间为
=0.06S?
在这段时间内向右运动的距离
,不会撞倒左壁。
小球达到B点所用时间为T=2t?
竖直方向下落距离即为所求
?
本题考查带电粒子在电场中的加速问题,由力的独立作用原理可知水平方向小球开始向左做初速度为vA匀减速运动,速度变为零后向右做匀加速运动,直到达到B点,过程中加速度不变,由电场力提供外力,竖直方向小球向下做初速为零匀加速运动,直到达到B点,重力提供外力,在水平方向上由电场力提供加速度,运动到最远距离速度为零,由运动学公式可求得加速度与运动时间,从而求得位移大小,同理在竖直方向由自由落体运动求解
本题难度:一般