1、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
2、选择题 带电粒子射入一个固定的点电荷Q的电场中,沿图中虚线由a点运动到b点,a、b两点到点电荷Q的距离分别为ra和rb(ra>rb)9若不计重力,则在这一运动过程中(?)
A.电场力对粒子做负功
B.粒子在b点的电势能小于在a点的电势能
C.粒子在b点的动能大于在a点的动能
D.粒子在b点的加速度大于在a点的加速度
参考答案:AD
本题解析:A:由于粒子和点电荷Q之间的作用力是互相排斥的,而粒子是向着电荷运动的,电场力一定对粒子做负功,故A正确.B、C:由上分析可知,电场力一定对粒子做负功,电势能增大,动能减小,则粒子在b点的电势能大于在a点的电势能,粒子在b点的动能小于在a点的动能.故BC错误.D:由于ra>rb,根据公式:F=k,粒子在b点时受得电场力要大,加速度也就大,故D正确.
本题难度:一般
3、计算题 (18分)如图所示,在铅版A上放一个放射源C可向各个方向射出速率为v的β射线,B为金属网,A、B连接在电路上,电源电动势为,内阻为r,滑动变阻器总阻值为R.图中滑动变阻器滑片置于中点,A、B间距为d,M为荧光屏(足够大),它紧挨者金属网外侧,已知β粒子的质量为m,电荷量e,不计β射线所形成的电流对电路的影响, 求:
(1)闭合开关S后,AB间的场强的大小是多少?
(2)β粒子到达金属网B的最长时间?
(3)切断开关S,并撤去金属网B,加上垂直纸面向内、范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,设加上B后β粒子仍能到达荧光屏。这时在竖直方向上能观察到荧光屏亮区的长度是多?
参考答案:(1)(2)(3)
本题解析:(1)由闭合电路欧姆定律得:?1分
?1分
AB间的电场是匀强电场,得到:? 2分
(2) β粒子在两板间运动只受电场力作用,其加速度为? 2分
分析可知,沿A板方向射出的β粒子做类似平抛运动到达B板所用时间最长
根据:?2分
所以? 2分
(3)β粒子垂直进入磁场只受洛伦兹力做匀速圆周运动有:?2分
得?1分
荧光亮斑区的上边界就是沿A板射出的β粒子所达的a点
有:? 1分
? 1分
荧光亮斑区的下边界就是β粒子轨迹与屏相切的C点
根据轨迹图有:? 1分
在竖直方向上亮斑区的长度为:
? 2分
本题难度:一般
4、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
5、选择题 某带电粒子(不计重力)仅在电场力作用下由A点运动到B点,电场线、粒子运动轨迹如图所示,则可以判定
A.粒子在A点的加速度小于它在B点的加速度
B.粒子在A点的动能小于它在B点的动能
C.粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能
D.该电场中A点的电势低于B点的电势
参考答案:AB
本题解析:,电场力,由牛顿第二定律知,A对。粒子所受电场力方向与电场线方向一致,由A点运动到B点,电场力做正功,动能增加,电势能减小,B对C错。沿电场线方向电势降低,A点的电势高于B点的电势,D错。
本题难度:简单