1、选择题 一带电粒子在正电荷形成的电场中运动,运动轨迹为图中所示的abcd曲线,下列判断正确的是(?)

A.粒子带正电
B.粒子通过a点时的速率比通过b点时小
C.粒子通过a点时受到的电场力比通过b点时小
D.粒子通过a点时的电势能比通过c点时大
参考答案:AC
本题解析:根据轨迹弯曲方向得出电场力的方向,从而确定带电粒子的电性.根据动能定理比较a点、b点的速度大小;根据电场线的疏密比较电场力的大小;根据电场力做功比较电势能的大小.
A、轨迹弯曲的方向大致指向合力的方向,知电场力背离正电荷方向,所以该粒子带正电.故A正确.
B、从a到b,电场力做负功,根据动能定理,动能减小,a点动能大于b点动能,则a点速度大于b点的速度.故B错误.
C、b点的电场线比a点电场线密,所以b点的电场强度大于a点的电场强度,所以粒子在a点的电场力比b点小.故C正确.
D、从a到b,电场力做负功,电势能增加.所以a点的电势能小于b点的电势能.故D错误.
故选:AC.
本题难度:简单
2、简答题 如图所示,y轴在竖直方向,x轴在水平方向,一质量为m,带电量为q的小球在座标为(0,0.3)A点以初速度v0平行于x轴正方向射入电场中,在y>0,x>0的空间存在沿y轴负方向的匀强电场E1,在y<0,x>0的空间存在沿x轴负方向的匀强电场E2,其中m=0.1kg,q=" +" 1.0×10-3C,v0=2m/s,
,
,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)小球到达x轴上的速度
(2)小球回到y轴时的座标
参考答案:(1)V=4m/s(2)(
)
本题解析:①(8分)小球做类平抛运动,设在竖直方向加速度为a1,运动时间为t,未速度为V,V与x轴正方向夹角α

?……?①
?……?②
?……?③
?……?④
?……?⑤
?……?⑥
由以上各式得V=4m/s,α=60°
①②③④⑤⑥各式1分,答案2分
②(12分)由受力分析可知小球再次做类平抛运动,设运动的加速度为a2,x1为第一次水平方向的位移,运动轨迹如图所示:
?……⑦

?……⑧
?……⑨
?……⑩
?……11

⑦2分⑧1分,⑨⑩⑾各2分,答案3分
本题难度:一般
3、计算题 (22分)如图所示,电子显像管由电子枪、加速电场、偏转磁场及荧光屏组成。在加速电场右侧有相距为d、长为l的两平板,两平板构成的矩形区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁场的右边界与荧光屏之间的距离也为d。荧光屏中点O与加速电极上两小孔S1、S2位于两板的中线上。从电子枪发射质量为m、电荷量为
参考答案:
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,直角三角形OAC(α=30°)区域内有B=0.5 T的匀强磁场,方向如图所示,两平行极板M,N接在电压为U的直流电源上,左板为高电势,一带正电的粒子从靠近M板由静止开始加速,从N板的小孔射出电场后,垂直OA的方向从P点进入磁场中。带电粒子的比荷为
,OP间距离为L=0.3 m,全过程不计粒子所受的重力,则:
(1)若加速电压U=120 V,通过计算说明粒子从三角形OAC的哪一边离开磁场?
(2)求粒子分别从OA,OC边离开磁场时粒子在磁场中运动的时间。

参考答案:解:(1)如图所示,当带电粒子的轨迹与OC边相切时为临界状态,设临界关径为R,加速电压U0,则有

,解得R=0.1 m


U0=125 V
U<U0,则r<R,粒子从OA边射出
(2)带电粒子在磁场做圆周运动的周期为
当粒子从OA边射出时,粒子在磁场中恰好运动了半个周期
当粒子从OC边射出时,粒子在磁场中运动的时间小于
周期
本题解析:
本题难度:困难
5、选择题 如图所示,质子(
)和氦核(
)从静止在加速电压为U1的加速电场加速后垂直进入电压为U2的偏转电场,射出后打到屏幕上,下列说法正确的是

A.质子和氦核从加速电场射出后的速度相同
B.质子在加速电场中获得的动能是e U1
C.氦核在偏转电场中获得的动能为2e U2
D.质子和氦核在不同时刻打到屏幕的同一点上
参考答案:BD
本题解析:根据公式
可得,两粒子的带电量不相等,质量不同,所以从加速电场射出后的速度不同,质子在加速电场中获得的动能是
,A错误B正确,因为氦在偏转电场的竖直位移未知,所以无法确定其获得的动能,C错误,它们是由同一个电场从静止加速,由动能定理得:
解得:
粒子水平方向做匀速直线运动,运动时间为,
粒子竖直方向做初速度为零的匀速直线运动则,
,由此可见,两种带电粒子在竖直方向的偏转位移仅与偏转电压、极板长度L、加速电压U有关,过程中,这三个物理量都相同,所以它们的偏转位移相同,粒子都打到同一点上,但是运动时间不同,所以D正确,
本题难度:一般