1、填空题 如图所示,B板电势为U,质量为m的带电粒子(重力不计)以初速度v0水平射入电场,若粒子带-q的电荷量,则粒子到达B板时的速度大小为____;若粒子带+q的电荷量,且能到达B板,则它到达B板时的速度大小为____。
参考答案:,
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 静电喷漆技术具有效率高,浪费少,质量好,有利于工人健康等优点,其装置示意图如图20所示。A、B为两块平行金属板,间距d=0.30m,两板间有方向由B指向A、电场强度E=1.0×103N/C的匀强电场。在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P,油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒,油漆微粒的质量m=2.0×10-15kg、电荷量为q=-2.0×10-16C,喷出的初速度v0=2.0 m/s。油漆微粒最后都落在金属板B上。微粒所受重力和空气阻力以及微粒之间的相互作用力均可忽略。试求:
(1)微粒落在B板上的动能;
(2)微粒从离开喷枪后到达B板所需的最短时间;
(3)微粒最后落在B板上所形成图形的面积。
参考答案:(1)据动能定理,电场力对每个微粒做功,微粒打在B板上时的动能?
?(2分)
代入数据解得:?J?(1分)
(2)微粒初速度方向垂直于极板时,到达B板时间最短,到达B板时速度为vt,有
可得vt=8.0m/s。由于微粒在两极板间做匀变速运动,即
?(2分)
可解得? t ="0.06s?" (1分)
(3)由于喷枪喷出的油漆微粒是向各个方向,因此微粒落在B板上所形成的图形是圆形。对于喷枪沿垂直电场方向喷出的油漆微粒,在电场中做抛物线运动,根据牛顿第二定律,油漆颗粒沿电场方向运动的加速度?
运动的位移?
油漆颗粒沿垂直于电场方向做匀速运动,运动的位移即为落在B板上圆周的半径
?(2分)
微粒最后落在B板上所形成的圆面积? S=πR2
联立以上各式,得?
代入数据解得? S =7.5ⅹ10-2m2?(2分)
本题解析:略
本题难度:一般
3、计算题 如图,在光滑水平长直轨道上有A、B两个绝缘体,它们之间有一根长L的轻质细线相连接,其中A的质量为m,B的质量为M=2m,A为带有电量为+q的物体,B不带电,空间存在着方向水平向右的匀强电场,电场强度为E。开始时用外力把A与B靠在一起并保持静止,某时刻撤去外力,A开始向右运动,直到细线绷紧,当细线被绷紧时,细线存在极短时间的弹力,而后B开始运动,已知B开始运动时的速度等于线刚绷紧前瞬间A的速度的1/2,设整个过程中,A的电荷量保持不变,求:
(1)B开始运动时,A运动的速度;
(2)通过计算来判断细线在第二次绷紧前A、B是否发生碰撞;
(3)在(2)中,若A、B发生碰撞,求碰撞前瞬间B的位移;若A、B不发生碰撞,求细线第二次绷紧前瞬间B的位移。
参考答案:解:(1)从运动到拉直时,A的速度为v0,则:
,解得:
绷紧前后,系统动量守恒,mv0=mvA+2m·1/2v0
解得:vA=0
(2)第一次绷紧后,A作初速度为0的匀加速直线运动,B做0.5v0的匀速直线运动。现假设二者能碰撞,B追上A的时间为t,则须同时满足下面两个条件:
①二者能相遇,,且t有实数解
②相遇时后面速度比前面大,
由①得到一元二次方程的判别式,故t无实数解,说明B追不上A,也就没有②式成立,所以,二者不会发生碰撞
(3)设第二次绷紧时间为t2,则有:
解得:
本题解析:
本题难度:困难
4、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的两平行极板间的电场中,射入方向与极板平行,整个装置处在真空中,重力可忽略,在满足电子能射出平行板区的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角变大的是(?)
A.U1变大,U2变大
B.U1变大,U2变小
C.U1变小,U2变大
D.U1变小,U2变小
参考答案:C
本题解析:根据题意得,,所以,如果使电子的偏转角变大,可以变小或变大。
故选C
点评:中等难度。粒子的侧向位移、偏转角与粒子的q、m无关,仅取决于加速电场和偏转电场.即不同的带同种电性的粒子以同一位移、同一偏角射出电场
本题难度:一般
5、计算题 如图所示。匀强电场的电场强度沿水平方向,现有质量为m、带电量为+q的一只带电小球,以速度V0沿向右偏上300的方向进入该电场,该小球恰好做直线运动。
试求:(1)该电场的场强大小及方向。
(2)小球进入电场后在入射方向上的最大位移是多少?
参考答案:(1),向左(2)
本题解析:(1)由力和运动关系可得,带电小球所受电场力方向一定向左,所以场强方向向左
,解得:
(2)根据动能定理可得,解得:
考点:考查了带电粒子在电场中的运动
本题难度:一般