1、计算题 如图所示,四个电阻阻值均为R,电键S闭合时,有一质量为m,带电量为q的小球静止于水平放置的平行板电容器的中点。现打开电键S,这个带电小球便向平行板电容器的一个极板运动,并和此板碰撞,碰撞过程中小球没有机械能损失,只是碰后小球所带电量发生变化,碰后小球带有和该板同种性质的电荷,并恰能运动到另一极板,设两极板间距离为d,不计电源内阻,求:
(1)电源电动势E多大?
(2)小球与极板碰撞后所带的电量q"为多少?

参考答案:解:(1)当S闭合时电容器电压为U,U=(E/1.5R)×R=(2/3)E ①
对带电小球受力分析得
②
解得
③
(2)断开S,电容器电压为U",则:U=(E/2R)×R=(1/2)E ④
对带电小球运动的全过程,根据动能定理得:
⑤
解得
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,两带电平行金属板A、B与竖直方向成30°角放置,两板间电势差
=500V。B板中心有一小孔正好位于平面直角坐标系 xOy上的O点,y轴沿竖直方向。一比荷为1.0×105C/kg的带正电粒子P,从A板中心
处静止释放后沿垂直于金属板的直线
进入x轴下方第四象限的匀强电场E中,场强方向与AB板平行且斜向上。粒子穿过电场后,从坐标P(1m,0)处离开电场,粒子的重力不计(如有需要:
、
、
)。试求:

(1)粒子刚进入匀强电场时的速度大小;
(2)匀强电场的场强E的大小;
(3)求粒子离开电场时的速度大小;
参考答案:(1)
;(2)
;(3)
本题解析:
试题分析:(1)对于粒子在AB间加速过程,由动能定理得: 
可得: 
粒子p在进入电场后做类平抛运动,设离开电场时距离O的长度为L,如图所示,则;
;
; 
可得:
(3)由动能定理可知:
可得:
考点:带电粒子在电场中的运动;动能定理
本题难度:困难
3、计算题 (10)如图所示,有一电子(电量为e、质量为m)经电压U1加速后,沿平行金属板A、B中心线进入两板,A、B板间距为d、长度为L, A、B板间电压为U2,屏CD足够大,距离A、B板右边缘? =2L,AB 板的中心线过屏的中心且与屏垂直。试求(要求有推导过程)


(1)电子离开偏转电场时的偏移角度
(2)电子束打在屏上的位置到屏中心间的距离。
参考答案:(1)
?(2)
本题解析:本题考查带电粒子在电场中的加速和偏转,(1)在电场中加速过程中由动能定理可得
,
,进入偏转电场后水平方向匀速运动
,竖直方向在电场力的作用下做匀加速直线运动
(2)逆着出射方向,交与水平位移的中点处,竖直位移为
,由三角形相似对应边成比例可知

点评:带电粒子在电场中的偏转一直是高考的热点问题,对高中生公式的推导能力的考查也是高考所热衷的
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,在半径为R的绝缘圆筒内有匀强磁场,方向垂直纸面向里,圆筒正下方有小孔C与平行金属板M、N相通。两板间距离为d,两板与电动势为E的电源连接,一带电量为-q、质量为m的带电粒子(重力忽略不计),在C点正下方紧靠N板的A点,无初速经电场加速后从C点进入磁场,与圆筒发生两次碰撞后从C点射出。已知带电粒子与筒壁的碰撞无电荷量的损失,且碰撞后以原速率返回。求:
(1)筒内磁场的磁感应强度大小;
(2)带电粒子从A点出发至第一次回到A点所经历的时间。

参考答案:解:(1)由题意知,带电粒子从C孔进入,与筒壁碰撞2次再从C孔射出
由
粒子由C孔进入磁场,在磁场中做匀速圆周运动的速率为
由
,即
得:
?
(2)粒子从A到C的加速度为
粒子从A到C的时间为
粒子在磁场中运动的时间为
将(1)求得的B值代入,得
求得:
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,氕、氘、氚的原子核自初速为零经同一电场加速后,又经同一匀强电场偏转,最后打在荧光屏上,那么( )

A.经过加速电场过程,电场力对氚核做的功最多
B.经过偏转电场过程,电场力对三种核做的功一样多
C.三种原子核都打在屏上的同一位置上
D.三种原子核打在屏上时的速度一样大.
参考答案:BC
本题解析:本题考查了粒子在电场中加速,偏转的问题
根据动能定理可得经过电场加速后的动能为:粒子经加速电场加速后
?(1)
粒子射入偏转电场后在竖直方向上的加速度为
(2)
粒子在偏转电场里的运动时间为
?(3)
粒子在离开偏转电场时发生的竖直方向上发生的偏转为
(4)
结合(1)(2)(3)(4)可得
,即粒子在屏上的偏转量与粒子的m和q无关,所以它们会达到屏上的同一点,因为
导致进入偏转电场的初速度不同,所以
,它们在偏转电场的运动时间不同,故先后到达屏上同一点,所以BC正确
思路拓展:本题可以作为一个结论使用,即静止的带电粒子经同一电场加速后,再垂直射入偏转电场,射出粒子的偏转角度和侧位移与粒子的q、m无关
本题难度:一般