高中物理知识点总结《电荷在电场中的加速》试题巩固(2020年最新版)(四)
2020-08-09 23:46:43
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1、选择题 如图所示,一电子枪发射出的电子(初速度很小,可视为零)进入加速电场加速后,垂直射入偏转电场,射出后偏转位移为y,要使偏转位移增大,下列哪些措施是可行的(不考虑电子射出时碰到偏转电极板的情况)
 A.增大偏转电压U B.增大加速电压U0 C.增大偏转电场的极板间距离d D.将发射电子改成发射负离子
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参考答案:A
本题解析:电子经加速电场后的速度为v,则由动能定理: 所以电子进入偏转电场时速度的大小为: ,电子进入偏转电场后的偏转的位移 .可见,要增大y,可行的方法有:增大偏转电压U,减小加速电压U0.或减小偏转电场极板间距离d,与粒子的电性和质量无关.故A正确. 考点:带电粒子在电场中的加速和偏转.
本题难度:一般
2、计算题 如图17所示,光滑绝缘水平桌面上固定一绝缘挡板P,质量分别为mA和mB的小物块A和B(可视为质点)分别带有+QA和+QB的电荷量,两物块由绝缘的轻弹簧相连,一不可伸长的轻绳跨过定滑轮,一端与物块B连接,另一端连接轻质小钩。整个装置处于正交的场强大小为E、方向水平向左的匀强电场和磁感应强度大小为B、方向水平向里的匀强磁场中。物块A,B开始时均静止,已知弹簧的劲度系数为K,不计一切摩擦及AB间的库仑力,在运动过程中物块A、B所带的电荷量不变,物块B不会碰到滑轮,物块A、B均不离开水平桌面。若在小钩上挂一质量为M的物块C并由静止释放,可恰使物块A对挡板P的压力为零,但不会离开P,则
 (1)求物块C下落的最大距离; (2)求小物块C下落到最低点的过程中,小物块B的电势能的变化量、弹簧的弹性势能变化量; (3)若C的质量改为2M,求小物块A刚离开挡板P时小物块B的速度大小以及此时小物块B对水平桌面的压力。
参考答案:1) (2) ; ; (3) ;
本题解析: 分析:(1)要正确求出C下落的最大距离,关键是正确分析当达到最大距离时系统中各个物体的状态,开始由于A受水平向左的电场力以及弹簧的弹力作用,A被挤压在挡板P上,当B向右运动弹簧恢复原长时,A仍然与挡板之间有弹力作用,当B继续向右运动时,弹簧被拉长,当弹簧弹力大小等于A所受电场力时,A与挡板之间弹力恰好为零,此时B、C的速度也恰好为零,即C下落距离最大,注意此时A处于平衡状态,而B、C都不是平衡状态. (2)依据电场力做功即可求出小物块B的电势能的变化量,B、C一起运动过程中,初末速度均为零,B电势能增大,C重力势能减小,依据功能关系即可求出弹簧弹性势能变化量. (3)对系统根据功能关系有:当小物块A刚离开挡板P时,C重力势能减小量等于B电势能和弹簧弹性势能以及B、C动能变化量之和;B球在竖直方向合外力为零,因此对B球正确进行受力分析即可求出小物块对水平面的压力. 解:(1)开始时弹簧的形变量为x1, 对物体B由平衡条件可得:kx1=QBE 设A刚离开挡板时, 弹簧的形变量为x2, 对物块B由平衡条件可得:kx2=QAE 故C下降的最大距离为:h=x1+x2= (QA+QB) (2)物块C由静止释放下落h至最低点的过程中, B的电势能增加量为: △Ep=QBEh= QB(QA+QB) 由能量守恒定律可知: 物块由静止释放至下落h至最低点的过程中, c的重力势能减小量等于 B的电势能的增量和弹簧弹性势能的增量 即:Mgh=QBEh+△E弹 解得:△E弹= ?(Mg-QBE)(QA+QB) 故小物块C下落到最低点的过程中,小物块B的电势能的变化量为 QB(QA+QB),弹簧的弹性势能变化量为△E弹= ?(Mg-QBE)(QA+QB) (3)当C的质量为2M时, 设A刚离开挡板时B的速度为V, 由能量守恒定律可知:2Mgh=QBEh+△E弹+ (2M+mB)V2 解得A刚离开P时B的速度为: 因为物块AB均不离开水平桌面, 设物体B所受支持力为NB1,所以对物块B竖直方向受力平衡: mBg=NB1+QBvB 由牛顿第三定律得:NB=NB1 解得:NB=mBg-BQB 故小物块A刚离开挡板P时小物块B的速度大小为: ,此时小物块B对水平桌面的压力为:NB=mBg-BQB .
本题难度:简单
3、选择题 如图,直线上有o、a、b、c四点,ab间的距离与bc间的距离相等。在o点处有固定点电荷,已知b点电势高于c点电势。若一带负电电荷的粒子仅在电场力作用下先从c点运动到b点,再从b点运动到a点,则
 A.两过程中电场力做的功相等 B.前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功 C.前一过程中,粒子电势能不断减小 D.后一过程中,粒子动能不断减小
参考答案:C
本题解析:根据题述,ab之间电场强度大于bc之间电场强度,前一过程中电场力做的功小于后一过程中电场力做的功,选项AB错误;前一过程中,电场力做正功,离子电势能不断减小,动能不断增大;后一过程中,电场力做正功,粒子动能不断增大,选项C正确D错误。
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,将两个带等量异种电荷+Q和-Q点的电荷分别同定于竖直线上的A、B两点,A、B相距为2d。MN是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个质量为m、电荷量为+q(可视为点电荷,不影响电场的分布)穿过细杆的带电小球P置于与A点等高的C处由静I上开始释放,小球P向下运动到距C电距离为d的O点时,速度为v。已知MN与AB之间的距离也为d,静电力常量为k,重力加速度为g。求:
 小题1:C、O间的电势差UCO; 小题2:小球P经过O点时的加速度。
参考答案: 小题1: 小题2:
本题解析:

本题难度:一般
5、选择题 如图所示,从灯丝发出的电子经加速电场加速后,进入偏转电场,若加速电压为U1,偏转电压为U2,要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍,下列方法中正确的是 [ ?]

 B.使U2增大为原来的2倍 C.使偏转板的长度增大为原来2倍

参考答案:ABD
本题解析: , ,所以要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍可以使U1减小为原来的二分之一,可以使使U2增大为原来的2倍,也可以使偏转板的距离减小为原来的二分之一,故选ABD
本题难度:简单
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