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1、计算题 (12分)如图所示,有一束电子流在经电压U=5000V的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平形板间的匀强电场,若两板间距为d=1.0cm,板长 L="5.0cm" ,要使电子能从两板间飞出,两个极板上最多能加多大电压?
参考答案:
本题解析:加速过程,由动能定理:
进入偏转电场,有:
偏转距离:;
能飞出的条件为:;
联立解得:
本题难度:一般
2、填空题 如图所示,水平放置的两平行金属板间距为d,电压大小为U,上板中央有孔,在孔正下方的下板表面上有一个质量为m、电量为-q的小颗粒,将小颗粒由静止释放,它将从静止被加速,然后冲出小孔,则它能上升的最大高度h= ______。
参考答案:
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 真空中的某装置如图所示,现有质子、氘核和α粒子都从O点由静止释放,经过相同加速电场和偏转电场,射出后都打在同一个与OO′垂直的荧光屏上,使荧光屏上出现亮点(已知质子、氘核和α粒子质量之比为1∶2∶4,电荷量之比为1∶1∶2,重力不计).下列说法中正确的是(? )
A.三种粒子在偏转电场中运动时间之比为2∶1∶1
B.三种粒子出偏转电场时的速度相同
C.在荧光屏上将只出现1个亮点
D.偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶1∶2
参考答案:CD
本题解析:带电粒子经过加速电场时根据电场力做功有,进入偏转电场后做类平抛运动,水平方向匀速直线则有运动时间,带入三种粒子的电荷量和质量之比,可得选项A错。偏转电场里面竖直方向做匀加速直线运动,,偏转位移,偏转电场对粒子做功,所以有,选项D正确。粒子出偏转电场时,假设速度与水平夹角为,则有可见速度方向与电荷量质量无关,所以速度方向相同,根据竖直方向位移也是相同的,所以他们将打在荧光屏上同一点,选项C对。出偏转电场的速度,根据方向相同可得,选项B错。
本题难度:一般
4、选择题 如图有一束带同种等量电荷的不同离子,组成的离子流,从同一点以垂直电场方向进入同一偏转电场,当飞出电场后在荧光屏上形成一个亮点,则这些离子一定有相同的 (? )
A.带电性质
B.进入电场的初动能
C.进入电场的初速度
D.飞越电场的时间
参考答案:AB
本题解析:离子流飞出电场后在荧光屏上形成一个亮点,则离子流的偏转方向相同,偏转距离,偏转角度相同。
A、离子流在电场中的偏转方向相同,即受力电场力方向相同所以带同种电荷,A选项正确
B、进入电场做类平抛,水平方向有:,竖直方向有:,其中,则,所以,q、、l、d、y均相同,进入电场的初动能一定相同,B选项正确
C、由B可知初动能相同,初速度不一定相同,C选项错误
D、由得,初速度不一定相同,则飞越电场的时间也不一定相同,D选项错误
故选AB
点评:中等难度。偏转问题的分析处理方法类似于平抛运动的分析处理,应用运动的合成和分解的方法。沿初速度方向为匀速直线运动,沿电场力方向为初速度为零的匀加速度直线运动。
本题难度:简单
5、计算题 (9分)如图所示,在绝缘水平面上,相距为L的A、B两点处分别固定着两个等量正电荷。a、b是AB连线上两点,其中Aa=Bb=L/4,a、b两点电势相等,O为AB连线的中点。一质量为m带电量为+q的小滑块(可视为质点)以初动能E0从a点出发,沿AB直线向b运动,其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的n倍(n>1),到达b点时动能恰好为零,小滑块最终停在O点,求:
(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)Ob两点间的电势差Uob;
(3)小滑块运动的总路程s。
参考答案:(1)? (2)? (3)
本题解析:(1)由Aa=Bb=,O为AB连线的中点得:a、b关于O点对称,则
? ①?(1分)
设小滑块与水平面间的摩擦力大小为f,对于滑块从a→b过程,由动能定理得:
? ②?(1分)
而f=μmg? ③?
由①——③式得:? ④?(1分)
(2)对于滑块从O→b过程,由动能定理得:
? ⑤?(2分)
由③——⑤式得:? ⑥?(1分)
(3)对于小滑块从a开始运动到最终在O点停下的整个过程,由动能定理得:
? ⑦?(2分)
而? ⑧?(1分)
由③——⑧式得:? ⑨?(1分)
点评:难题。力学中的很多规律在电学中同样适用,在选择规律时,首先考虑功和能的原理,其次考虑牛顿定律,因为前者往往更简捷。此题注意摩擦力在整个过程中始终做负功,其所做功与运动的总路程S有直接关系。
本题难度:一般