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1、计算题 (8分)如图所示,电荷量为-e、质量为m的电子从A点沿与电场垂直的方向进
入匀强电场,初速度为v0,当它通过电场B点时,速度与场强方向成150°角,不计电
子的重力,求:

(1)电子从B点射出的速度vB
(2)A、B两点间的电势差.
参考答案:(1)
(2)
本题解析:电子进入匀强电场后在电场力作用下做匀变速曲线运动.根据运动的分解可知,电子在垂直于场强方向上做匀速直线运动.将B点的速度分解(如图)


电子从A运动到B,由动能定理得


点评:本题通过类平抛运动分析方法处理带电粒子在电场中的类平抛运动。通过动能定理求电场力做功,进而求出两点间的电势差
本题难度:简单
2、计算题 如图所示,在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场,在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏。现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计),以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中,v0方向的延长线与屏的交点为O。试求:
(1)粒子在电场中运动的时间;
(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tanα;
(3)粒子打到屏上的点P到O点的距离x。

参考答案:解:(1)粒子在垂直于电场线的方向上做匀速直线运动,粒子在电场中运动的时间的时间t=L/v0
(2)设粒子射出电场时沿平行电场线方向的速度为vy
根据牛顿第二定律,粒子在电场中的加速度为:a=
所以vy=a
所以粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值为tanα=
(3)设粒子在电场中的偏转距离为y,则
y=
又x=y+Ltan α
解得:x=
本题解析:
本题难度:困难
3、计算题 (20分)某学习小组为了研究影响带电粒子在磁场中偏转的因素,制作了一个自动控制装置,如图所示,滑片P可在R2上滑动,在以O为圆心,半径为R=10
cm的圆形区域内,有一个方向垂直纸面向外的水平匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.10T。竖直平行放置的两金属板A、K相距为d,连接在电路中,电源电动势E=91V,内阻r=1.0Ω,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω,S1、S2为A、K板上的两个小孔,且S1、S2跟O在竖直极板的同一直线上,OS2=2R,另有一水平放置的足够长的荧光屏D,O点跟荧光屏D点之间的距离为H。比荷为2.0×105C/kg的离子流由S1进入电场后,通过S2向磁场中心射去,通过磁场后落到荧光屏D上。离子进入电场的初速度、重力、离子之间的作用力均可忽略不计。问:

(1)判断离子的电性,并分段描述离子自S1到荧光屏D的运动情况?
(2)如果离子恰好垂直打在荧光屏上的N点,电压表的示数多大?
(3)电压表的最小示数是多少?要使离子打在荧光屏N点的右侧,可以采取哪些方法?
参考答案:(1)见解析;(2)30V;(3)10V
本题解析:(1)离子带正电;离子在两金属板间做匀加速直线运动;离开电场进入磁场前做匀速直线运动;
在磁场中做匀速圆周运动;离开磁场后做匀速直线运动,直到打在荧光屏上。
(2)离子在磁场中偏转90°,∴轨迹半径r=R=10
cm
由
;
;?解得U=30V
(3)电压表最小电压
;?解得Umin=10V。
要使离子打在荧光屏上N点的右侧,离子在磁场中偏转轨迹半径变大,由
,可以提高离子速度或减小磁场的磁感应强度。
方法一,向右移动滑动变阻器滑片,增大平行板间电压
方法二,提高电源电动势,增大平行板间电压
方法三,减小磁场的磁感应强度
本题难度:一般
4、计算题 如图所示的示波管,质量为m,带电量为q的电子由阴极发射后,经电子枪加速水平飞入偏转电场,最后打在荧光屏上,已知加速电压为U1,偏转电压为U2,两偏转极板间距为d,板长为L1,从偏转极板到荧光屏的距离为L2,

(1)求电子离开加速电场的速度v1
(2)求电子离开偏转电场时竖直方向偏移的距离y1和偏转的角度α
(3)求电子打在荧光屏上的偏距y2.
参考答案: (1)
;(2)
,
;(3)
本题解析:
试题分析:(1)在加速电场中,根据动能定理得:U1q=
解得:
(2)电子进入偏转电场后做类平抛运动,则有:水平方向有:t1=
由牛顿第二定律得
加速度
;竖直方向有:
电子离开电场时竖直分速度为:vy=at 则 tanα=
联立解得:
(3)电子离开偏转电场后做匀速直线运动,则到达荧光屏的时间为:
t2=
偏转距离为:y′=vyt2
电子打在荧光屏上的偏距:y2=y′+y1
联立解得:
考点: 带电粒子在电场中的运动
本题难度:一般
5、选择题 一个质量为m,带电量为+q的小球自由下落一段时间后,进入一个水平向右的匀强电场,场强大小为E=mg/q,则下列四个图中,能正确表示小球在电场中运动轨迹的是( ?)

参考答案:C
本题解析:场强大小为E=mg/q,可知所受电场力大小为mg,则合外力方向跟竖直方向成
45°角,即速度跟合外力存在夹角,故应该做曲线运动,A错误
物体运动轨迹一定被合外力和速度夹在之间,B图中跟虚线交点位置,速度方向为曲线的切线方向,合外力斜向下,则可看出则B错误
最终速度方向跟合外力也不能平行,所以D错误
排除法可知应该选C
本题难度:一般