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1、选择题 有一个正点电荷只受电场力的作用,从电场中的a点由静止释放,在它沿直线运动到b点的过程中,速度v随时间t变化的关系图象如下图中左侧图线所示,则能与图线相对应的电场的电场线分布图是下图中的 (?)
参考答案:A
本题解析:由速度v随时间t变化的关系图象可知,电荷从a到b做匀加速直线运动,故电荷受电场力保持不变,电场时匀强电场,又因是正点电荷,所以电场线从a指向b,故A正确;B、C、D错误
本题难度:简单
2、计算题 如图所示,在竖直放置的铅屏A的右表面上贴着射线放射源P,已知射线实质为高速电子流,放射源放出粒子的速度v0=1.0m/s。足够大的荧光屏M与铅屏A平行放置,相距d=0.02m,其间有水平向左的匀强电场,电场强度大小E=2.5N/C。已知电子电量e=1.6C,电子质量取m=9.0kg。求
(1)电子到达荧光屏M上的动能;
(2)荧光屏上的发光面积。
参考答案:(1)1.2510-16J(2)2.8310-3m2
本题解析:(1)由动能定理?eEd = EK-?
EK=+=1.2510-16J
(2) 射线在A、B间电场中被加速,除平行于电场线的电子流外,其余均在电场中偏转,其中和铅屏A平行的电子流在纵向偏移距离最大(相当于平抛运动水平射程)。
,?t = 3s
r = v0t=1.0107 310-9=310-2m?
在荧光屏上观察到的范围是半径为3.125×10—2米的圆,圆面积S =πr2=2.8310-3m2
本题难度:简单
3、选择题 如图,A板的电势UA=0,B板的电势UB随时间的变化规律如图所示。电子只受电场力的作用,且初速度为零,则(?)
A.若电子在t=0时刻进入的,它将一直向B板运动
B.若电子在t=0时刻进入的,它将时而向B板运动,时而向A板运动,最后打在B板上
C.若电子在t=T/8 时刻进入的,它将时而向B板运动,时而向A板运动,最后打在B板上
D.若电子是在t=T/4时刻进入的,它将时而向B板、时而向A板运动
参考答案:ACD
本题解析:电子若是在t=0时刻进入,先受向上的电场力作用,加速向上运动,之后受向下的电场力作用做匀减速直线运动,速度时间图像:
A对,B错;
若0<t<,电子先加速向B板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向上运动的距离大于向下运动的距离,最终打在B板上,C 对;
若电子是在t=T/4时刻进入的先加速向B板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动。每次向上运动的距离等于向下运动的距离,做往复运动,D对;
故答案选ACD。
本题考查带电粒子在周期性电场中运动的问题,关键是分析电子的运动情况
本题难度:一般
4、其他
参考答案:
本题解析:从功的公式角度出发考虑沿不同方向移动杆与球,无法得出电场力所做功的数值。但从电场力对两个小球做功引起两小球电势能的变化这一角度出发,可以间接求得电场力对两个小球做的总功。只要抓住运动的起点、终点两个位置两小球的电势能之和就能求出电场力的功。
初始两小球在很远处时各自具有的电势能为零,所以E0=0;终点位置两球处于图11所示的静止状态时,设带正电小球的位置为a,该点的电势为Ua,则带正电小球电势能为qUa;设带负电小球的位置为b,该点的电势为Ub,则带负电小球电势能为-qUb.所以两小球的电势能之和为:
Et=
所以电场力对两小球所做的功为:,即两个小球克服电场力所做总
功的大小等于。
本题难度:一般
5、计算题 一束电子流在经U=2500 V的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若两板间距d="1.0" cm,板长l="5.0" cm,那么,要使二价负离子能从平行板间飞出,两个极板上最多能加多大电压?
参考答案:所加电压最大为200 V
本题解析:
试题分析: 在加速电压一定时,偏转电压U"越大,电子在极板间的偏转距离就越大,当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出,此时的偏转电压,即为题目要求的最大电压.
加速过程,由动能定理得:2eU=
进入偏转电场,二价负离子在平行于板面的方向上做匀速运动
l=v0t?②
在垂直于板面的方向做匀加速直线运动,加速度
?③
偏距?④
能飞出的条件为y≤?⑤
解①~⑤式得U′≤? V=" 200" V
即要使电子能飞出,所加电压最大为200 V.
本题难度:一般