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1、计算题 (11分)如图所示,在竖直放置的铅屏A的右表面上贴着
射线(即电子)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=2.0×107m/s。速度的方向沿各个方向都有,电子重量不计。足够大的荧火屏M与铅屏A平行放置,相距d=2.0×10-2m,其间有水平向左的匀强电场,电场强度大小E=1.0×105N/C。已知电子电荷量e=1.6×10-19C,电子质量取m=9.0×10-31kg。求

(1)电子到达荧光屏M上的动能为多少焦耳?
(2)电子从P点射出到达荧光屏的最长时间?
(3)荧光屏上的发光面积。(取
)
参考答案:(1)
(2)
(3)
?(2分)
本题解析:(1)
(2分)
(3分)
(2)
(1分),
(1分) 得:
(1分)
(3)
(1分)
?(2分)
本题考查带电粒子在电场中的加速问题,根据电场力做功和动能定理可求得末动能,由沿电场力方向匀加速直线运动可求得运动时间,从而求得粒子达到的半径大小
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,C、D两水平带电平行金属板间的电压为U,A、B为一对竖直放置的带电平行金属板,B板上有一小孔,小孔在C、D两板间的中心线上。一质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力)从D板边缘的O点以速度
斜向射入C、D板间,穿过B板的小孔运动到紧靠A板的P点时速度恰好为零,则A、B两板间的电压为( )

A.
B.
C.
D.
参考答案:A
本题解析:粒子从O点到小孔得过程中电场力做负功,从B板到A板电场力也做负功,根据动能定理有
,解得
故选A
本题难度:一般
3、选择题 在正点电荷Q产生的电场中。a、b两带电粒子以相等的初速度射入电场,实线为两粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,虚线为等势线。则

A.a、b都带正电
B.a、b 都带负电
C.a带正电、b带负电
D.a带负电、b带正电
参考答案:D
本题解析:带电物体在电场力作用下做曲线运动,受到的电场力指向曲线的凹处,由此可知正电荷对a是吸引作用,对b是排斥作用,所以a带负电,b带正电,D正确,
点评:当物体做曲线运动时,受到的合力方向指向曲线的凹处,由此可判断粒子在电场中的受到的电场力和带电性质
本题难度:简单
4、选择题 虚线框abcd内的正方形区域内有竖直向下的匀强电场,如图所示.一束速率相同的氕核、氘核和氚核从a处垂直电场方向进入电场,氕核、氘核和氚核的质量分别为m、2m、3m,电荷量都为q,若其中氘核正好从c点射出,则以下判断正确的是

A.氕核从bc边射出,氚核从cd边射出
B.氕核和氚核也是从c点射出
C.氘核和氚核在电场中的运动时间相同,大于氕核在电场中的运动时间
D.氕核在电场中的运动时间最短,氚核在电场中的运动时间最长
参考答案:C
本题解析:氕核、氘核和氚核三个粒子的电量相等,都带正电荷,质量不等,在电场中只受到电场力作用,粒子在竖直方向上做匀加速直线运动,在水平方向上做匀速直线运动,根据牛顿运动定律分析
因为三个粒子的电量相等,所以
可得受到的电场力相等,根据牛顿第二定律可得
,
,
,故氕核从cd边射出,氚核从bc边射出,AB错误,
因为氚核和氘核在水平方向上的位移相等,即
,所以两者的运动时间相等,又因为氕核的水平位移小于
,所以氕核在电场中的运动时间最短,C正确,D正确
点评:做此类问题,首先弄明白带电粒子在各个方向上的运动性质,然后结合牛顿第二定律分析加速度的大小,再根据水平方向上的位移判断时间,
本题难度:简单
5、计算题 如图所示,一带电粒子电荷量为q=+2×10-10C,质量为m=1.0×10-12kg,从静止开始在电势差为U1的电场中加速后,从水平放置的电容器两极板正中央沿水平方向进入偏转电场,电容器的上极板带正电,电荷量为Q=6.0×10-9C,下极板接地,极板长10cm,两极板相距5cm,电容C=12pF(粒子重力不计)。求.:

(1)当U1=2000V时,粒子射出电容器的速率v和沿垂直于板面方向的偏移距离y;
(2)要使该粒子能从电容器中射出,加速电压U1的取值范围
参考答案:(1)1000m/s2;1.25cm(2)
本题解析:离子经过加速电场的过程中,由动能定理得:
?
经过偏转电场的过程中,粒子仅受垂直于极板向下的静电力
平行板电容器的电压
?
解法一:将粒子的运动分别沿v0方向(x)和垂直于v0方向(y)分解
x方向:
y方向:
?
1000m/s2?

?
=1.25cm来源:91考试网 www.91eXam.org?
解法二:由动能定理得
?


联立得
1000m/s2?
要使电荷从电容器中射出,则必须满足条件
?即?
?
解得
?
点评:本题难度中等,带电粒子在电场中做的是类平抛运动,计算电场力做功可利用公式W=qU计算,抓住临界条件是求解本题的关键
本题难度:一般