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1、选择题 匀强电场方向水平向右,带电小球由图示位置从静止开始释放。已知小球所受电场力大小等于重力大小,不考虑空气阻力,则(?)

A.开始一段时间内小球可能做变速圆周运动
B.开始一段时间内小球可能做变速直线运动
C.整个运动过程中小球电势能与机械能之和一定不变
D.小球运动至左侧时最高点一定低于释放位置
参考答案:AB
本题解析:若小球带正电,释放后小球受到向右的电场力,重力和绳子的拉力,开始一段时间内小球做变速圆周运动, 若小球带负电,释放后小球受到向左的电场力和重力,在开始一段时间内绳子是松弛的,小球做匀加速直线运动,A.B正确;若小球带负电,则小球在运动过程中由直线运动变成圆周运动的瞬即有能量损失,所以电势能与机械能之和是变化的,C错误;若小球带负电,小球运动到左端的过程中电场力做正功,最高点高于释放位置 ,D错误。
本题难度:一般
2、选择题 如图所示直线CD是真空中的一条电场线,若将一电子从A点由静止释放,电子沿电场线从A到B运动中速度随时间变化的图线如图所示,则A、B两点的电势
、
的高低和场强EA、EB及电子在A、B两点电势能EPA、EPB的大小关系是( )

A、
>
? B、EPA>EPB
C、EA>EB? D、EA<EB
参考答案:BC
本题解析:速度时间图像中,斜率表示加速度大小,由此可知带电粒子从A点到B点加速度逐渐减小,由F=qE可知场强逐渐减小,选项C正确;选项D错误;带电粒子动能增大,说明电场力做正功,电势能减小,选项B正确;电子所受电场力向右,场强方向向左,故A点电势较低,选项A错误;故选BC
点评:本题难度较小,从运动图像入手,判断场强大小变化情况
本题难度:简单
3、计算题 如图甲所示,一长为L = 2m的金属“U”型框与两平行金属板AB相连,两板之间用一绝缘光滑水平杆相连,一质量为M=0.1kg,电量大小为q=0.1c可看成质点的带电小球套在杆中并靠近A板静止,从t=0时刻开始,在 “U”型框宽为d = 1m内加入垂直纸面向外且大小随时间变化的磁场(如图乙所示)后,发现带电小球可以向右运动.求:
1.小球带何种电荷
2.小球达到B板时的速度大小
3.通过分析计算后在丙图坐标系中作出小球在AB杆上的V-t图象. 


参考答案:(1)小球带负电荷(2)1m/s(3)

本题解析:(1)小球带负电荷? (3分)
(2)两极板间的电势差U=LdΔB/Δt = 1v?(2分)
E="U/L" (1分)? F="Eq" (1分)? a=F/M(1分)
a=
=
=
m/s2?(1分)
S1=
=1m?(2分)
V1=at=1m/s?(2分)
以后一直匀速运动,即达B板速度为1m/s?(1分)
(3)加速距离S=1m?
匀速运动时间T=(2-1)/1=1s?(1分)
作图如下?(3分)

本题考查电场力做功,由法拉第电磁感应定律可知电压U=1V,由牛顿第二定律求出加速度,由运动学公式求出末速度
本题难度:一般
4、计算题 (20分)一半径R=0.6m的金属圆筒有一圈细窄缝,形状如图所示。圆筒右侧与一个垂直纸面向里的有界匀强磁场相切于P,圆筒接地,圆心O处接正极,正极与圆筒之间的电场类似于正点电荷的电场,正极与圆筒之间电势差U可调。正极附近放有一粒子源(粒子源与正极O间距离忽略不计)能沿纸面向四周释放比荷q/m=1.5×l05C/kg的带正电粒子(粒子的初速度、重力均不计)。带电粒子经电场加速后从缝中射出进入磁场,已知磁场宽度d=0.4m,磁感应强度B=0.25T。

(1)若U=750V,求:①粒子达到细缝处的速度;②若有一粒子在磁场中运动的时间最短,求此粒子飞出磁场时与右边界的夹角大小。
(2)只要电势差U在合适的范围内变化,总有从向沿某一方向射出粒子经过磁场后又回到O处,求电势差U合适的范围。
参考答案:(1)①
②600;(2)
本题解析:(1)①若U=750V,粒子经电场得
?(2分)
?(1分)
②粒子在磁场中做匀速圆周运动得
(2分)
?(1分)

粒子在磁场中运动轨迹对应的弦长L=d=0.4m时运动的时间最短,
(2分)?
则粒子飞出磁场时与右边界的夹角大小?
?(2分)

(2)粒子射入磁场后与右边界相切时,正极与圆筒之间电势差最大为
,由几何关系得
?(2分)
得?
,
?(1分)
粒子在磁场中?
?(2分)
?(1分)
粒子经电场中?
?(2分)
?(1分)
电势差U合适的范围:
?(1分)
本题难度:一般
5、计算题 如图所示,水平桌面处有水平向右的匀强电场,场强大小E=2?104V/m,A、B是完全相同的两个小物体,质量均为m=0.1kg,电量均为q=2?10-5C,且都带负电,原来都被按在桌面上的P点。现设法使A物体获得和电场E同方向的初速vA0=12m/s,A开始运动的加速度大小为6m/s2,经t时间后,设法使B物体获得和电场E同方向的初速vB0=6m/s(不计A、B两物体间的库仑力),求:

小题1:在A未与B相遇前,A电势能增量的最大值;
小题2:如果要使A尽快与B相遇,t为多大?
参考答案:
小题1:4.8J
小题2:4s
本题解析:(1)A释放后有qE+f=ma,得f=0.2N,A速度减到零,t=vA0/a=2s,经过的位移为s=vA02/2a=12m,DEmax=qEs=4.8J,(2)返回时qE-f=ma’,因为B的速度较小,要尽快相遇,对应B减速到零时与A相遇,B的最大位移sB=vB02/2a=3m,花时tB=vB0/a=1s,A返回走了s’=s-sB=9m,用时tA==3s,故t=t+tA-tB=4s
本题难度:简单
Birds in their little nests agree. 鸟巢虽小,夫妻不吵.