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1、填空题 一束质量为m、电量为q的带电粒子以平行于两极板的速度V0进入匀强电场,如图所示。如果两极板间电压为U,两极板间的距离为d、板长为L。设粒子束不会击中极板,则粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为___________。(粒子的重力忽略不计)
参考答案:
本题解析:
本题难度:一般
2、填空题 粒子和质子以相同速度垂直于电场线进入两平行板间匀强电场中,设都能飞出电场,则它们离开匀强电场时,侧向位移之比y:yH=?,动能增量之比=?。
参考答案:1:2 ?1:1
本题解析:带电粒子在两平行板间匀强电场中做类平抛运动,由平抛运动的规律计算侧向位移,得到侧向位移之比;由动能定理得到动能的增加量和动能增量之比。
设两平行板长为L,匀强电场场强为E,粒子和质子以相同速度垂直于电场线进入两平行板间匀强电场中,做类平抛运动,垂直于电场线方向做匀速直线运动则:,沿电场线方向做初速度为零的匀加速直线运动则:,由牛顿第二可知,则离开匀强电场时的侧向位移为:可得,,则有;由动能定理有:可得,,则有
点评: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。把电场力看做一个普通的力,应用力学规律分析求解,这类问题就显得简单而熟悉。
本题难度:简单
3、选择题 如图所示,在真空室中有两块长为L的水平金属板,板间的距离为d,有一质量为m的小油滴,电荷量为q,自上极板的表面处从左侧以一初速度v0进入板间,当它运动到两极板间区域的正中央时,给两极板加电压U,使小油滴受到向上的电场力开始做匀速直线运动,则?(?)
A.小油滴进入板间的初速度
B.两极板所加电压为
C.小油滴一定从下极板的右侧射出
D.小油滴一定会打在下极板距离右侧处
参考答案:ABD
本题解析:没有加电压前,小球在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,所以,,解得,A正确,
因为所加电压使得小球受力平衡,即,所以,B正确,
平衡时,速度与水平方向的夹角为,则,
故小球继续在水平方向上的运动位移为:,所以小球一定会打在下极板距离右侧处,C错误,D正确,
故选ABD
点评:本题的关键是知道小球在极板间的运动性质,
本题难度:简单
4、选择题 如图所示,一个带正电的粒子以一定的初速度垂直进入水平方向的匀强电场.若不计重力,图中的四个图线中能描述粒子在电场中的运动轨迹的是? ( )
参考答案:C
本题解析:因不计重力,粒子在竖直方向做匀速直线运动,在水平向右的方向做初速为零的匀加速直线运动,其合运动为曲线运动,也叫类平抛运动,且曲线要弯向电场力的方向,ABD错,C对。
点评:学生明确做曲线运动的物体,其所受的合力要指向轨迹的内侧,能熟练画出类平抛运动的轨迹。
本题难度:简单
5、选择题 如图所示,图中以点电荷Q为圆心的虚线同心圆是该点电荷电场中球形等势面的横截面图。一个带正电的粒子经过该电场,它的运动轨迹如图中实线所示,M和N是轨迹上的两点。不计带电粒子受到的重力,由此可以判断
A.此粒子在M点的加速度小于在N点的加速度
B.此粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
C.此粒子在M点的动能小于在N点的动能
D.电场中M点的电势低于N点的电势
参考答案:AD
本题解析:粒子运动轨迹为曲线,根据合力指向曲线内侧可判断场源电荷为正电荷,离场源电荷越近电场线越密集电场强度越大,粒子受到电场力越大加速度越大,所以粒子在M点的加速度小于在N点的加速度,选项A对。粒子从N到M电场力做正功,动能增大,M点的动能大于在N点的动能,选项C错。电势能减少,即在M点的电势能小于在N点的电势能,选项B错。场源电荷为正电荷,电场线从正电荷指向无穷远,沿电场线电势逐渐降低,即N点电势高于M点电势,选项D对。
本题难度:一般