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题型:简答题
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简答题

如图所示,abcd是一个正方形盒子.cd边的中点有一个小孔e.盒子中有沿ad方向的匀强电场.一个质量为m带正电粒子(重力不计)从a处的小孔沿ab方向以初速度v0射入盒内,并恰好从e处的小孔射出.求:

(1)该带电粒子从e孔射出时的速度大小.

(2)该过程中电场力对该带电粒子做的功.

正确答案

解:如图,设正方形边长为L,离开电场时竖直方向速度vy

(1)a→e 粒子做类平抛运动

   沿v0方向:

   沿E方向:

解得:vy=4v0

离开电场时速度大小

(2)a到e对该带电粒子用动能定理:

电场力做功:

答:

(1)该带电粒子从e孔射出时的速度大小是

(2)该过程中电场力对该带电粒子做的功是8m

解析

解:如图,设正方形边长为L,离开电场时竖直方向速度vy

(1)a→e 粒子做类平抛运动

   沿v0方向:

   沿E方向:

解得:vy=4v0

离开电场时速度大小

(2)a到e对该带电粒子用动能定理:

电场力做功:

答:

(1)该带电粒子从e孔射出时的速度大小是

(2)该过程中电场力对该带电粒子做的功是8m

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题型:简答题
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简答题

如图所示,在空间中取直角坐标系oxy,在第一象限内平行于y轴的虚线MN与y轴距离为d=4cm,从y轴到MN之间的区域充满一个沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E=375V/m.初速度可以忽略的带负电粒子经过另一个电势差为U=10V的电场加速后,从y轴上的A点以平行于x轴的方向射入第一象限区域,OA的距离h=4.5cm.已知带电粒子的比荷为=0.8C/kg,带电粒子的重力忽略不计,求:

(1)带电粒子从A点进入电场到离开该电场区域所经历的时间t和离开电场区域时的速率v;

(2)带电粒子经过x轴时离坐标原点O的距离l.

正确答案

解:(1)在电场中加速

 

解得v0=4m/s=4m/s

粒子从A点进入电场到离开该电场区域所经历的时间 t==s=0.01s

在偏转电场中做类平抛运动:=0.015m<h,

所以粒子将从MN一侧离开电场 =3m/s

离开时的速度为:=5m/s.

(2)设电子离开电场后经过时间t′到达x轴,在x轴方向上的位移为x′,则:

 x′=v0t′

 y′=h-y=h-t=vyt′

 l=d+x′

解得:l=8cm

答:

(1)带电粒子从A点进入电场到离开该电场区域所经历的时间t为0.01s,离开电场区域时的速率v为5m/s;

(2)带电粒子经过x轴时离坐标原点O的距离l为8cm.

解析

解:(1)在电场中加速

 

解得v0=4m/s=4m/s

粒子从A点进入电场到离开该电场区域所经历的时间 t==s=0.01s

在偏转电场中做类平抛运动:=0.015m<h,

所以粒子将从MN一侧离开电场 =3m/s

离开时的速度为:=5m/s.

(2)设电子离开电场后经过时间t′到达x轴,在x轴方向上的位移为x′,则:

 x′=v0t′

 y′=h-y=h-t=vyt′

 l=d+x′

解得:l=8cm

答:

(1)带电粒子从A点进入电场到离开该电场区域所经历的时间t为0.01s,离开电场区域时的速率v为5m/s;

(2)带电粒子经过x轴时离坐标原点O的距离l为8cm.

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题型: 多选题
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多选题

质量为m、带电量为+q的小球由空中A点无初速度自由下落,在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场,再经过t秒小球又回到A点.不计空气阻力,且小球从未落地,则(  )

A电场强度的大小为E=

B小球回到A点时的速度大小为2gt

C整个过程中电场力对小球做功为mg2t2

D从A点到最低点小球重力势能变化了 mg2t2

正确答案

A,B,D

解析

解:A、B小球先做自由落体运动,后做匀减速运动,两个过程的位移大小相等、方向相反.设电场强度大小为E,加电场后小球的加速度大小为a,取竖直向下方向为正方向,则:

又因有:v=gt

解得:a=3g,

则小球回到A点时的速度为:v′=v-at=-2gt

由牛顿第二定律得:

a=

解得:qE=4mg.

则电场强度为:E=.故A、B正确.

C、对全过程运用动能定理得,重力做功为零,则电场力做功为:W=.故C错误.

D、设从A点到最低点的高度为h,根据动能定理得:

mgh-qE(h-)=0,

解得:h=

从A点到最低点小球重力势能减少了:△Ep=mgh= mg2t2.故D正确.

故选:ABD.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,水平放置的平行板电容器,与某一电源相连,它的极板长L=0.4m,两板间距离d=4×10-3m,有一束由相同带电微粒组成的粒子流,以相同的速度v0从两板中央平行极板射入,开关S闭合前,两板不带电,由于重力作用微粒能落到下板的正中央,微粒质量为m=4×10-5kg,电量q=+1×10-8C.(g=10m/s2)求:

(1)微粒入射速度v0为多少?

(2)为使微粒能恰好从平行板电容器的下极板的右边射出电场,电容器的上板应与电源的正极还是负极相连?所加的电压U应为多少?

正确答案

解:(1)粒子刚进入平行板时,两极板不带电,粒子做的是平抛运动,则有:

水平方向有:

竖直方向有:

解得 v0==10m/s     

(2)由于带电粒子的水平位移增加,在板间的运动时间变大,而竖直方向位移不变,所以在竖直方向的加速度减小,所以电场力方向向上,又因为是正电荷,所以上极板与电源的负极相连,

当所加电压为U时,微粒恰好从下板的右边缘射出,则有:

根据牛顿第二定律得:a=

解得:U=120V

答:(1)微粒入射速度v0为10m/s;

(2)为使微粒能恰好从平行板电容器的下极板的右边射出电场,电容器的上板应与电源的负极相连,所加的电压U应为120V.

解析

解:(1)粒子刚进入平行板时,两极板不带电,粒子做的是平抛运动,则有:

水平方向有:

竖直方向有:

解得 v0==10m/s     

(2)由于带电粒子的水平位移增加,在板间的运动时间变大,而竖直方向位移不变,所以在竖直方向的加速度减小,所以电场力方向向上,又因为是正电荷,所以上极板与电源的负极相连,

当所加电压为U时,微粒恰好从下板的右边缘射出,则有:

根据牛顿第二定律得:a=

解得:U=120V

答:(1)微粒入射速度v0为10m/s;

(2)为使微粒能恰好从平行板电容器的下极板的右边射出电场,电容器的上板应与电源的负极相连,所加的电压U应为120V.

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题型:填空题
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填空题

两不同正离子先后从非匀强电场的P点由静止沿同一路径运动到Q点,若他们在Q点的速度比为m:n,则他们在Q点的加速度比为______

正确答案

解析

解:设两正离子的质量分别为m1、m2,电荷量分别为q1、q2

从P点到Q点电势差是一定的,设为U,

根据动能定理有:,①

    ②

已知   ③

联立①②③可解得    ④

设Q点的电场强度为E,

根据牛顿第二定律得,    ⑤

    ⑥

联立④⑤⑥可解得

故答案为:

下一知识点 : 带电粒子在电场中的偏转
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