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题型:简答题
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简答题

如图所示,两平行金属板水平放置,板间距离d=8cm,极板长L=40cm,两板间加有U=182V的恒定电压,质量m=0.91×10-30kg,电量q=1.6×10-19C的电子以速度v0=4×107m/s垂直于场强方向射入电场后从板间飞出,求:

(1)电子在电场中运动的时间;

(2)电子在电场中运动时的加速度大小;

(3)电子从电场中飞出时沿垂直于极板方向偏移的距离y.

正确答案

解:(1)电子的水平分运动是匀速直线运动,故:t===10-8s

(2)根据牛顿第二定律,有:a==4×1014m/s2

(3)电子在竖直方向做匀加速直线运动,偏移量为:y===0.02m

答:(1)电子在电场中运动的时间为10-8s;

(2)电子在电场中运动时的加速度大小为4×1014m/s2

(3)电子从电场中飞出时沿垂直于极板方向偏移的距离y为0.02m.

解析

解:(1)电子的水平分运动是匀速直线运动,故:t===10-8s

(2)根据牛顿第二定律,有:a==4×1014m/s2

(3)电子在竖直方向做匀加速直线运动,偏移量为:y===0.02m

答:(1)电子在电场中运动的时间为10-8s;

(2)电子在电场中运动时的加速度大小为4×1014m/s2

(3)电子从电场中飞出时沿垂直于极板方向偏移的距离y为0.02m.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,绝缘轨道平面与水平面垂直,倾斜轨道部分摩擦因数μ=0.2,倾斜轨道与水平面夹角θ=37°,倾斜轨道足够长与半径R=0.5m的半圆形光滑轨道圆滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度E=10V/m,一带负电的小物块质量为0.3kg所带电量为0.4C,让小物块在倾斜轨道上从与半圆轨道最高点C点等高的A点由静止释放.(重力加速度g=10m/s2,sin37°=,cos37°=,此题结果可用分数表示)

求:(1)小物块在半圆轨道上运动过场中的最大动能?

(2)使小物块恰好通过半圆轨道最高点C处,将其在倾斜轨道上由静止释放时距水平面的高度H?

(3)在(2)中小物块通过C点时,电场立即消失,小物块打在倾斜轨道上的位置距地面的高度h?

正确答案

解:(1)令小物块动能最大的位置为D点,分析得:

当电场力与重力的合力反向延长线过半圆轨道圆心时,

小物块动能最大,设合力与竖直方向的夹角为α,则有,即α=53°

小物块在倾斜轨道上时,因为mgcosθ=Eqsinθ

所以小物块与倾斜轨道间无摩擦

对小物块从A→D由动能定理:

代入数据解得:

故小物块在半圆轨道上运动过场中的最大动能为

(2)小物块恰好通过最高处C点,有

从释放点到C点由动能定理

①②式联立解得:

故使小物块恰好通过半圆轨道最高点C处,将其在倾斜轨道上由静止释放时距水平面的高度H=

(3)小物块离开C点后做平抛运动

整理有:16h2+9h-9=0

解得:(舍)

故小物块打在倾斜轨道上的位置距地面的高度h为m.

解析

解:(1)令小物块动能最大的位置为D点,分析得:

当电场力与重力的合力反向延长线过半圆轨道圆心时,

小物块动能最大,设合力与竖直方向的夹角为α,则有,即α=53°

小物块在倾斜轨道上时,因为mgcosθ=Eqsinθ

所以小物块与倾斜轨道间无摩擦

对小物块从A→D由动能定理:

代入数据解得:

故小物块在半圆轨道上运动过场中的最大动能为

(2)小物块恰好通过最高处C点,有

从释放点到C点由动能定理

①②式联立解得:

故使小物块恰好通过半圆轨道最高点C处,将其在倾斜轨道上由静止释放时距水平面的高度H=

(3)小物块离开C点后做平抛运动

整理有:16h2+9h-9=0

解得:(舍)

故小物块打在倾斜轨道上的位置距地面的高度h为m.

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,一倾角为θ,高为h的光滑斜面固定在地面上,处于水平向左的匀强电场中,电场强度为E,一质量为m,可视为质点的带电物块从斜面顶端无初速释放后,恰好能沿斜面匀速下滑,下列就去正确的是(  )

A滑块带负电

B滑块的带电量为

C滑块受到的电场力大小为mgtanθ

D滑块从斜面顶端滑到底端电势能增加mgh

正确答案

A,C,D

解析

解:A、滑块匀速下滑,受力如图所示,所受的电场力必定水平向右,因此带负电,故A正确;

B、由于滑块匀速下滑,由平衡条件得:mgsinθ=Eqcosθ,

得:q=,故B错误.

C、滑块所受的电场力大小为 F=Eq=mgtanθ,故C正确;

D、下滑过程中电场力做负功,滑块的电势能增大,而动能不变,根据能量守恒定律得:减少的重力势能转化为电势能,则滑块从斜面顶端滑到底端电势能增加mgh,故D正确.

故选:ACD.

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题型:简答题
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简答题

(1)在地面上空中有方向未知的匀强电场,一带电量为-q的小球以某一速度由M点沿如图所示的轨迹运动到N点.由此可知______

A.小球所受的电场力一定大于重力

B.小球的动能、电势能和重力势能之和保持不变

C.小球的机械能保持不变

D.小球的动能一定减小

(2)一束初速不计的电子流在经U=5000V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,若板间距离d=1.0cm,板长l=5.0cm,那么,要使电子能从平行板间飞出,两个极板上最多能加多大电压?

正确答案

解:(1)由图可知,小球向上偏转,故小球所受合力应偏向上方;而粒子只受重力和电场力,故电场力应大于重力,故A正确;

由图可知,物体受到的合力做正确,故动能增加;故D错误;

而小球的高度增加,故重力势能增加;故机械能增加,故C错误;

小球增加的机械能是由电场力做功转化来的,而电场力做功消耗电势能,由能量守恒定律可知,小球的动能、电势能和重力势能之和保持不变,故B正确;

故选AB

(2)当电子从极板边缘飞出时,所加电压最大,即电子偏转位移为

电子飞出电场的时有:Ue=mv02-----(1)

电子进入电场后偏转,水平方向:l=v0t;

竖直方向加速度a=------(2);

=at2=------(3)

联立解得:

U1==400V;

偏转电场的电压为400V.

解析

解:(1)由图可知,小球向上偏转,故小球所受合力应偏向上方;而粒子只受重力和电场力,故电场力应大于重力,故A正确;

由图可知,物体受到的合力做正确,故动能增加;故D错误;

而小球的高度增加,故重力势能增加;故机械能增加,故C错误;

小球增加的机械能是由电场力做功转化来的,而电场力做功消耗电势能,由能量守恒定律可知,小球的动能、电势能和重力势能之和保持不变,故B正确;

故选AB

(2)当电子从极板边缘飞出时,所加电压最大,即电子偏转位移为

电子飞出电场的时有:Ue=mv02-----(1)

电子进入电场后偏转,水平方向:l=v0t;

竖直方向加速度a=------(2);

=at2=------(3)

联立解得:

U1==400V;

偏转电场的电压为400V.

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,平行的实线代表电场线,方向未知,电荷量为1×10-2C的正电荷在电场中只受电场力作用,该电荷由A点移到B点,动能损失了0.1J,若A点电势为-10V,则(  )

AB点电势为零

B电场线方向向右

C电荷运动的轨迹可能是图中曲线①

D电荷运动的轨迹可能是图中曲线②

正确答案

A,C

解析

解:A、由动能定理可知W=△EK=-0.1J;可知粒子受到的电场力做负功,故粒子电势能增加,B点的电势高于A点电势;而电场线由高电势指向低电势,故电场线向左,

AB两点的电势差:UAB===-10,则φAB=-10V,解得φB=0V;故A正确,B错误;

C、若粒子沿轨迹①运动,A点速度沿切线方向向右,受力向左,故粒子将向上偏转,故C正确;

D、若粒子沿轨迹②运动,A点速度沿切线方向向右上,而受力向左,故粒子将向左上偏转,故D错误;

故选:AC.

下一知识点 : 带电粒子在电场中的偏转
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