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题型: 多选题
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多选题

如图所示,带电量相等、质量不同的带电粒子a和b从带电平行板M的边缘沿平行于极板的方向进入M、N两极板间的匀强电场中,都恰好能从N板的右边缘飞出,不计重力作用,则(  )

A两粒子进入电场时的动能一定相等

B两粒子进入电场时的初速度的大小一定相等

C两粒子飞出电场时的动能一定相等

D两粒子飞出电场时的速度大小一定相等

正确答案

A,C

解析

解:A、设极板的长度是L,板间距离是d,设粒子的初速度为v0

带电粒子在极板间做类平抛运动,在水平方向:L=v0t,竖直方向:d=at2=t2

则粒子的初动能Ek0=mv02=,由于q、E、L、d相同,所以两粒子的初动能相等,故A正确;

B、由于两粒子进入电磁时的初动能相等而粒子质量不相等,则粒子的初速度大小一定不相等,故B错误;

C、两粒子电荷量相等,进入与离开电场时的位置相同,则电场力做功相同,粒子的初动能相同,由动能定理可得,粒子离开电场时的动能相等,故C正确;

D、粒子离开电场时的动能相等,粒子质量不同,则粒子离开电场时的速度不同,故D错误;

故选AC.

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题型:填空题
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填空题

如图所示,水平放置的两平行金属板间距为 a=1m,电压大小为U=2v,上板中央有孔,在孔正下方的下板表面上有一个质量为m=0.3Kg、电量为+q=9c的小颗粒,将小颗粒由静止释放,它将从静止被加速,然后冲出小孔,则它能上升的最大高度 h=______.(g=10m/s2

正确答案

5m

解析

解:从小颗粒由静止释放到最高点过程,根据动能定理得:

qU-mg(a+h)=0

解得:h==

故答案为:5m

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题型: 单选题
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单选题

在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场,质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出,从B点进入电场,到达C点时速度方向恰好水平,A、B、C三点在同一直线上,且AB=2BC,如图所示.由此可见(  )

A电场力为mg

B小球带正电

C小球从A到B与从B到C的运动时间相等

D小球从A到B与从B到C的速度变化量大小相等

正确答案

D

解析

解:带电小球从A到C,设在进入电场前后两个运动过程水平分位移分别为x1和x2,竖直分位移分别为y1和y2,经历的时间为分别为t1和t2.在电场中的加速度为a.

则:从A到B过程小球做平抛运动,则有:

   x1=v0t1

从B到C过程,有:x2=v0t2

由题意有:x1=2x2

则得:t1=2t2;即小球从A到B是从B到C运动时间的2倍.

又 y1=

将小球在电场中的运动看成沿相反方向的类平抛运动,则有:

  y2=

根据几何知识有:y1:y2=x1:x2

解得:a=2g;

根据牛顿第二定律得:F-mg=ma=2mg,

解得:F=3mg

由于轨迹向上弯曲,加速度方向必定向上,合力向上,说明电场力方向向上,所以小球带负电.

根据速度变化量△v=at,则得:

AB过程速度变化量大小为△v1=gt1=2gt2;BC过程速度变化量大小为△v2=at2=2gt2;所以小球从A到B与从B到C的速度变化量大小相等.故D正确,ABC错误.

故选:D.

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题型:简答题
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简答题

如图所示的直角坐标系中,在直线x=-2l0到y轴区域内存在着两个大小相等、方向相反的有界匀强电场,其中x轴上方的电场方向沿y轴负方向,x轴下方的电场方向沿y轴正方向.在电场左边界上A(-2l0,-l0)到C(-2l0,0)区域内的某些位置,分布着电荷量+q.质量为m的粒子.从某时刻起A点到C点间的粒子,依次以相同的速度v0沿x轴正方向射入电场.若从A点射入的粒子,恰好从y轴上的A′(0,l0)沿x轴正方向射出电场,其轨迹如图所示.不计粒子的重力及它们间的相互作用.

(1)求匀强电场的电场强度E:

(2)若带电粒子通过电场后都能沿x轴正方向运动,请推测带电粒子在AC间的初始位置到C点的距离.

正确答案

解:(1)设从A点射出的粒子在电场中运动的总时间为t,由运动的对称性可知:

x轴方向,2l0=v0t

y轴方向,l0=

解得,E=

(2)设到C点距离为△y处的粒子通过电场后也沿x轴正方向,粒子第一次到达x轴用时为△t,水平位移为△x,则

△x=v0△t,

若满足2l0=n.2△x,(n=1、2、3、)则粒子出射方向也一定沿x轴正方向,

解得:△y=(n=1、2、3、)

即AC间y坐标为y=-l0(n=1、2、3、)

答:(1)匀强电场的电场强度为

(2)即AC间y坐标为y=-l0(n=1、2、3、)的粒子出电场后沿x轴正向运动

解析

解:(1)设从A点射出的粒子在电场中运动的总时间为t,由运动的对称性可知:

x轴方向,2l0=v0t

y轴方向,l0=

解得,E=

(2)设到C点距离为△y处的粒子通过电场后也沿x轴正方向,粒子第一次到达x轴用时为△t,水平位移为△x,则

△x=v0△t,

若满足2l0=n.2△x,(n=1、2、3、)则粒子出射方向也一定沿x轴正方向,

解得:△y=(n=1、2、3、)

即AC间y坐标为y=-l0(n=1、2、3、)

答:(1)匀强电场的电场强度为

(2)即AC间y坐标为y=-l0(n=1、2、3、)的粒子出电场后沿x轴正向运动

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题型: 多选题
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多选题

(2015秋•河南校级期中)如图所示,一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力作用下,从静止开始由b沿直线运动到d,且bd与竖直方向所夹的锐角为45°,则下列结论错误的是(  )

A此液滴带正电

B液滴做匀加速直线运动

C合外力对液滴做的总功等于零

D液滴的电势能减少

正确答案

A,C

解析

解:A、若液滴带正电,其受力情况如图一所示,液滴不可能沿bd运动,故只能带负电荷,故A错误.

B、对液滴进行受力分析,其受力情况如图二所示,故物体所受合力F=mg,故物体的加速度为:a=g,

做匀加速直线运动,故B正确.

C、由于液滴从静止开始做加速运动,故合力的方向与运动的方向相同,故合外力对物体做正功,并不为零,故C错误

D、由于电场力所做的功W=Eqxbdcos45°>0,故电场力对液滴做正功,故液滴的电势能减小,故D正确.

因选错误的,故选:AC

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