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题型:简答题
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简答题

在光滑绝缘的水平面上有半圆柱形的凹槽ABC,截面半径为R=0.4m.空间有竖直向下的匀强电场,一个质量m=0.02kg,带电量q=+l.0×l0-3 C的小球(可视为质点)以初速度v0=4m/s从A点水平飞人凹槽,恰好撞在D点,D与O的连线与水平方向夹角为θ=53°,重力加速度取g=10m/s2,sin 53°=0.8.cos 53°=0.6,试求:

(1)小球从A点飞到D点所用的时间t;

(2)电场强度E的大小;

(3)从A点到D点带电小球电势能的变化量.

正确答案

解:(1)水平方向上,小球做匀速直线运动

R+Rcosθ=v0t

解得

(2)在竖直方向上,小球做匀加速直线运动

mg+qE=ma

解得

(3)由匀强电场中电势差与电场强度的关系,有

UAD=E•Rsinθ=96V

J

答:(1)小球从A点飞到D点所用的时间t为0.16s;

(2)电场强度E的大小为300V/m;

(3)从A点到D点带电小球电势能的减小量为9.6×10-2J.

解析

解:(1)水平方向上,小球做匀速直线运动

R+Rcosθ=v0t

解得

(2)在竖直方向上,小球做匀加速直线运动

mg+qE=ma

解得

(3)由匀强电场中电势差与电场强度的关系,有

UAD=E•Rsinθ=96V

J

答:(1)小球从A点飞到D点所用的时间t为0.16s;

(2)电场强度E的大小为300V/m;

(3)从A点到D点带电小球电势能的减小量为9.6×10-2J.

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题型: 单选题
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单选题

(2015秋•无锡期中)如图所示,电容为C的平行板电容器,两极板A、B间距离为d,板间电压为U,两板间有M、N、P三点,MN连线平行于极板,N、P连线垂直于极板,M、P两点间距离为L,∠PMN=θ.以下说法正确的是(  )

A电容器带电量为

B两极板间匀强电场的电场强度大小为

CM、P两点电势差为

D沿NP方向电势降低最快

正确答案

D

解析

解:A、由电容的定义式C=得电容器的带电量Q=CU.故A错误.

B、两极板间匀强电场的电场强度大小 E=,不等于.故B错误.

C、M、P两点间的电势差为UMP=ELsinθ=Lsinθ.故C错误.

D、NP方向是电场强度方向,也是电势降低最快.故D正确.

故选:D

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题型:填空题
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填空题

α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,通过电场的时间之比 tα:tH=______,侧向位移之比yα:yH=______

正确答案

1:1

1:2

解析

解:粒子在电场中的运动时间t=,由于初速度相等,则tα:tH=1:1,

侧向位移y=,因为时间相等,比荷之比为1:2,所以侧向位移之比yα:yH=1:2.

故答案为:1:1,1:2.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,半径为R的环形塑料管竖直放置,AB为该环的水平直径,且管的内径远小于环的半径,环的直径AB及其以下部分处于水平向左的匀强电场中,管的内壁光滑,现将一质量为m,带电荷量为+q的小球从管中A点由静止释放,已知qE=mg,以下说法正确的是(  )

A小球释放后,到达最低点D时速度最大

B小球释放后,第一次经过最低点D和最高点C时对管壁的压力之比为5:1

C小球释放后,到达B点时速度为零,并在BDA间往复运动

D小球释放后,第一次和第二次经过最高点C时对管壁的压力之比为1:1且方向相同

正确答案

B

解析

解:A、当小球重力和电场力的合力正好沿半径方向时,小球的速度最大,所以速度最大点在D点的左侧,故A错误;

B、第一次过D点时,根据动能定理,有mgR+qER=

根据向心力公式,有N1D-mg=m

解得

N1D=5mg

第一次过C点,根据向心力公式,有

N1C+mg=m

根据动能定理可知:第一次经过C点的动能为:2EqR-mgR=mgR,故N1C=mg

故B正确;

C、只有重力和电场力做功,带电小球到达B点,重力势能不变,电势能减小,故有动能,其动能大小等于电场力做的功,为qE•2R=2mgR,故C错误;

D、从A点释放到第二次到C点过程,根据动能定理,有

-mgR+2qE•2R=

据向心力公式,有N2C+mg=m

解得

N2C=5mg

故D错误;

故选B

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题型: 多选题
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多选题

如图所示是示波管工作原理的示意图,电子经电压U1加速后以速度v0垂直进入偏转电场,离开电场时的偏转量为h,两平行板间的距离为d,电势差为U2,板长为L.为了提高示波管的灵敏度(即每单位电压引起的偏转量h/U2),可采取的方法是(  )

A增大两板间电势差U2

B增加板长L

C增大加速电压U1

D减小两板间距离d

正确答案

B,D

解析

解:带电粒子加速时应满足:q=

带电粒子偏转时,由类平抛规律,应满足:L=,h=,a=

联立以上各式可得h=

所以示波管的灵敏度为γ==

可见,灵敏度与无关,所以A错误.

故选BD.

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