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题型:简答题
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简答题 · 16 分

23. 在xOy平面内,有沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E(图中未画出)。由A点斜射出一质量为m,带电量为+q的粒子,B和C是粒子运动轨迹上的两点,如图所示,其中I0为常数粒子所受重力忽略不计。求:

(1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功;

(2)粒子从A到C过程所经历的时间;

(3)粒子经过C点时的速率。

正确答案

解:(1)

(2)根据抛体运动的特点,粒子在方向做匀速直线运动,由对称性可知轨迹最高点轴上,可令,则

得     

       

解得

过程所经历的时间

(3)粒子在段做类平抛运动,于是有

     

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知识点

带电粒子在匀强电场中的运动
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题型:简答题
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简答题 · 16 分

23.一绝缘的细线长m,一端固定在O点,另一端系一个带正电的摆球

放在水平向右的匀强电场中,如图:

已知小球所受电场力和重力大小相等,小球不动时摆球平衡在C点,与竖直方向的夹角为未知),现让摆球位于与点O处于同一水平线的A点,且摆线拉直,然后无初速度释放摆球,求:摆球经过C点时速度的大小。(不计空气阻力,g=10m/s2)

正确答案

2m/s

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知识点

带电粒子在匀强电场中的运动
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

21.如图所示,M、N是平行板电容器的两个极板,R0为定值电阻,R1、R2为可调电阻,闭合电键S,平行金属板内形成匀强电场.一个电荷量为q、质量为的带电粒子(不计重力)以从A点水平射入电场,且刚好以速度从B点射出,则(    )

A只增大电容器两极板间的距离,该粒子仍能以速度从B点射出

B只增大,该粒子仍能以速度从B点射出

C只增大R2,该粒子仍能以速度 从B点射出

D保持其他条件不变,改用反粒子(,m)以从B点射入,它将刚好以速度,从A点射出

正确答案

C

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带电粒子在匀强电场中的运动电容器的动态分析
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

21.电子以水平速度V0沿两平行金属板A、B的中心轴线MN射入,两金属板间电压UAB的变化规律如图所示.已知电子质量为m,电荷量为e,电压周期为T,电压为U0,若电子(不计重力及电子之间的相互作用力)从t=0时刻进入两板间,在t=T/2时刻恰好能从板的上边缘飞出,则下列说法正确的是(       )

A若电子从t=T/3时刻进入两板间,在半个周期内恰好能从板的下边缘飞出

B若电子从t=T/4时刻进入两板间,能从板右边水平飞出

C在从t=0时刻到t=T/2时刻这一段时间进入两板间的电子中,有电子能从板右边N 点飞出

D在从t=0时刻到t=T/2时刻这一段时间进入两板间的电子中,电场力对电子做功最多 为e U0

正确答案

B,C

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带电粒子在匀强电场中的运动
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

21.在一个水平方向的匀强电场中,某带负电荷的小球做匀变速曲线运动,依次经过A、B、C 三点,A、B、C三点与电场方向在同一个竖直面内,运动轨迹如图所示.已知过B点切线与AC连线平行,D点为AC线段的中点,BD连线恰与AC垂直,质点从A点运动到B点所用的时间为tAB,质点从B点运动到C点所用的时间为tBC。下列说法正确的是(     )

AtAB一定等于tBC,电场方向向左

BtAB一定等于tBC,电场方向向右

CtAB不一定等于tBC,电场方向向左

DtAB不一定等于tBC,电场方向向右

正确答案

B

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带电粒子在匀强电场中的运动
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

25.如图所示在光滑绝缘水平面上,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B. A球的带电量为+2q,B球的带电量为-3q,两球组成一带电系统.虚线MN与PQ平行且相距3L,开始时A和B分别静止于虚线MN的两侧,虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线.若视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MN、PQ间加上水平向右的电场强度为E的匀强电场后,系统开始运动.试求:

(1)B球刚进入电场时,带电系统的速度大小;

(2)带电系统向右运动的最大距离和此过程中B球电势能的变化量;

(3)A球从开始运动至刚离开电场所用的时间。

正确答案

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牛顿运动定律的综合应用电势能和电势带电粒子在匀强电场中的运动
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

25. 空间中存在水平向右的匀强电场,场强大小为E,一带电量为+q、质量为m的粒子,在P点以向上初速度v0开始运动,该粒子运动到图中Q点时速度方向与P点时的方向偏转了45°,若保持粒子在P点时的速度不变,而将匀强电场换成方向垂直于纸面向外的匀强磁场,在此磁场力的作用下粒子也由P点运动到Q点,不计重力。求:

(1)P、Q间的距离l为多少?

(2)匀强磁场的磁感应强度为多少?


正确答案

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带电粒子在匀强电场中的运动
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

20.如图所示,一电子枪发射出的电子(初速度很小,可视为零)进入加速电场加速后,垂直射入偏转电场,射出后偏转位移为Y,要使偏转位移增大,下列哪些措施是可行的(不考虑电子射出时碰到偏转电极板的情况) (      )

A增大偏转电压U

B增大加速电压U0

C增大偏转极板间距离

D将发射电子改成发射负离子

正确答案

A

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带电粒子在匀强电场中的运动
1
题型: 多选题
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多选题 · 6 分

18.如图,匀强电场方向水平向右,场强E,丝线长L,上端系于O点,下端系质量为m带电量为+q的小球,已知Eq=mg。现将小球从最低点A由静止释放,则(    )

A小球可到达水平位置

B当悬线与水平呈45°角时小球的速度最大

C小球在运动过程中机械能守恒

D小球速度最大时悬线上的张力为

正确答案

A,B,D

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牛顿第二定律带电粒子在匀强电场中的运动
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

15.一电子在电场中由a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示,图中平行实线是等势面。则下列说法中正确的是(   )

Aa点的电势比b点低

B电子在a点的加速度方向向右

C电子从a点到b点动能减小

D电子从a点到b点电势能减小

正确答案

C

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电势能和电势带电粒子在匀强电场中的运动
1
题型: 单选题
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单选题 · 3 分

3.如图所示,两个相同的半圆形光滑绝缘轨道分别竖直放置在匀强电场E和匀强磁场B中,轨道两端在同一高度上,两个相同的带正电小球a、b同时从轨道左端最高点由静止释放,在运动中都能通过各自轨道的最低点M、N,则  (   )

A两小球每次到达轨道最低点时的速度都有vN<vM

B两小球每次经过轨道最低点时对轨道的压力都有FN>FM

C小球b能到达轨道的最右端,小球a不能到达轨道的最右端

D小球b第一次到达N点的时刻与小球a第一次到达M点的时刻相同

正确答案

C

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向心力带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

20.美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴,比较准确地测定了电子的电荷量。如图,平行板电容器两极板M、N相距d,两极板分别与电压为U的恒定电源两极连接,极板M带正电。现有一质量为m的带电油滴在极板中央处于静止状态,且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k,则(       )

A油滴带正电

B油滴带电荷量为

C电容器的电容为

D将极板N向下缓慢移动一小段距离,油滴将向上运动

正确答案

C

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带电粒子在匀强电场中的运动
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

18.如图所示,光滑圆环可绕竖直轴O1O2旋转,在圆环上套一个小球,实验时发现,增大圆环转速,小球在圆环上的位置升高,但无论圆环转速多大,小球都不能上升到与圆心O等高的N点.现让小球带上正电荷,下列措施可以让小球上升到N点的是(  )      

  

A在空间加上水平向左的匀强磁场

B在空间加上竖直向上的匀强电场

C在空间加上方向由圆心O向外的磁场

D在圆心O点放一个带负电的点电荷

正确答案

B

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匀速圆周运动带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

35.如图所示,质量为M的导体棒ab的电阻为r,水平放在相距为l的竖直光滑金属导轨上.导轨平面处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向外的匀强磁场中.左侧是水平放置、间距为d的平行金属板.导轨上方与一可变电阻R连接,导轨电阻不计,导体棒与导轨始终接触良好.重力加速度为g。

(1)调节可变电阻的阻值为R1=3r,释放导体棒,当棒沿导轨匀速下滑时,将带电量为+q的微粒沿金属板间的中心线水平射入金属板间,恰好能匀速通过.求棒下滑的速率v和带电微粒的质量m。

(2)改变可变电阻的阻值为R2=4r,同样在导体棒沿导轨匀速下滑时,将该微粒沿原来的中心线水平射入金属板间,若微粒最后碰到金属板并被吸收。求微粒在金属板间运动的时间t。

正确答案

(1)棒匀速下滑,有                 ①(2分)

回路中的电流                  ②(2分)

将R=3r代入棒下滑的速率                  ③(2分)

金属板间的电压                   ④(1分) 

带电微粒在板间匀速运动,有                 ⑤(2分)           

联立解得带电微粒的质量                ⑥(2分)

(2)导体棒沿导轨匀速下滑,回路电流保持不变,金属板间的电压                 ⑦(2分)

电压增大使微粒射入后向上偏转,有           ⑧(2分)

联立解得微粒在金属板间运动的时间                 ⑩(2分)





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带电粒子在匀强电场中的运动法拉第电磁感应定律
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

25.如图所示,中心带孔的平行板电容器水平放置,板长L=0.4m,板间距离为d=0.6m,两板间电压U=6V,使板间产生匀强电场(电场只存在于两板间)。一带电微粒在正对小孔上方距小孔h=0.8m高处由静止释放,经t=0.55s从下极板小孔处穿出。(不计空气阻力,g=10m/s2)求:

(1)微粒进入上极板小孔时的速度及在两极板间运动的时间;

(2)若在两极板间再加一垂直纸面的匀强磁场,其他条件不变,微粒仍从原来位置由静止释放,为使微粒从两极板右侧偏出,求所加磁场的磁感应强度的方向及大小应满足的条件。

正确答案

(1)微粒进入电场前做自由落体运动。设进入电场前速度为υ,所用时间为,则

(2)未加磁场前,因为,所以微粒在进入电场后做匀速运动。

Eq=mg,而,所以

加磁场B后,微粒做匀速圆周运动,若微粒恰好从上极板右边缘偏出,则微粒做圆周运动的半径为,则轨道半径

,得

若微粒恰好从下极板右边缘偏出,半径为,则利用几何关系得:

,得


根据未加磁场前微粒做匀速运动可判断微粒带负电,再利用左手定则可判断磁感应强度方向垂直纸面向外。       

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带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在混合场中的运动
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