参考答案
1.解析 电场力的方向指向轨迹的凹侧且沿与电场线相切的方向,因此粒子从A运动到B的过程中电场力方向与速度方向的夹角大于90°,粒子做减速运动,电场力越来越小,加速度越来越小,故B项正确。
答案 B
2.解析 越靠近两电荷的地方场强越大,两等量异种点电荷连线的中点处场强最小,但不是零,B、D错误;两电荷的电荷量大小相等,场强大小关于中点对称分布,A正确,C错误。
答案 A
3.解析 根据交变电压的变化规律,作出电子的加速度a、速度v随时间变化的图线,如图甲、乙。从图中可知,电子在第一个内做匀加速运动,第二个内做匀减速运动,在
44这半周期内,因初始B板电势比A板电势高,所以电子向B板运动,加速度大小为。在第三个内电子做匀加速运动,第四个内做匀减速运动,但在这半周期内运动方向与前半周
44期相反,向A板运动,加速度大小为。所以电子在交变电场中将以t=时刻所在位置为
md4平衡位置做周期性往复运动,综上分析选项D正确。
TTeUmdTTeUT
答案 D
4.解析 在0~t1时间内,电场力小于最大静摩擦力,物块静止,静摩擦力与电场力大小相等,即Ff=qE=q,随电压增大,摩擦力增大,但是正电荷所受电场力与电场同向,均向右,所以摩擦力方向水平向左,选项A正确;在t1~t3时间内,电场力大于最大静摩擦力,物块一直加速运动,摩擦力为滑动摩擦力,由于正压力即是物块的重力,所以摩擦力不变,选项B错误;t3到t4阶段,电场力小于摩擦力,但物块仍在运动且为减速运动,故
Udt3时刻速度最大,选项C正确,D错误。
答案 AC
5.解析 设AC=CD=DB=r,则EC=k4Qr2
-kQ15kQ2=2,方向水平向右。ED=(2r)4r5
k4QQ2-k2=0,则负电荷由C到D所受电场力始终向左。第一种情况,该负电荷做减速(2r)r运动,且加速度逐渐减小,直到电荷以一定速度通过D点,故B正确;第二种情况,电荷向右减速,在到达D点之前反向运动,因此,由C→D电荷先减速后加速,加速度先减小后增大,故C正确。本题正确答案为B、C。
答案 BC
6.解析 (1)小物块静止在斜面上,受重力、电场力和斜面支持力(如图所示),则
FNsin 37°=qE① FNcos 37°=mg②
3mg由①②可得E=。
4q1
(2)若电场强度减小为原来的,则
2
E′=
3mg, 8qmgsin 37°-qE′cos 37°=ma,
可得a=0.3g。
(3)电场强度变化后小物块下滑距离L时,重力做正功,电场力做负功,由动能定理得:
mgLsin 37°-qE′Lcos 37°=Ek-0
可得Ek=0.3mgL
3mg答案 (1) (2)0.3g (3)0.3mgL
4q7.解析 粒子在电场中的运动情况比较复杂,可借助于v-t图象分析运动的过程,如图所示为一个周期的v-t图象,以后粒子将重复这种运动。
(1)在0~时间内,粒子加速向A运动;当t=时,粒子速度第一次达到最大,根据牛
33
6
TT顿第二定律可知,粒子运动的加速度为a==FqU0
, mmd设粒子的最大速度为vm,此时位移为x,则
x=at2=·
1212qU0T2
·()=0.04 m, md3
qU0T5
vm=at==2.4×10 m/s。
3md2TT(2)粒子在一个周期的前时间内,先加速后减速向A板运动,位移为xA;在后时间
33内,先加速后减速向B运动,位移为xB,以后的每个周期将重复上述运动,由于粒子加速
qU0T2
和减速运动中的加速度大小相等,即有xA=2x=0.08 m,xB=2×=0.02 m。所以粒
2md×36
子在一个周期内的位移x′=xA-xB=0.06 m。显然,第2个周期末粒子距A板的距离为L=d-2x′=0.03<0.04 m,表明粒子将在第3个周期内的前时间内到达A板,设粒子到达
3
TA板的速度为v,则由v2=2aL,有v2=
5
2qU0L5
,解得v=2.1×10 m/s。
md答案 (1)0.04 m 2.4×10 m/s (2)2.1×10 m/s 8.解析 (1)设A球出电场的最大位移为x,由动能定理得 2qEL-qEL-3qEx=0 解得x=
3
5
LL7
则小车向右运动的最大距离为xA=2L+=L
33B球从刚进入电场到小车速度第一次为零时的位移为 xB=L-L=L
4
则B球电势能的变化量为ΔEp=-W=3qE·L=4qEL。
3(2)设B球刚进入电场时小车速度为v1,由动能定理得 12
2qEL=mv1
2解得v1=2
73
43
qEL mm2qE取向右为正方向,B球进入电场前,小车加速度为a1= 运动时间t1==v1a1mL qEB球进入电场后,A球离开电场前,小车加速度为
7
aqE2=-m 由运动学规律有v12
1t2+2a2t2=L
解得运动时间tmL2=(2-2)qE (tmL2=(2+2)qE舍去 ) 则A球从开始运动到刚离开电场所用总时间
t=tmL1+t2=(3-2)
qE。 答案 (1)7
mL3
L 4qEL (2)(3-2)
qE 8
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