A.仅将偏转电场极性对调 B.仅增大偏转电极间的距离
C.仅增大偏转电极间的电压 D.仅减小偏转电极间的电压 【答案】C
【详解】设加速电场电压为U0,偏转电压为U,极板长度为L,间距为d,电子加速过程 中,由U0q=
mv02
2
,得v0=
2U0qm,电子进入极板后做类平抛运动,时间t=,a=,
Lv0UqdmvyULvy=at,tan θ== ,由此可判断C正确
v02U0d5.(2013·南充模拟)如图所示,A、B为一对中间开有小孔的平行金属板,相距一定距离,A板接地,现有一电子在t=0时刻在A板小孔中由静止开始向B板运动,不计重力及阻力影响,使电子一定能从B板小孔射出,则B板电势φB与时间t的变化规律是( )
【答案】选A、B.
【详解】图A中,B板电势一直比A板电势高,因此,电子一直向B板加速运动,一定能从B板小孔射出,A正确;由对称性可知,图B中电压加在板间,将使电子时而向B板加速,时而向B板减速,且一直向B板运动,一定能从B板小孔射出,B正确;图C、图D中电压加在板间,若板间距足够大,则电子将在两板间往复运动,若板间距较小,则有可能从B板小孔射出,故C、D均错误.
6.(2013·聊城模拟)板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时,两极板间的电势差为U1,板间场强为
1d2E1.现将电容器所带电荷量变为2Q,板间距变为,其他条件不变,这时两极板间电势差为U2,板间场强为
E2,下列说法正确的是 ( ) A.U2=U1,E2=E1 C.U2=U1,E2=2E1
B.U2=2U1,E2=4E1 D.U2=2U1,E2=2E1
21
【答案】选C.
C?【详解】由
?rSUE?4?kd可知,C2=2C1,又Q=C1U1,2Q=C2U2,故得U2=U1,又由d可得:E2=2E1,C正确.
7.(2013·杭州模拟)如图所示,长为L、倾角为θ的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中.一电荷量为+q,质量为m的小球,以初速度v0由斜面底端的M点沿斜面上滑,到达斜面顶端N的速度仍为v0,则( )
A.电场强度等于mg·tanθ/q B.电场强度等于mg·sinθ/q C.M、N两点的电势差为mgL/q
D.小球在N点的电势能大于在M点的电势能 【答案】选A
【详解】小球受到重力、电场力、支持力三个恒力作用,一定沿斜面匀速运动,必有mgsinθ=Eqcosθ,解
E?得:
mgtan?mgLsin??qq,A正确,B错误;UMN?EgLcos? ,C错误;因电场力对小球做正功,小
球的电势能减少,故小球在N点的电势能小于在M点的电势能,D错误. 8.(2013·茂名模拟)真空中的某装置如图所示,现有质子、氘核和α粒子都从O点由静止释放,经过相同加速电场和偏转电场,射出后都打在同一个与OO′垂直的荧光屏上,使荧光屏上出现亮点(已知质子、氘核和α粒子质量之比为1∶2∶4,电量之比为1∶1∶2,重力不计).下列说法中正确的是( ) .三种粒子在偏转电场中运动时间之比为2∶1∶1 B.三种粒子出偏转电场时的速度相同 C.在荧光屏上将只出现1个亮点
D.偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1∶2∶2 【答案】选C.
l12t?U1q?mv0v0可得:t∶v∶v∶v?2∶11∶,再由∶2∶2,错误;21t∶2t3?1【详解】由,得:010203U0l21U0ql2y??22dmv4dU1可知,三种粒子从偏转电场同一点射出,且速度方向相同,故一定打在屏上的0由
22
2U0qU1qv?(2U1?y)gmv2?U1q?0qgydm,因m不同,故三种粒子出d同一点,C正确;由2可得:
偏转电场的速度不相同,B错误;由偏转电场对三种粒子做的功为1∶2,D错误.
W电?U0gqgyd可知,W电1∶W电2∶W电3=1∶
9.(2013·济宁模拟)如图,A板的电势UA=0,B板的电势UB随时间的变化规律如图所示.电子只受电场力的作用,且初速度为零(设两板间距足够大),则( )
.若电子是在t=0时刻进入的,它将一直向B板运动
B.若电子是在t=0时刻进入的,它将时而向B板运动,时而向板运动,最后打在B板上 C.若电子是在t=T/8时刻进入的,它将时而向B板运动,时而向板运动,最后打在B板上 D.若电子是在t=T/4时刻进入的,它将时而向B板运动,时而向板运动 【答案】选A、C、D.
【详解】若电子在t=0时刻进入板间电场,电子将在一个周期内先做匀加速运动后做匀减速运动,以后沿
t?同一方向重复这种运动,直到碰到B板,故正确,B错误;若电子在
T4时刻进入,由对称性可知,电
t?子将在板间做往复运动,D正确;若电子在
T62TT8时刻进入板间,则电子在前8内向B板运动,后8内
向板运动,以后重复这种运动,直到碰到B板,故C正确.
10.(2013·泰州模拟)某空间内有高度为d、宽度足够宽、方向水平向左的匀强电场.当在该空间内建立如图所示的坐标系后,在x轴上的P点沿Y轴正方向连续射入质量和电荷量均相同、且带电性质也相同的带电粒子(粒子重力不计),由于粒子的入射速率v(v>0)不同,有的粒子将在电场中直接通过Y轴,有的将穿出电场后再通过Y轴.设粒子通过Y轴时,离坐标原点的距离为h,从P到Y轴所需的时间为t0,则( )
A由题中条件可以判断出粒子的带电性质 B.对h≤d的粒子,h越大,t0越大
C.对h≤d的粒子,在时间t0内,电场力对粒子做的功不相等
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D.对h≥d的粒子,h越大的粒子,电场力对粒子做的功越大 【答案】选A
【详解】因粒子重力不计,粒子沿竖直方向做匀速直线运动,沿水平方向,在电场中向左偏转,说明粒子带正
电,正确.对h≤d的粒子,由
xP?1Eq2t2m可知,粒子射入电场后到Y轴的时间t0均相同,电场力做功W电
=Eq·xP也相同,故B、C均错误;对h≥d的粒子,h越大的粒子,其初速度越大,在电场区域偏转的位移越小,电场力做功也越小,故D错误.
11.(2013·临沂模拟)(14分)如图所示,空间存在着电场强度为E=2.5×10 N/C、方向竖直向上的匀强电场,一长为L=0.5 m的绝缘细线,一端固定在O点,一端拴着质量m=0.5 kg、电荷量
q=4×10 C的小球.现将细线拉直到水平位置,使小球由静止释放,则小球能运动到最高点.不计阻力,取g=10 m/s,求: (1)小球的电性;
(2)细线在最高点受到的拉力;
(3)若小球刚好运动到最高点时细线断裂,则细线断裂后小球继续运动到与O点水平方向距离为细线的长度L时,小球距O点的高度.
【详解】(1)由小球运动到最高点可知,小球带正电.
(2分)
2
-2
2
(2)设小球运动到最高点时速度为v,对该过程由动能定理有
1qE?mgL?mv2??2
①(2分)
在最高点对小球由牛顿第二定律得
v2FT?mg?qE?mL
由①②式解得,FT=15 N
②(2分)
(1分)
(3)小球在细线断裂后,在竖直方向的加速度设为a,由牛顿第二定律得 qE-mg=ma
③(2分)
设小球在水平方向运动L的过程中,历时t,则L=vt ④(1分)
x?设竖直方向上的位移为x,则由①③④⑤解得,x=0.125 m
12at2
⑤(2分)
(1分) (1分)
24
小球距O点高度为x+L=0.625 m.
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