時(shí)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(參考版)
2025-05-19 09:30本頁面
【正文】 另一帶電小球 B穿在桿上可自由滑動(dòng) ,電荷 量 q=+ 106 C,質(zhì)量 m= 102 B從桿的上 端 N靜止釋放 ,小球 B開始運(yùn)動(dòng) .(靜電力常量 k= 109 N若E1=E2,d1d2,v1=v2,上方微粒的比荷較大 ,若 E1=E2,d1d2,v1v2,上方微粒的比荷較大 ,若 E1=E2,d1d2,v1v2,可能上方微粒的比荷較大 ,也可能下方微粒的比荷較大 ,D錯(cuò)誤 . 答案 BC 21112qEmd122112 Ex vdEq ? 18所示 ,一根長(zhǎng) L= m的光滑絕緣細(xì)直桿 MN,豎直固定 在場(chǎng)強(qiáng)為 E= 105 N/C、與水平方向成 θ =30176。在垂直于電場(chǎng)方向 ,帶電微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng) ,x=vt,由題圖可知 ,兩帶電微粒的 x相同 ,若兩微粒初速度相同 ,到達(dá)金屬網(wǎng)所用的時(shí)間相同 ,B正確 。如果兩板間距離不夠大 ,則電子在第一次向右運(yùn)動(dòng)過程中就有可能打在右極板上 . 從 t=3T/8時(shí)刻釋放電子 ,如果兩板間距離不夠大 ,電子將在第一次向右運(yùn)動(dòng)過程中就打在右極板上 。由動(dòng)能定理有 :qEx= mvN2 mv020,D正確 . 答案 D 2121 16甲所示 ,兩平行金屬板豎直放置 ,左極板接地 ,中間有 小孔 ,右極板電勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示 ,電子原來靜 止在左極板小孔處 (不計(jì)電子的重力 ).下列說法正確的是 ( ) 圖 16 t=0時(shí)刻釋放電子 ,電子始終向右運(yùn)動(dòng) ,直到打到右極板上 t=0時(shí)刻釋放電子 ,電子可能在兩板間振動(dòng) t=T/4時(shí)刻釋放電子 ,電子可能在兩板間振動(dòng) ,也可能打 t=3T/8時(shí)刻釋放電子 ,電子必將打到左極板上 解析 從 t=0時(shí)刻釋放電子 ,如果兩板間距離足夠大 ,電子將向右先勻加速 T/2,接著勻減速 T/2,速度減小到零后 ,又開始向右勻加速 T/2,接著勻減速 T/2… 直到打在右極板上 .電子不可能向左運(yùn)動(dòng) 。x方向的分運(yùn)動(dòng)先是 x方向的加速運(yùn)動(dòng) ,接著是 x方向的減速運(yùn)動(dòng) ,又+x方向的加速運(yùn)動(dòng) ,再 +x方向的減速運(yùn)動(dòng) …… 如此反復(fù) .故電子運(yùn)動(dòng)的軌跡如下圖所示 . (4分 ) (1)設(shè)電子從射入到第一次與 y軸相交所用時(shí)間為 t,則 (2分 ) 解得 (1分 ) 221 tmeEd ?eEmdt 2?所以 ,電子在 x方向分運(yùn)動(dòng)的周期為 (2分 ) (2)在豎直方向上 y=v0t= (2分 ) 電子運(yùn)動(dòng)的軌跡與 y軸的各個(gè)交點(diǎn)中 ,任意兩個(gè)相鄰交點(diǎn)之間的距離 l為 l=2y= (3分 ) 答案 eEmdtT 244 ??eEmdv 20eEmdv 220eEmdveEmd 22)2(24)1(0素能提升 15所示 ,在 xOy豎直平面內(nèi)存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng) . 有一帶正電的小球自坐標(biāo)原點(diǎn)沿著 y軸正方向以初速度 v0拋 出 ,運(yùn)動(dòng)軌跡最高點(diǎn)為 M,與 x軸交點(diǎn)為 N,不計(jì)空氣阻力 ,則小 球 ( ) 圖 15 O到 M M點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為零 N點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大于 mv02 21解析 帶正電的小球自坐標(biāo)原點(diǎn)沿著 y軸正方向以初速度 v0拋出后受到恒定的合力作用做勻變速運(yùn)動(dòng) ,在運(yùn)動(dòng)開始的一段時(shí)間內(nèi)合力與速度的夾角為鈍角 ,速度減小 ,A、 B都錯(cuò) 。m 2/C2) 圖 13 (1)求粒子穿過界面 MN時(shí)偏離中心線 OR的距離多遠(yuǎn) ? (2)試在圖上粗略畫出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡 . (3)確定點(diǎn)電荷 Q的電性并求其電量的大小 . 解析 (1)設(shè)粒子從電場(chǎng)中飛出的側(cè)向位移為 h,穿過界面 PS時(shí)偏離中心線 OR的距離為 Y,則側(cè)向位移 ① (2)第一段是拋物線 ,第二段必須是直線 ,第三段是圓弧 ,軌跡如下圖所示 . ② 102 2 22 0 601 1 0 3 0 0 0 . 0 8( ) ( ) m 0 . 0 3 m 3 c m22 2 1 0 0 . 0 8 2 1 0q U Lh a tm d v???? ? ? ? ? ?? ? ?(3)帶負(fù)電 ,帶電粒子在離開電場(chǎng)后將做勻速直線運(yùn)動(dòng) ,由相似三角形知識(shí)得 : 得 Y=4h=12 cm ③ 設(shè)帶電粒子從電場(chǎng)中飛出時(shí)沿電場(chǎng)方向的速度為 vy,則水平方向速度 vx=v0=2 106 m/s ④ 電場(chǎng)方向速度 vy=at= = 106 m/s ⑤ 粒子從電場(chǎng)中飛出時(shí)速度 v= = 106 m/s ⑥ 設(shè)粒子從電場(chǎng)中飛出時(shí)的速度方向與水平方向的夾角為 θ ,則 ⑦ 1244??Yh0mdvqUL220 yvv ??37,43t a n ??? ??xyvv因?yàn)閹щ娏Ｗ哟┻^界面 PS最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏 bc上 ,所以該帶電粒子在穿過界面 PS后將繞點(diǎn)電荷 Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng) ,其半徑與速度方向垂直 ,勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑 ,r= = m ⑧ 由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知 ⑨ 代入數(shù)據(jù)解得 Q= 108 C
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