题目列表(包括答案和解析)
4. (2005江苏物理·17 ) 如图所示,M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板,S1、S2为板上正对的小孔,N板右侧有两个宽度均为d的匀强磁场区域,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于纸面向外和向里,磁场区域右侧有一个荧光屏,取屏上与S1、S2共线的O点为原点,向上为正方向建立x轴.M板左侧电子枪发射出的热电子经小孔S1进入两板间,电子的质量为m,电荷量为e,初速度可以忽略.
(1)当两板间电势差为U0时,求从小孔S2射出的电子的速度v0
(2)求两金属板间电势差U在什么范围内,电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上.
(3)若电子能够穿过磁场区域而打到荧光屏上,试在答题卡的图上定性地画出电子运动的轨迹.
(4)求电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电势差U的函数关系.
解析:(1)根据动能定理,得
由此可解得
(2)欲使电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上,应有
而由此即可解得
(3)电子穿过磁场区域而打到荧光屏上时运动的轨迹如下图所示
(4)若电子在磁场区域做圆周运动的轨道半径为r,穿过磁场区域打到荧光屏上的位置坐标为x,则由(3)中
的轨迹图可得注意到
和
所以,电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电势差U的函数关系为
(
≥
)
3. 2005·辽宁Ⅱ 39.(14分)一匀强电场,场强方向是水平的(如右图)。一个质量为m的带正电的小球,从O点出发,初速度的大小为v0,在电场力与重力的作用下,恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动。求小球运动到最高点时其电势能与在O点的电势能之差。
答案:mv
cos2
2. 答案: 25.(20分)
(1)设电容器C两析间的电压为U,电场强度大小为E,电子在极板间穿行时y方向上的加速度大小为a,穿过C的时间为t1,穿出时电子偏转的距离为y1,
①
② eE=ma ③
④
⑤
由以上各式得 ⑥
代入数据得 ⑦
由此可见,电子可通过C.
设电子从C穿出时,沿y方向的速度为v,穿出后到达屏S所经历的时间为t2,在此时间内电子在y方向移动的距离为y2,
vy=at1
⑧ ⑨ y2=v2t2
⑩
由以上有关各式得
代入数据得 y2=1.92×10-2m
由题意 y=y1+y2=2.4×10-2m
(2)略
2. (2005·理综全国1Ⅱ25).图1中B为电源,电动势V,内阻不计。固定电阻
,R2为光敏电阻。C为平行板电容器,虚线到两极板距离相等,极板长
,两极板的间距
。S为屏,与极板垂直,到极板的距离
。P为一圆盘,由形状相同、透光率不同的三个扇形a、b和c构成,它可绕
轴转动。当细光束通过扇形a、b、c照射光敏电阻R2时,R2的阻值分别为1 000Ω、2 000Ω、4 500Ω。有一细电子束沿图中虚线以速度
连续不断地射入C。已知电子电量
,电子,电子质量
。忽略细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力。假设照在R2上的光强发生变化时R2阻值立即有相应的改变。
(1)设圆盘不转动,细光束通过b照射到R2上,求电子到达屏S上时,它离O点的距
离y。(计算结果保留二位有效数字)。
(2)设转盘按图1中箭头方向匀速转动,
每3秒转一圈。取光束照在a、b分界
处时t=0,试在图2给出的坐标纸上,
画出电子到达屏S上时,它离O点的
距离y随时间t的变化图线(0-6 s间)。
要求在y轴上标出图线最高点与最低
点的值。(不要求写出计算过程,只按画出的图线评分。)
1.(2005·理综北京II 24).真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中,若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放,运动中小球的速度与竖直方向夹角为37°(取)。现将该小球从电场中某点以初速度
竖直向上抛出。求运动过程中:
(1)小球受到的电场力的大小及方向;
(2)小球从抛出点至最高点的电势能变化量;
(3)小球的最小动量的大小及方向。
答案:(1)根据题设条件,电场力大小
电场力的方向水平向右。
(2)小球沿竖直方向做匀减速运动,速度为
沿水平方向做初速度为0的匀加速运动,加速度为ax
小球上升到最高点的时间此过程小球沿电场方向位移
电场力做功W=
小球上升到最高点的过程中,电势能减少
(3)水平速度,竖直速度
小球的速度
由以上各式得出
解得当
此时·
,即与电场方向夹角为37°斜向上
小球动量的最小值为
最小动量的方向与电场方向夹角为37°,斜向上。
答案:(1)mg
水平向右 (2)
(3)
方向与电场力方向夹角为37°斜向上。
23.(05 全国Ⅱ17.)水平放置的平行板电容器与一电池相连。在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止平衡状态。现将电容器两板间的距离增大,则 ( D )
A.电容变大,质点向上运动 B.电容变大,质点向下运动
C.电容变小,质点保持静止 D.电容变小,质点向下运动
22.(05 全国Ⅱ21).图中a、b是两个点电荷,它们的电量分别为Q1、Q2,MN是ab连线的中垂线,P是中垂线上的一点。下列哪中情况能使P点场强方向指向MN的左侧 ( ACD )
A.Q1、Q2都是正电荷,且Q1<Q2
B.Q1是正电荷,Q2是负电荷,且Q1>|Q2|
C.Q1是负电荷,Q2是正电荷,且|Q1|<Q2
D.Q1、Q2都是负电荷,且|Q1|>|Q2|
21. ( 05天津物理18). 一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下。若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为 (
C )
A.动能减小 B.电势能增加
C.动能和电势能之和减小 D.重力势能和电势能之和增加
20.(05 上海物理12).在场强大小为E的匀强电场中,一质量为m、带电量为+q的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动,其加速度大小为0.8qE/m,物体运动s距离时速度变为零.则 ( ACD )
(A)物体克服电场力做功qEs (B)物体的电势能减少了0.8qEs
(C)物体的电势能增加了qEs (D)物体的动能减少了0.8qEs
19.(05 江苏理综21).关于电场,下列说法正确的是 ( C )
A.电场是假想的,并不是客观存在的物质 B.描述电场的电场线是客观存在的
C.电场对放人其中的电荷有力的作用 D.电场对放人其中的电荷没有力的作用
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