5、示,AB、CD為一圓的兩條直徑,且相互垂直,O點為圓心.空間存
在一未知靜電場,場強方向與圓周所在平面平行.現(xiàn)有一電子,在電場力作
用下(重力不計),先從A點運動到C點,動能減少了W;又從C點運
動到B點,動能增加了W,那么關(guān)于此空間存在的靜電場可能是( )
A.方向垂直于AB并由O指向C的勻強電場
B.方向垂直于AB并由C指向O的勻強電場
C.位于O點的正點電荷形成的電場
D.位于D點的正點電荷形成的電場
8.如圖所示,平行金屬板內(nèi)有一勻強電場,一個電量為、質(zhì)量為的帶電粒子(不計重力)
以從A點水平射入電場,且剛好以速度從B點射出.則 ( )
①若該粒子
6、以速度從B點射入,則它剛好以速度從A點射出
②若將的反粒子以從B點射入,它將剛好以速度從A點射出
③若將的反粒子以從B點射入,它將剛好以速度從A點射出
④若該粒子以從B點射入電場,它將從A點射出
A.只有①③正確 B.只有②④正確
C.只有①②正確 D.只有③④正確
9.如圖所示,a、b兩個帶電小球,質(zhì)量分別為、,用絕緣細(xì)線懸掛,兩球靜止時,它們距水平地面的高度均為h(h足夠大),繩與豎直方向的夾角分別為和(),若剪斷細(xì)線Oc,空氣阻力不計,兩球電量不變,重力加速度取g,則 ( )
A.a(chǎn)球先落地,b球后落地
B.落地時,a、b水平速
7、度相等,且向右
C.整個運動過程中,a、b系統(tǒng)的電勢能增加
D.落地時,a、b兩球的動能和為
10.如圖所示,有三個質(zhì)量相等、分別帶正電、負(fù)電和不帶電的粒子從兩水平放置的金屬板左側(cè)中央以相同的水平初速度先后射入電場中,最后分別打在正極板的C、B、A處,則( )
A.三種粒子在電場中運動時間相同
B.三種粒子在電場中的加速度為
C.三種粒子到達(dá)正極板時動能
D.落在C處的粒子帶正電,落在B處的粒子不帶電,落在A處的粒子帶負(fù)電
11.(14分)有一個點電荷Q的電場中,Ox坐標(biāo)軸與它的一條電場線重合,坐標(biāo)軸上A、B兩點的坐標(biāo)分別為2.0m和5.0m.已知放在A、B兩點
8、的試探電荷受到的電場力方向都跟x軸的正方向相同,電場力的大小跟試探電荷所帶電荷量大小的關(guān)系如圖中直線A、B所示,放在A點的電荷帶正電,放在B點的電荷帶負(fù)電.求:
(1)B點的電場強度的大小和方向;
(2)試判斷點電荷Q的電性,并確定點電荷Q的位置坐標(biāo).
12.(14分)如圖所示(a),一條長為3L的絕緣絲線穿過兩個質(zhì)量都是m的小金屬環(huán)A和B,將絲線的兩端共同系于天花板上的O點,使金屬環(huán)帶電后,便因排斥而使絲線構(gòu)成一個等邊三角形,此時兩環(huán)恰處于同一水平線上,若不計環(huán)與線間的摩擦,求金屬環(huán)所帶電量是多少?某同學(xué)在解答這道題時的過程如下:
設(shè)電量為q,小環(huán)
9、受到三個力的作用,拉力T、重力mg和庫侖力F,受力分析如圖b,由受力平衡知識得,=mgtan30°,.
你認(rèn)為他的解答是否正確?如果不正確,請給出你的解答?
13.(14分)如圖所示,空間存在著強度E=2.5×102N/C方向豎直向上的勻強電場,在電場內(nèi)一長為L=0.5m的絕緣細(xì)線,一端固定在O點,一端拴著質(zhì)量m=0.5kg、電荷量q=4×10-2C的小球.現(xiàn)將細(xì)線拉直到水平位置,使小球由靜止釋放,當(dāng)小球運動最高點時細(xì)線受到的拉力恰好達(dá)到它能承受的最大值而斷裂.取g=10m/s2.求:
(1)小球的電性;
(2)細(xì)線能承受的最大拉力;
(
10、3)當(dāng)小球繼續(xù)運動后與O點水平方向距離為L時,小球距O點的高度.
14.(16分)如圖所示,一個帶電量為的油滴,從O點以速度射入勻強電場中,的方
向與電場方向成角.已知油滴的質(zhì)量為,測得油滴到達(dá)運動軌跡的最高點時,它的速
度大小又為.求:
(1)最高點的位置可能在O點上方的哪一側(cè)?
(2)最高點處(設(shè)為N)與O點的電勢差.
(3)電場強度.
15.(16分)如圖所示,在水平向左的勻強電場中,一帶電小球用絕緣輕繩(不伸縮)懸于O點,平衡時小球位于A點,此時繩于豎直方向的夾角θ=53°,繩長
11、為L,B、C、D到O點的距離為L,BD水平,OC豎直.
(1)將小球移到B點,給小球一豎直向下的初速度vB,小球到達(dá)懸點正下方時繩中拉力恰等于小球重力,求vB.
(2)當(dāng)小球移到D點后,讓小球由靜止自由釋放,求:小球經(jīng)懸點O正下方時的速率.(計算結(jié)果可保留根號,取sin53°=0.8)
16.(16分)如圖所示為一真空示波管,電子從燈絲K發(fā)出(初速度不計),經(jīng)燈絲與A板間的加速電壓U1加速,從A板中心孔沿中心線KO射出,然后進(jìn)入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中(偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強電場),電子進(jìn)入M、N間電場時的速度與電場方向垂直,電子經(jīng)
12、過電場后打在熒光屏上的P點。已知加速電壓為U1,M、N兩板間的電壓為U2,兩板間的距離為d,板長為L1,板右端到熒光屏的距離為L2,電子的質(zhì)量為m,電荷量為e。求:
d
U1
L1
L2
P
M
N
O
K
A
(1)電子穿過A板時的速度大??;
(2)電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的側(cè)移量;
(3)P點到O點的距離。
基礎(chǔ)過關(guān)作業(yè)參考答案
1.答案:B 根據(jù)電場線疏密判斷E的大小,密的地方場強大,有EA>EB;根據(jù)沿電場線方向電勢降低,有>.
2.答案:A 由點電荷的電場分布特點可知,距離點電荷越近,場強越大,因此該點電荷必然處于A點右側(cè).但點電荷帶電性質(zhì)不
13、確定,因此場強的方向不確定.
3.答案:BD 由電場的疊加,AB中垂線中由C向上場強為先增后減,故電荷C所受電場力向上且先增后減,所以C的加速度先增后減,但速度始終增大,可知BD正確.
4.答案:C 靜電屏蔽作用,人體相當(dāng)于一個等勢體.
5.答案:BC 注意兩種情況的區(qū)別,電鍵K始終閉合,則電容器兩板間的電壓保持不變,閉合后再斷開則電量保持不變,然后再根據(jù)平行板電容器電容、電勢差和電量的關(guān)系及勻強電場中場強和距離的關(guān)系即可.
6.答案:B 由于庫侖力變化,因此質(zhì)子向b不是做加速運動,A錯誤;由于a、b之間的電勢差恒定,根據(jù)動能定理得,可得,則知粒子從a點由靜止釋
14、放后運動到b點的速率為,B正確;當(dāng)電子以O(shè)a為半徑繞O做勻速圓周運動時,根據(jù),可得,則知電子以O(shè)b為半徑繞O做勻速圓周運動時的線速度為,C、D錯誤.
7.答案:AD 減小的動能轉(zhuǎn)化為電子的電勢能,由A到C減小的動能與由C到B增加的動能相等,所以場強方向由O指向C,A和B的電勢相等,形成電場的正電荷應(yīng)位于D點.
8.答案:A 根據(jù)帶電粒子在電場中水平方向上勻速和豎直方向上勻加速即可推出A正確.
9.答案:D 剪斷細(xì)線Oc后,a、b作為一個系統(tǒng)在水平方向只受內(nèi)力(庫侖力、繩子拉伸后的拉力)作用,外力無沖量故其水平方向上動量恒為零.在豎直方向上,二者同時在重力作用下做初速度為零的
15、勻加速運動,同時落地機(jī)械能守恒,故落地時,ab兩球的動能和為.在運動過程中,電場力做正功,因此其系統(tǒng)電勢能減小.
10.答案:BD 粒子在水平方向上做勻速直線運動,因初速度相同,故水平位移大的時間長,因,故,A錯.粒子在豎直方向上做勻加速直線運動,有,因為位移相同,所以運動時間長的粒子加速度小,即,故B正確.粒子到達(dá)正極板的動能為,而,所以有,C錯誤.由可以判斷A帶負(fù)電,B不帶電,C帶正電,D正確.
11.解析:(1)由圖可得B點電場強度的大小N/C.(2分)
因B點的試探電荷帶負(fù)電,而受力指向x軸的正方向,故B點場強的方向沿x軸的負(fù)方向. (2分)
(2)因A點的正電荷受力和B點
16、的負(fù)電荷受力均指向x軸的正方向,
故點電荷Q位于A、B兩點之間,帶負(fù)電. (2分)
設(shè)點電荷Q的坐標(biāo)為x,則,(4分)
由圖可得N/C,解得x=2.6m. (4分)
12.解析:他的解答是錯誤的. (5分)
小環(huán)是穿在絲線上,作用于小環(huán)上的兩個拉力大小相等,方向不同.小環(huán)受四個力,如圖所示.
豎直方向 Tsin60°=mg ① (3分)
水平方向 Tcos60°+T= ② (3分)
由①②聯(lián)立得 (3分)
13.解析:(1)由小球運動到最高點可知,小球帶正電(2分)
(2)設(shè)小球運動到最高點時速度為v,對該過程由動能定理有,
①(
17、2分)
在最高點對小球由牛頓第二定律得,②(2分)
由①②式解得,T=15N(1分)
(3)小球在細(xì)線斷裂后,在豎直方向的加速度設(shè)為a,則③(2分)
設(shè)小球在水平方向運動L的過程中,歷時t,則④(1分)
設(shè)豎直方向上的位移為s,則⑤(1分)
由①③④⑤解得,s=0.125m(2分)
∴小球距O點高度為s+L=0.625m. (1分)
14.解析:(1)因油滴到達(dá)最高點時速度大小為,方向水平,對O→N過程用動能定理有,(2分)
所以電場力一定做正功,油滴帶負(fù)電,則最高位置一定在O點的左上方. (3分)
(2)由(1)的分析可知,在豎直方向上油滴做初速為的豎直上拋運動,則有,(
18、3分)
即.(2分)
(3)油滴由O→N的運動時間,(2分)
則在水平方向上由動量定理得,(2分)
即.(2分)
15.解析:(1)小球由B點運動到C點過程,由動能定理有,
,(2分)
在C點,設(shè)繩中張力為FC,則有(2分)
因FC=mg,故vC=0(2分)
又由小球能平衡于A點得,(2分)
(2分)
(2)小球由D點靜止釋放后將沿與豎直方向夾θ=53°的方向作勻加速直線運動,直至運動到O點正下方的P點,OP距離h=Lcot53°=(2分)
在此過程中,繩中張力始終為零,故此過程的加速度a和位移s分別為:
,.(2分)
∴小球到達(dá)懸點正下方時的速率為.(2分)
1
19、6.解析:(1)設(shè)電子經(jīng)電壓U1加速后的速度為v0,根據(jù)動能定理得:
e U1=………(2分) 解得:………(2分)
(2)電子以速度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后,垂直于電場方向作勻速直線運動,沿電場方向作初速度為零的勻加速直線運動。設(shè)偏轉(zhuǎn)電場的電場強度為E,電子在偏轉(zhuǎn)電場運動的時間為t1,電子的加速度為a,離開偏轉(zhuǎn)電場時相對于原運動方向的側(cè)移量為y1,根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式得:
U1
L1
L2
d
P
M
N
O
K
A
y2
y1
F=eE, E= , F=ma, a =……(3分)
t1=, y1=,解得: y1=……(3分)
(3)設(shè)電子離開偏轉(zhuǎn)電場時沿電場方向的速度為vy,根據(jù)運動學(xué)公式得:vy=at1=(2分)
電子離開偏轉(zhuǎn)電場后作勻速直線運動,設(shè)電子離開偏轉(zhuǎn)電場后打在熒光屏上所用的時間為t2,電子打到熒光屏上的側(cè)移量為y2,如圖所示
t2=, y2= vyt2 解得:y2=……………………(2分)
P到O點的距離為 y=y1+y2=……………………(2分)