电场24.如图所示,某同学在研究电子在电场中的运动时,得到了电子由a点运动到b点的轨迹(图中实线所示),图中未标明方向的一组虚线可能是电场线,也可能是等势面,则下列说法正确的判断是。
a.如果图中虚线是电场线,电子在a点动能较小。
b.如果图中虚线是等势面,电子在b点动能较小。
c.不论图中虚线是电场线还是等势面,a点的场。
强都大于b点的场强。
d.不论图中虚线是电场线还是等势面,a点的电。
势都高于b点的电势。
5.如图所示,粗糙程度均匀的绝缘斜面下方o点处有一正点电荷,带负电的小物体以初速度v1从m点沿斜面上滑,到达n点时速度为零,然后下滑回到m点,此时速度为v2(v2<v1)。若小物体电荷量保持不变,om=on,则。
a.小物体上升的最大高度为。
b.从n到m的过程中,小物体的电势能逐渐减小。
c.从m到n的过程中,电场力对小物体先做负功后做正功
d.从n到m的过程中,小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小。
6.空间存在匀强电场,有一电荷量、质量的粒子从点以速率射入电场,运动到点时速率为。现有另一电荷量、质量的粒子以速率仍从点射入该电场,运动到点时速率为。若忽略重力的影响,则。
a.在、、三点中,点电势最高 b.在、、三点中,点电势最高。
c.间的电势差比间的电势差大 d.间的电势差比间的电势差小。
7.带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用,能分别完成以下两种运动:①在电场线上运动,②在等势面上做匀速圆周运动。该电场可能由( )
a.一个带正电的点电荷形成b.一个带负电的点电荷形成。
c.两个分立的带等量负电的点电荷形成 d.一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成。
8.一点电荷仅受电场力作用,由a点无初速释放,先后经过电场中的b点和c点。点电荷在a、b、c三点的电势能分别用ea、eb、ec表示,则ea、eb和ec间的关系可能是。
a.ea>eb>ec b.ea<eb<ec c.ea<ec<eb d.ea>ec>eb
9.在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点。其中a、b两点的电势相等,电场强度相同的是( )
a.甲图:与点电荷等距的a、b两点。
b.乙图:两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点。
c.丙图:点电荷与带电平板形成的电场中平板上表面的a、b两点。
d.丁图:匀强电场中的a、b两点。
10.如图所示,在电场中,一个负电荷从c点分别沿直线移到a点和b点,在这两个过程中,均需克服电场力做功,且做功的值相同,有可能满足这种做功情况的电场是( )
正y方向的匀强电场②正x方向的匀强电场。
在第ⅰ象限内有负点电荷 ④在第ⅳ象限内有负点电荷。
a.①③b.①②c.③④d.②③
11.在光滑的绝缘水平面上,有一个正方形的abcd,顶点a、c处分别固定一个正点电荷,电荷量相等,如图所示。若将一个带负电的粒子置于b点,自由释放,粒子将沿着对角线bd往复运动。
粒子从b点运动到d点的过程中( )
a. 先作匀加速运动,后作匀减速运动。
b. 先从高电势到低电势,后从低电势到高电势。
c. 电势能与机械能之和先增大,后减小 d. 电势能先减小,后增大。
12.如图所示,平行板电容器与电动势为e的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地。一带电油滴位于容器中的p点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离( )
a.带点油滴将沿竖直方向向上运动
点的电势将降低。
c.带点油滴的电势将减少。
d.若电容器的电容减小,则极板带电量将增大。
13.所示,两个平行金属板p、q正对竖直放置,两板间加上如图6(乙)所示的交变电压。t=0时,q板比p板电势高u0,在两板的正**m点有一电子在电场力作用下由静止开始运动(电子所受重力可忽略不计),已知电子在0~4t0时间内未与两板相碰。
则电子速度方向向左且速度大小逐渐增大的时间是( )
a. 0 c. 2t0 14.
有三个质量分别为5m、3m、2m的小球a、b、c,其中b球带正电q,其余两球不带电,用足够长的不会伸长的绝缘线连接,均置于竖直向下的匀强电场中,场强大小为e,如图所示,释放a球,让三球由静止落下,下落一小段时间(球不相碰),此时三球的加速度大小分别为:aa___ab___ac___此时a、b间线的张力f
15.真空中有一束电子流,以一定速度v沿与场强垂直的方向从o点射入匀强电场,如图所示,以o为坐标原点,取x轴垂直于电场方向,y轴平行电场方向,在x轴上取oa = ab = bc,分别由a、b、c点做y轴的平行线交电子流轨迹于m、n、p点,电子流在这些点沿x轴方向的分速度之比是vmx:vnx:
vpx沿y轴方向的分速度之比vmy :vny :vpy
16.一根长为l的丝线吊着一质量为m的带电量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成37o角,现突然将该电场方向变为向下且大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响,(重力加速度为g),求:
(1)匀强电场的电场强度的大小;
(2)求小球经过最低点时丝线的拉力。
17.如图,水平放置的两平行金属板,板长l0=10cm,两极板间距d=2cm,一束电子以v0=4×107m/s的初速度从两板**水平射入板间,然后从板间飞出射到距离板l=45cm,宽d=20cm的荧光屏上(不计重力,荧光屏中点在两板间的**线上,电子质量为0.91×10-30kg,电荷量e=1.
6×10-19c)。求:
1)若电子飞入两板前,是从静止开始经历了加速电场的加速,则该电场的电压为多大?
2)为了使带电粒子能射中荧光屏所有的位置,两板间所加的电压应取什么范围?
18.如图所示,在空间中取直角坐标系oxy,在第一象限内平行于y轴的虚线mn与y轴距离为d,从y轴到mn之间的区域充满一个沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为e。初速度可以忽略的电子经过另一个电势差为u的电场加速后,从y轴上的a点以平行于x轴的方向射入第一象限区域,a点坐标为(0,h)。
已知电子的电量为e,质量为m,加速电场的电势差u>,电子的重力忽略不计,求:
1)电子从a点进入电场到离开该电场区域所经历的时间t和离开电场区域时的速度v;
2)电子经过x轴时离坐标原点o的距离l。
电场25. ad 6. ad 7. a 11. d 12. b 13. c
17. (1)设加速电场的电压为u1,电子电荷量为e。由电场力做功和动能定理,可得:
u1e= mv02/23分)
u1=4.55×103v; (3分)
2)设电子飞出偏转电场时速度为v1,和水平方向的夹角为θ,偏转电压为u2,偏转位移为y,则:
y=at2/2=u2el2/2dmv022分)
tanθ=vy /v0=u2el/dmv02=2y/l (2分)
所以,电子从偏转电场射出时,不论偏转电压u2多大,电子都好像从偏转电场的中心o射出,出电场后匀速直线运动恰好打在荧光屏的边缘上,则:
tanθ=(d/2)/(l+l/2)=d/(2l+l2分)
电压u2=ddmv02/el(2l+l)=364v2分)
故所加电压范围为 -364v~+364v2分)
18. 解析:
1)由 eu=mv02 得电子进入偏转电场区域的初速度v0=
设电子从mn离开,则电子从a点进入到离开匀强电场区域的时间t==d;
y=at2=
因为加速电场的电势差u>, 说明y<h,说明以上假设正确。
所以vy=at= d =
离开时的速度v==
2)设电子离开电场后经过时间t’到达x轴,在x轴方向上的位移为x’,则。
x’=v0t’ ,y’=h-y=h-t=vyt’
则 l=d+x’= d+v0t’= d+v0(-)d+h-=+h
代入解得 l=+
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