高中物理二輪復(fù)習(xí)-專題11-帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)-訓(xùn)練

專題11帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1．在一個(gè)水平面上，建立x軸，在過(guò)原點(diǎn)O垂直于x軸的平面右側(cè)空間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E＝6×105N/C，方向與x軸正方向相同，在O處放一個(gè)帶電荷量q＝－5×10－8C、質(zhì)量m＝10g的絕緣物塊，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，沿x軸正方向給物塊一個(gè)初速度v0＝2m/s，如圖所示，求：（g取10m/s2）（1）物塊再次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)速度大??；（2）物塊停止時(shí)距O點(diǎn)的距離。【答案】（1）m/s；（2）2．如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中的點(diǎn)，有一個(gè)質(zhì)量為、帶電荷量為的油滴以速度豎直向上運(yùn)動(dòng)。已知當(dāng)油滴經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，速度大小為。求：場(chǎng)強(qiáng)的大小。（重力加速度為）【答案】3．如圖所示，一帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角為37°的光滑斜面上，當(dāng)整個(gè)裝置被置于一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，小物塊恰好靜止。重力加速度取g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：（1）水平向右電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小；（2）若將電場(chǎng)強(qiáng)度減小為原來(lái)的，小物塊的加速度是多大；（3）電場(chǎng)強(qiáng)度變化后小物塊下滑距離L時(shí)的動(dòng)能。【答案】（1）；（2）0.3g；（3）0.3mgL4．如圖所示，AB為水平絕緣粗糙軌道，動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.25，AB距離為5m；BC為半徑r＝1m的豎直光滑絕緣半圓軌道；BC的右側(cè)存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝250N/C．一質(zhì)量m＝1kg，電量q＝1.2×10-2C的帶負(fù)電小球，在功率P恒為20W的水平向右拉力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，到B點(diǎn)時(shí)撤去拉力。已知到達(dá)B點(diǎn)之前已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng)（g＝10m/s2），求：（1）小球勻速運(yùn)動(dòng)的速度大?。唬?）小球從A運(yùn)動(dòng)到B所用的時(shí)間；（3）請(qǐng)計(jì)算分析小球是否可以到達(dá)C點(diǎn)?！敬鸢浮浚?）8m/s；（2）；（3）不能5．利用電場(chǎng)來(lái)加速和控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)設(shè)備中有廣泛的應(yīng)用。如圖所示，M、N為豎直放置的平行金屬板，、為板上正對(duì)的小孔，M、N兩板間所加電壓為。金屬板P和Q水平放置在N板右側(cè)，并關(guān)于小孔、所在直線對(duì)稱，P、Q兩板間加有恒定的偏轉(zhuǎn)電壓，P、Q金屬板長(zhǎng)、板間距，兩板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)?，F(xiàn)使一電子從處?kù)o止進(jìn)入加速電場(chǎng)，最后從P、Q兩金屬板右側(cè)射出。已知電子質(zhì)量，電荷量，兩極板間電場(chǎng)的邊緣效應(yīng)及電子所受的重力均可忽略不計(jì)。求：（1）電子加速后到達(dá)時(shí)的速度的大??；（2）電子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)沿偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)方向偏移的距離y的大??；（3）電子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度v的大小。（結(jié)果可以根號(hào)表示）【答案】（1）；（2）；（3）6．一個(gè)初速度為零的電子在經(jīng)的電壓加速后，垂直平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)從距兩極板等距處射入，如圖所示，若兩板間距，板長(zhǎng)，兩板間的電壓；已知電子的帶電量為，質(zhì)量，不計(jì)重力，求：（1）電子經(jīng)加速電壓加速后以多大的速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)；（2）電子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)沿垂直于板面方向偏移的距離y；（3）電子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后經(jīng)過(guò)下極板所在平面上的P點(diǎn)，如圖所示，則P點(diǎn)到下極板右端的距離x?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）7．如圖所示，半徑R=1m的絕緣光滑圓弧軌道豎直放置，在A點(diǎn)右側(cè)空間存在水平向右大小為E=1×105N/C的電場(chǎng)，質(zhì)量為m=0.4kg、帶電荷量為q=+3×10-5C的小球從O1點(diǎn)以4m/s初速度做平拋運(yùn)動(dòng)，恰好與圓弧軌道A點(diǎn)相切進(jìn)入，已知A與圓心連線與豎直方向夾角θ=37°。不考慮邊緣電場(chǎng)的影響，不計(jì)空氣阻力，試回答以下問(wèn)題（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度取g=10m/s2）（1）求小球拋出點(diǎn)位置相對(duì)A點(diǎn)的水平距離；（2）求小球在圓弧軌道上運(yùn)動(dòng)的最大速度，及此時(shí)小球?qū)壍赖膲毫Α！敬鸢浮浚?）1.2m；（2），22.2N8．有一種電子儀器叫作示波器，可以用來(lái)觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的情況。示波器的核心部件是示波管，圖甲是它的原理圖。在偏轉(zhuǎn)電極YY′上加上圖乙所示的掃描電壓，偏轉(zhuǎn)電極XX′之間沒(méi)有加電壓，此時(shí)示波管的原理圖簡(jiǎn)化成如圖丙所示。電子從燈絲K發(fā)出（初速度可忽略不計(jì)），經(jīng)燈絲與A板間的電壓U1加速，從A板中心孔沿中心線KO（O為熒光屏的中心）射出，然后進(jìn)入兩塊平行金屬板M、N形成的YY′偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中。電子進(jìn)入金屬板M、N間時(shí)的速度與電場(chǎng)方向垂直，電子經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后打在熒光屏上的P點(diǎn)（圖中未畫出）。已知M、N兩板間的最大電壓為U2，兩板間的距離為d，板長(zhǎng)為，熒光屏到MN極板右端距離為。電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不考慮電子受到的重力及電子間相互作用力的影響。（1）求電子穿過(guò)A板時(shí)速度的大?。唬?）每個(gè)電子穿過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的時(shí)間極短，可以認(rèn)為這個(gè)過(guò)程中兩極板間的電壓是不變的，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可看做勻強(qiáng)電場(chǎng)。在t=0.15s時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電子打在屏上P位置，求OP長(zhǎng)；（3）分析物理量的數(shù)量級(jí)，是解決物理問(wèn)題的常用方法。在解決第（2）問(wèn)時(shí)忽略了每個(gè)電子穿過(guò)電場(chǎng)過(guò)程中兩極板間電壓的變化，請(qǐng)結(jié)合下列數(shù)據(jù)分析說(shuō)明其原因。已知，電子的比荷，U1=1375V?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）見(jiàn)解析9．如圖所示，空間分布著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球用絕緣細(xì)線懸掛在O點(diǎn)。小球靜止時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角。已知重力加速度大小為g。（1）求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E；（2）若把小球拉