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如图1所示,在两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力),当两板间加上如图2所示的交变电压后,能使电子有可能做往返运动的电压是( )
图1
图2
试题答案
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ABC
试题分析:由A图象可知,电子先做加速度减小的加速运动,
时刻速度最大,由
到
时间内做加速度增加的减速运动,
时刻速度减为零.从
到
时间内电子反向做加速度减小的加速运动,
时刻速度最大,由
时刻到T时间内做加速度增大的减速运动,T时刻速度减为零,回到原位置,即电子能做往复运动.同样的方法可以得到BC正确.D选项不可能的,故选ABC
点评:本题难度中等,由电场力与电压的关系可知加速度与时间t的关系与U-t的关系图像一样,但速度变化要看加速度方向,可画出速度时间图像进而判断
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(12分)一带电平行板电容器竖直放置,如图所示.板间距d=0.1 m,板间电势差U=1000 V.现从A处以速度v
A
=3 m/s水平向左射出一带正电的小球(质量m=0.02 g、电荷量为q=10
-7 C)
,经过一段时间后发现小球打在A点正下方的B处,(取g=10 m/s
2
)求:
(1)分别从水平方向和竖直方向定性分析从A到B的过程中小球的运动情况;
(2)A、B间的距离.
一个带正电的粒子只在静电力作用下从一个固定的点电荷附近飞过,运动轨迹如图中的实线所示,粒子从A向B运动。图中虚线表示固定点电荷电场的两个等势面。下列说法正确的是( )
A.A、B两点的场强大小关系是E
A
<E
B
B.A、B两点的电势高低关系是φ
A
>φ
B
C.粒子在A、B两点时的电势能大小关系是E
PA
>E
PB
D.粒子在A、B两点时的加速度大小关系是 a
A
>a
B
图中虚线是某电场的一组等势面.两个带电粒子从P点沿等势面的切线方向射入电场,粒子仅受电场力作用,运动轨迹如实线所示,a、b是实线与虚线的交点.下列说法正确的是
A.两粒子的电性相反
B.a点的场强小于b点的场强
C.a点的电势高于b点的电势
D.与P点相比两个粒子的电势能均减小
如图所示,在平面直角坐标系的第一象限虚线左侧有方向沿y轴负方向的有界匀强电场,电场强度大小为E,第三象限内充满着垂直坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。在电场区域内有一动点P,当质量为m电量为q的带正电粒子从P点沿x轴负方向以大小为
的初速度开始运动,粒子能从O点离开电场进入磁场。(不计粒子重力)
(1)求P点的坐标x,y满足的关系;
(2)若当P点位于电场的右边界时,粒子运动到O点的速度大小为2
。求第三象限内粒子可能经过的区域的面积。
如右图所示,M、N是竖直放置的两平行金属板,分别带等量异种电荷,两极间产生一个水平向右的匀强电场,场强为E,一质量为m、电荷量为+q的微粒,以初速度v0竖直向上从两极正中间的A点射入匀强电场中,微粒垂直打到N极上的C点,已知AB=BC.不计空气阻力,则可知( )
A.微粒在电场中作类平抛运动
B.微粒打到C点时的速率与射入电场时的速率相等
C.MN板间的电势差为
D.MN板间的电势差为
如图所示,平行金属板间有一静止的正电粒子,若两板间加电压
u
=
U
m
sin
ωt
,设板间距离足够大,则粒子的( )
A.位移一定按正弦规律变化
B.速度一定按正弦规律变化
C.加速度一定按正弦规律变化
D.粒子在两板间作单向直线运动
(12分)如图所示,在
轴上方有一竖直向下的匀强电场区域,电场强度为
。
轴下方分布有很多磁感应强度为
的条形匀强磁场区域,其宽度均为为
,相邻两磁场区域的间距为
。现将一质量为
、电荷量为
的带正电的粒子(不计重力)从
轴上的某处静止释放。
(1)若粒子从坐标(0,
)点由静止释放,要使它经过
轴下方时,不会进入第二磁场区,
应满足什么条件?
(2)若粒子从坐标(0,
)点由静止释放,求自释放到第二次过
轴的时间。
(10分)如图所示,在平面直角坐标系
xoy
中,第一象限内有一边长为
L
的等边三角形区域(其AO边与
y
轴重合、一个顶点位于坐标原点O),区域内分布着垂直纸面的匀强磁场;第二象限内分布着方向竖直向下的匀强电场。现有质量为
m
、电荷量为
q
的带正电的粒子(不计重力),以速度
v
垂直OC边从三角形OC边中点垂直射入磁场,并垂直
y
轴进入电场,最后从
x
轴上的某点离开电场,已知粒子飞出电场时,其速度方向OC边平行。求:
(1)粒子在磁场中运动的时间;
(2)匀强电场的场强大小。
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