如图所示 竖直平面,两块平行金属板竖直放置,两板...

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如图所示,水平放置的两块平行金属板长L=5.Ocm,两板间距d=1.Ocm,两板
间电压U=91V,且下板带正电。一个电子沿水平方向以速度v0=2.0×107m/s从两板正中央射入,已知电子电荷量q=1.6×10-19C,质量m=9.1×10-31kg。求:
(1)电子离开金属板时的侧向位移y的大小;
(2)电子飞出电场时的速度v的大小;
(3)电子离开电场后,打在荧光屏上的P点,若荧光屏距金属板右端距离S=10cm,求OP的长度?
解:(1)电子在电场中的加速度&& (1分)
侧位移即竖直方向的位移&
&电子飞出电场时,水平分速度&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&
竖直分速度&
则电子飞出电场时的速度v,由勾股定理可得:&&&
设v与v0的夹角为θ,则&&&
(3)电子飞出电场后作匀速直线运动,则&&
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如图所示,两块长均为L的平行金属板M、N与水平面成α角放置在同一竖直平面,充电后板间有匀强电场。一个质量为m.带电量为q的液滴沿垂直于电场线方向射人电场,并沿虚线通过电场。下列判断中正确的是( &&&&)
A.液滴在电场中做匀速直线运动
B.液滴在电场中的电势能逐渐增大
C.电场强度的大小E=mgcosα/q
D.液滴离开电场时的动能增量为-mgLsinα
试题分析:微粒在电场中受到重力和电场力,而做直线运动,电场力与重力的合力必定沿运动方向,否则就做曲线运动,所以电场力的方向是垂直于金属板斜向上,如图示.
根据电场力做功的正负判断电势能变化,由几个关系求出电场力与重力的关系,根据动能定理分析动能的变化.
A、粒子所受力的合力与速度方向共线反向,物体做减速运动,故A错误.
B、电场力方向和速度方向垂直电场...
考点分析:
考点1:电场强度
考点2:电势差、电势
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平板小车B静止在光滑水平面上,物体A以某一水平初速度v0滑向B的一端,如图所示,由于A、B间存在摩擦,因而A滑上B后,
A开始作减速运动,B开始作加速运动,设B足够长,则B速度达到最大时,下列说法不正确的是 (&&&&)
A.A相对于B上停止滑动&&&&&&&&&&&&&&&&& B.A、B速度相等
C.A的速度为零&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& D.A、B开始作匀速直线运动
如图电路中,电灯L1、L2都标有“220V,60W”;电灯L3、L4都标有“220V,40W”。将A、B两端接入合适的电源,最亮的灯是 (
&&&&)
A.L1&&&&&&&&&&&&&& B.L2&&&&&&&&&&&&&&& C.L3&&&&&&&&&&&&&& D.L4
如图所示,在NaCl溶液中,正、负电荷定向移动,其中Na+水平向右移动。若测得4s内分别有1.0×1018个Na+和1.0×1018个Cl-通过溶液内部的横截面M,那么溶液中的电流方向和大小为(&&&)
A.水平向左 0.8A&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& B.水平向右 0.08A
C.水平向左0.4A&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& D.水平向右 0.04&
在空间有正方向为水平向右,场强按如图所示变化的电场,位于电场中A点的电子在t=0时静止释放,运动过程中只受电场力作用。在t=1s时,电子离开A点的距离大小为l,那么在t=3s时,电子将处在( &&&)
A.A点右方3l处&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& B.A点左方2l处
C.A点左方3l处&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& D.A点
如图所示,两板间距为d的平行板电容器与一电源连接,开关S闭合,电容器两板间的一质量为m,带电荷量为q的微粒静止不动,下列说法中正确的是(
&&&)
A.微粒带的是正电
B.电源电动势的大小等于mgd/q
C.断开开关S,微粒将向下做加速运动
D.保持开关S闭合,把电容器两极板距离减小,将向下做加速运动
题型:选择题
难度:中等
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>>>如图甲所示,M、N为竖直放置的两块平行金属板,圆形虚线为与N相连..
如图甲所示,M、N为竖直放置的两块平行金属板,圆形虚线为与N相连且接地的圆形金属网罩(不计电阻)。PQ为与圆形网罩同心的金属收集屏,通过阻值为r0的电阻与大地相连。小孔s1、s2、圆心O与PQ中点位于同一水平线上。圆心角2θ=120°、半径为R的网罩内有大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场。M、N间相距且接有如图乙所示的随时间t变化的电压,(0tT),(t &T)(式中,T已知),质量为m、电荷量为e的质子连续不断地经s1进入M、N间的电场,接着通过s2进入磁场。(质子通过M、N的过程中,板间电场可视为恒定,质子在s1处的速度可视为零,质子的重力及质子间相互作用均不计。)(1)若质子在t &T时刻进入s1,为使质子能打到收集屏的中心需在圆形磁场区域加上一个匀强电场,求所加匀强电场的大小和方向?(2)质子在哪些时间段内自s1处进入板间,穿出磁场后均能打到收集屏PQ上?(3)若毎秒钟进入s1的质子数为n,则收集屏PQ电势稳定后的发热功率为多少?
题型:计算题难度:偏难来源:福建省模拟题
解:(1)在电场中,由动能定理得为使质子做匀速直线运动,有解得E=,方向竖直向下(2)质子在板间运动,根据动能定理,有质子在磁场中运动,根据牛顿第二定律,有若质子能打在收集屏上,轨道半径r与半径R应满足的关系:解得结合图象可知:质子在t和tT之间任一时刻从s1处进入电场,均能打到收集屏上(3)稳定时,收集屏上电荷不再增加,即在t&T 时刻以后,此时,收集屏与地面电势差恒为U,U=Ir0&单位时间到达收集板的质子数n单位时间内,质子的总能量为单位时间内屏上发热功率为消耗在电阻上的功率为所以收集板发热功率
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据魔方格专家权威分析,试题“如图甲所示,M、N为竖直放置的两块平行金属板,圆形虚线为与N相连..”主要考查你对&&带电粒子在复合场中的运动&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:
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因为篇幅有限,只列出部分考点,详细请访问。
带电粒子在复合场中的运动
复合场:同时存在电场和磁场的区域,同时存在磁场和重力场的区域,同时存在电场、磁场和重力的区域,都叫做叠加场,也称为复合场。三种场力的特点: ①重力的大小为mg,方向竖直向下。重力做功与路径无关,其数值除与带电粒子的质量有关外,还与始、终位置的高度差有关。 ②电场力的大小为qE,方向与电场强度E及带电粒子所带电荷的性质有关。电场力做功与路径无关,其数值除与带电粒子的电荷量有关外,还与始、终位置的电势差有关。 ③洛伦兹力的大小跟速度与磁场方向的夹角有关,当带电粒子的速度与磁场方向平行时,F洛=0;当带电粒子的速度与磁场方向垂直时,F洛=qvB。洛伦兹力的方向垂直于速度v和磁感应强度B所决定的平面。无论带电粒子做什么运动,洛伦兹力都不做功。注:注意:电子、质子、α粒子、离子等微观粒子在叠加场中运动时,一般都不计重力。但质量较大的质点(如带电尘粒)在叠加场中运动时,不能忽略重力。
无约束情景下带电粒子在匀强复合场中的常见运动形式:
带电粒子在电磁组合场中运动时的处理方法:1.电磁组合场电磁组合场是指由电场和磁场组合而成的场,在空间同一区域只有电场或只有磁场,在不同区域中有不同的场。 2.组合场中带电粒子的运动带电粒子在电场内可做加速直线运动、减速直线运动、类平抛运动、类斜抛运动,需要根据粒子进入电场时的速度方向、所受电场力,再南力和运动的关系来判定其运动形式。粒子在匀强磁场中可以做直线运动,也可以做匀速圆周运动和螺旋运动,但在高中阶段通常涉及的是带电粒子所做的匀速圆周运动,通常需要确定粒子在磁场内做圆周运动进出磁场时的位置、圆心的位置、转过的圆心角、运动的时间等。在电磁组合场问题中,需要通过连接点的速度将相邻区域内粒子的运动联系起来,粒子在无场区域内是做匀速直线运动的。解决此类问题的关键之一是画好运动轨迹示意图。
粒子在正交电磁场中做一般曲线运动的处理方法:如图所示,一带正电的粒子从静止开始运动,所受洛伦兹力是一变力,粒子所做的运动是一变速曲线运动,若用动力学方法来处理其运动时,可将其运动进行如下分解:&①初速度的分解因粒子初速度为零,可将初速度分解为水平向左和水平向右的两等大的初速度,令其大小满足 ②受力分析按上述方法将初速度分解后,粒子在初始状态下所受外力如图所示。&③运动的分解将粒子向右的分速度,电场力,向上的洛伦兹力分配到一个分运动中,则此分运动中因,应是以速度所做的匀速运动。将另一向左的分速度,向下的洛伦兹力分配到一个分运动中,则此分运动必是沿逆时针方向的匀速圆周运动。 ④运动的合成粒子所做的运动可以看成是水平向右的匀速直线运动与逆时针方向的匀速圆周运动的合运动。a.运动轨迹如图所示,粒子运动轨迹与沿天花板匀速滚动的轮上某一定点的运动轨迹相同,即数学上所谓的滚轮线。 b.电场强度方向上的最大位移:由两分运动可知,水平方向上的分运动不引起竖直方向上的位移,竖直方向上的最大位移等于匀速圆周分运动的直径:可得c.粒子的最大速率由运动的合成可知,当匀速圆周分运动中粒子旋转到最低点时,两分运动的速度方向一致,此时粒子的速度达到最大:
解决复合场中粒子运动问题的思路:
解决电场、磁场、重力场中粒子的运动问题的方法可按以下思路进行。 (1)正确进行受力分析,除重力、弹力、摩擦力外,要特别注意电场力和磁场力的分析。 ①受力分析的顺序:先场力(包括重力、电场力、磁场力),后弹力,再摩擦力等。 ②重力、电场力与物体的运动速度无关,南质量决定重力的大小,由电荷量、场强决定电场力;但洛伦兹力的大小与粒子的速度有关,方向还与电荷的性质有关,所以必须充分注意到这一点。 (2)正确进行物体的运动状态分析,找出物体的速度、位置及变化,分清运动过程,如果出现临界状态,要分析临界条件。 (3)恰当选用解决力学问题的方法 ①牛顿运动定律及运动学公式(只适用于匀变速运动)。 ②用能量观点分析,包括动能定理和机械能(或能量)守恒定律。注意:不论带电体的运动状态如何,洛伦兹力永远不做功。 ③合外力不断变化时,往往会出现临界状态,这时应以题中的“最大”、“恰好”等词语为突破口,挖掘隐含条件,列方程求解。 (4)注意无约束下的两种特殊运动形式 ①受到洛伦兹力的带电粒子做直线运动时,所做直线运动必是匀速直线运动,所受合力必为零。 ②在正交的匀强电场和匀强磁场组成的复合场中做匀速圆周运动的粒子,所受恒力的合力必为零。
发现相似题
与“如图甲所示,M、N为竖直放置的两块平行金属板,圆形虚线为与N相连..”考查相似的试题有:
107465355601102394106984370594365631> 【答案带解析】(2009·淮南一模)如图所示,两块竖直放置的平行金属板A、B,两板相距d,两板...
(2009·淮南一模)如图所示,两块竖直放置的平行金属板A、B,两板相距d,两板间电压为U,一质量为m的带电小球从两板间的M点开始以竖直向上的初速度v0运动,当它到达电场中的N点时速度变为水平方向,大小变为2v0,求M、N两点间的电势差和电场力对带电小球所做的功(不计带电小球对金属板上电荷均匀分布的影响,设重力加速度为g).
【解析】 带电小球从M运动到N的过程中,在竖直方向上小球仅受重力作用,从初速度v0匀减速到零.水
平方向上小球仅受电场力作用,速度从零匀加速到2v0.
竖直位移:h=,水平位移:x=·t
又h=·t,所以:x=2h=
所以M、N两点间的电势差UMN=·x=
从M运动到N的过程,由动能定理得:
W电+WG=m(2v0)2-mv
又WG=-mgh...
考点分析:
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.如图所示,在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45°角的绝缘直杆AC,其下端(C端)距地面高度h=0.8m.有一质量500g的带电小环套在直杆上,正以某一速度,沿杆匀速下滑,小环离开杆后正好通过C端的正下方P点处.(g取10m/s2)求:
(1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向.
(2)小环在直杆上匀速运动速度的大小v0.
(3)小环运动到P点动能.
如图所示,A、B是位于竖直平面内、半径R=0.5m的圆弧形的光滑绝缘轨道,其下端点B与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度E=5×103N/C.今有一质量为m=0.1kg、带电荷量+q=8×10-5C的小滑块(可视为质点)从A点由静止释放.若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.05,取g=10m/s2,求:
(1)小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B时对B点的压力.
(2)小滑块在水平轨道上通过的总路程.
一长为L的细线,上端固定,下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球,处于如图所示的水平向右的匀强电场中.开始时,将细线与小球拉成水平,小球静止在A点,释放后小球由静止开始向下摆动,当细线转过60°角时,小球到达B点速度恰好为零.试求:
(1)A、B两点的电势差UAB;
(2)匀强电场的场强大小;
(3)小球到达B点时,细线对小球的拉力大小.
.如图所示,地面上某区域存在着匀强电场,其等势面与地面平行等间距.一个质量为m、电荷量为q的带电小球以水平方向的初速度v0由等势线上的O点进入电场区域,经过时间t,小球由O点到达同一竖直平面上的另一等势线上的P点.已知连线OP与水平方向成45°夹角,重力加速度为g,则OP两点的电势差为________.
.如图所示,实线表示某电场中的三条电场线,虚线表示带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,试判断:
(1)粒子带________电.
(2)粒子在________点加速度大.
(3)A、B两点电势较高的点是________.
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(1)设小球第一次接触Q的速度为v,接触Q前的加速度为a.根据牛顿第二定律有&qE=ma&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&对于小球从静止到与Q接触前的过程,根据运动学公式有v2=2al&&&&联立解得v=&&&&&&&&&&&&&&(2)小球每次离开Q的速度大小相同,等于小球第一次与Q接触时速度大小v=&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&设小球第n次离开Q向右做减速运动的加速度为an,速度由v减为零所需时间为tn,小球离开Q所带电荷量为qn,则qnE=man&&&tn=n&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&qn=n&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&联立解得tn=n&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&小球从第n次接触Q,到本次向右运动至最远处的时间Tn=2T0+kn,(3)假设小球第1次弹回两板间后向右运动最远距A板距离为L1,则(qE-f)L-(+f)L1=0&&&&&&&即L1=L&&&&&&&&&&&&&&假设小球第2次弹回两板间后向右运动最远距A板距离为L2,则(qE-f)L-2fL1-(2+f)L2=0即L2=L&&&&&&&&&&又因此时电场力F=2==f,即带电小球可保持静止带电小球最终停止的位置距P点的距离L3为L3=L-=&答:(l)小球第一次接触Q时的速度大小是;(2)小球从第n次接触Q,到本次向右运动至最远处的时间Tn的表达式是Tn=2T0+kn;(3)带电小球最终停止的位置距P点的距离是.
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