答案 abd
6.(2013江蘇單科,6,4分)(多選)將一電荷量為+q的小球放在不帶電的金屬球附近,所形成的電場線分布如圖所示,金屬球表面的電勢處處相等。a、b為電場中的兩點,則( )
a.a點的電場強度比b點的大
b.a點的電勢比b點的高
c.檢驗電荷-q在a點的電勢能比在b點的大
d.將檢驗電荷-q從a點移到b點的過程中,電場力做負功
答案 abd
7.(2013上海單科,10,3分)兩異種點電荷電場中的部分等勢面如圖所示,已知a點電勢高於b點電勢。若位於a、b處點電荷的電荷量大小分別為qa和qb,則( )
a.a處為正電荷,qaqb
c.a處為負電荷,qaqb
答案 b
8.(2013浙江理綜,24,20分)「電子能量分析器」主要由處於真空中的電子偏轉器和探測板組成。偏轉器是由兩個相互絕緣、半徑分別為ra和rb的同心金屬半球面a和b構成,a、b為電勢值不等的等勢面,其過球心的截面如圖所示。
一束電荷量為e、質量為m的電子以不同的動能從偏轉器左端m板正中間小孔垂直入射,進入偏轉電場區域,最後到達偏轉器右端的探測板n,其中動能為ek0的電子沿等勢面c做勻速圓周運動到達n板的正中間。忽略電場的邊緣效應。
(1)判斷半球面a、b的電勢高低,並說明理由;
(2)求等勢面c所在處電場強度e的大小;
(3)若半球面a、b和等勢面c的電勢分別為φa、φb和φc,則到達n板左、右邊緣處的電子,經過偏轉電場前、後的動能改變量δek左和δek右分別為多少?
(4)比較|δek左|與|δek右|的大小,並說明理由。
答案 (1)b板電勢高於a板,理由見解析
(2) (3)δek左為e(φb-φc) δek右為e(φa-φc)
(4)|δek左|>|δek右|
解析 (1)電子(帶負電)做圓周運動,電場力方向指向球心,電場方向從b指向a,b板電勢高於a板。
(2)據題意,電子在電場力作用下做圓周運動,考慮到圓軌道上的電場強度e大小相同,有:
ee=m
ek0=mv2
r=聯立解得:
e==(3)電子運動時只有電場力做功,根據動能定理,有
δek=qu
對到達n板左邊緣的電子,電場力做正功,動能增加,有
δek左=e(φb-φc)
對到達n板右邊緣的電子,電場力做負功,動能減小,有
δek右=e(φa-φc)
(4)根據電場線特點,等勢面b與c之間的電場強度大於c與a之間的電場強度,考慮到等勢面間距相等,有
|φb-φc|>|φa-φc|
即|δek左|>|δek右|
考點三電容器帶電粒子在電場中的運動
9.(2013課標ⅰ,16,6分)一水平放置的平行板電容器的兩極板間距為d,極板分別與電池兩極相連,上極板中心有一小孔(小孔對電場的影響可忽略不計)。小孔正上方處的p點有一帶電粒子,該粒子從靜止開始下落,經過小孔進入電容器,並在下極板處(未與極板接觸)返回。
若將下極板向上平移,則從p點開始下落的相同粒子將( )
a.打到下極板上 b.在下極板處返回
c.在距上極板處返回 d.在距上極板d處返回
答案 d
10.(2013重慶理綜,3,6分)如圖所示,高速運動的α粒子被位於o點的重原子核散射,實線表示α粒子運動的軌跡,m、n和q為軌跡上的三點,n點離核最近,q點比m點離核更遠,則( )
a.α粒子在m點的速率比在q點的大
b.三點中,α粒子在n點的電勢能最大
c.在重核產生的電場中,m點的電勢比q點的低
d.α粒子從m點運動到q點,電場力對它做的總功為負功
答案 b
11.(2013廣東理綜,15,4分)噴墨印表機的簡化模型如圖所示。重力可忽略的墨汁微滴,經帶電室帶負電後,以速度v垂直勻強電場飛入極板間,最終打在紙上。則微滴在極板間電場中( )
a.向負極板偏轉
b.電勢能逐漸增大
c.運動軌跡是拋物線
d.運動軌跡與帶電量無關
答案 c
12.(2013天津理綜,6,6分)(多選)兩個帶等量正電的點電荷,固定在圖中p、q兩點,mn為pq連線的中垂線,交pq於o點,a為mn上的一點。一帶負電的試探電荷q,從a點由靜止釋放,只在靜電力作用下運動,取無限遠處的電勢為零,則( )
a.q由a向o的運動是勻加速直線運動
b.q由a向o運動的過程電勢能逐漸減小
c.q運動到o點時的動能最大
d.q運動到o點時電勢能為零
答案 bc
13.(2013課標ⅱ,24,14分)如圖,勻強電場中有一半徑為r的光滑絕緣圓軌道,軌道平面與電場方向平行。a、b為軌道直徑的兩端,該直徑與電場方向平行。
一電荷量為q(q>0)的質點沿軌道內側運動,經過a點和b點時對軌道壓力的大小分別為na和nb。不計重力,求電場強度的大小e、質點經過a點和b點時的動能。
答案見解析
解析質點所受電場力的大小為
f=qe①
設質點質量為m,經過a點和b點時的速度大小分別為va和vb,由牛頓第二定律有
f+na=m②
nb-f=m③
設質點經過a點和b點時的動能分別為eka和ekb,有
eka=m④
ekb=m⑤
根據動能定理有
ekb-eka=2rf⑥
聯立①②③④⑤⑥式得
e=(nb-na)⑦
eka=(nb+5na)⑧
ekb=(5nb+na)⑨
14.(2013北京理綜,22,16分)如圖所示,兩平行金屬板間距為d,電勢差為u,板間電場可視為勻強電場;金屬板下方有一磁感應強度為b的勻強磁場。帶電量為+q、質量為m的粒子,由靜止開始從正極板出發,經電場加速後射出,並進入磁場做勻速圓周運動。
忽略重力的影響,求:
(1)勻強電場場強e的大小;
(2)粒子從電場射出時速度v的大小;
(3)粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑r。
答案 (1) (2) (3)
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