(10分)在如图所示的xoy平面内(y轴的正方向竖直向上)存在着水平向右的匀强电场,有带正电的小球自坐标原点O沿y轴的正方向竖直向上抛出,它的初动能为5J,不计
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(10分)在如图所示的xoy平面内(y轴的正方向竖直向上)存在着水平向右的匀强电场,有带正电的小球自坐标原点O沿y轴的正方向竖直向上抛出,它的初动能为5J,不计
题型:不详
难度:
来源:
(10分)在如图所示的xoy平面内(y轴的正方向竖直向上)存在着水平向右的匀强电场,有带正电的小球自坐标原点O沿y轴的正方向竖直向上抛出,它的初动能为5J,不计空气阻力,当它上升到最高点M时,动能为4J.
(1)试分析说明带电小球被抛出后沿竖直方向和水平方向分别做什么运动;
(2)若带电小球落回到x轴上的P点,在图中标出P点的位置,并大致绘出其轨迹;
(3)求带电小球到达P点的动能.
答案
(1)竖直方向做匀减速直线运动(竖直上抛运动),水平方向做初速度为零的匀加速直线运动(2)
(3)
解析
试题分析:(1)对小球进行受力分析可知,小球受到重力(竖直向下)和电场力(水平向右)的作用;(1分)
由于小球初速度竖直向上,初速度水平分量为零,故小球竖直方向做匀减速直线运动(竖直上抛运动),水平方向做初速度为零的匀加速直线运动。(1分)
(2)由竖直上抛运动的特点可知,小球从O点到M的时间与从M点到P点的时间相等,又水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,故两端连续相等的时间间隔内水平位移之比为1:3,得P点坐标如图所示;(分析得2分,作图正确得1分,共3分)
(3)设小球在M点的速度为v
1
,在P点的速度为v,将v沿水平方向和竖直方向分解,水平分量为v
2
,竖直分量为v
3
;
根据竖直上抛运动的特点知:v
3
=v
0
①(1分)
水平方向做匀加速直线运动,v
1
沿水平方向,故v
2
=2v
1
②(2分)
由题意可知
③
P点的动能
④(1分)
由①②③④四式,解得
。(1分)
点评:难度较大,注意把复杂的曲线运动分解为两个方向的分运动,利用分运动具有独立性和等时性求解,巧妙应用功能关系是本题重点考查的
举一反三
(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。
题型:不详
难度:
|
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(10分)从粒子源射出的带电粒子的质量为
m
、电荷量为
q
,它以速度
v
0
经过电势差为
U
的带窄缝的平行板电极
S
1
和
S
2
间的电场,并从
O
点沿
Ox
方向进入磁感应强度为
B
、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,
Ox
垂直平行板电极
S
2
,当粒子从
P
点离开磁场时,其速度方向与
Ox
方向的夹角
θ
=60°,如图8-2-20所示,整个装置处于真空中.
(1)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径
R
;
(2)求粒子在磁场中运动所用的时间
t
.
题型:不详
难度:
|
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真空中水平放置的两金属板相距为d,两板电压是可以调节的,一个质量为m、带电量为+q的粒子,从负极板中央以速度v
o
垂直极板射入电场,当板间电压为U时,粒子经d/4的距离就要返回,若要使粒子经d/2才,返回,可采用的方法是( )
A.v
o
增大1倍
B.使板间电压U减半
C.v
o
和U同时减半
D.初速增为2v
o
,同时使板间距离增加d/2
题型:不详
难度:
|
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如图甲所示,A、B是一条电场线上的两点,当一个电子以某一初速度只在电场力作用下沿AB由A点运动到B点,其速度—时间图像如图乙所示,电子到达B点时速度恰为零。下列判断正确的是( )
A.A点的场强一定大于B点的场强
B.电子在A点的加速度一定大于在B点的加速度
C.A点的电势一定高于B点的电势
D.该电场可能是负点电荷产生的
题型:不详
难度:
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如图所示,水平放置的平行板间的匀强电场正中有一带电微粒正好处于静止状态,如果两平行带电板改为竖直放置,带电微粒的运动状态将是( )
A.保持静止状态
B.从P点开始做自由落体运动
C.从P点开始做类平抛运动
D.从P点开始做初速度为零,加速度为
的匀加速直线运动。
题型:不详
难度:
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