在空间某一匀强电场中,将一质量为m.电荷量为q的小球由静止释放.带电小球 的运动轨迹为一直线.该直线与竖直方向成锐角,电场强度大小为E。则下列说法中正确的足A.

在空间某一匀强电场中,将一质量为m.电荷量为q的小球由静止释放.带电小球 的运动轨迹为一直线.该直线与竖直方向成锐角,电场强度大小为E。则下列说法中正确的足A.

题型:不详难度:来源:
在空间某一匀强电场中,将一质量为m.电荷量为q的小球由静止释放.带电小球 的运动轨迹为一直线.该直线与竖直方向成锐角,电场强度大小为E。则下列说法中正确的足
A.由于小球所受的电场力和重力做功均与路径无关.故小球的机械能守恒
B.若,则小球的电势能不变.机械能守恒
c.若-则小球的动能必增大,电势能可能增大
D.若.则小球的动能必增大.电势能可能增大
答案
BD
解析

试题分析:小球受到电场力和重力作用,只有重力做功时机械能才平衡,但是电场力是否做功不确定,所以无法判断机械能是否守恒选项A错。物体从静止开始做直线运动,所以重力和电场力的合力与速度同向,若,则电场力,受力分析如下图左图,此时电场力和合力方向即运动方向垂直,电场力不做功,电势能不变,只有重力做功,机械能守恒。选项B对。若,则有电场力,若此时受力分析如下右图,电场力只能水平向左如图,此时合力与速度同向,动能必然增大,电场力做正功,电势能一定减少选项C错。若电场力可能水平也可能斜向上如图,此时合力仍然与速度垂直,做正功,动能增大,电场力做负功, 电势能减少,所以电势能可能增大也可能减少选项D对。

举一反三
如图所示为带电平行板电容器.电容为c.板长为L,两板间距离d,在PQ板的下方有垂直纸面向里的匀强磁场.一个电荷量为、质量为m的带电粒子以速度从上板边缘沿平行于板的方向射入两板间.结果粒子恰好从下板右边缘飞进磁场,然后又恰好从下板的左边缘飞进电场.不计粒子重力.试求:

(1)板间匀强电场向什么方向?带电粒子带何种电荷?
(2)求出电容器的带电量Q
(3)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(4)粒子再次从电场中飞出时的速度大小和方向.
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(14分)如图所示,一个质量为m =2.0×10-11kg,电荷量为q=1.0×10-5C的带正电粒子P(重力忽略不计),从静止开始经U1=100V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场,偏转电场的电压为U2。金属板长L=20cm,两板间距d =20cm,上极板带正电,下极板带负电。粒子经过偏转电场后进入右侧垂直纸面向里的水平匀强磁场中,位于磁场左侧的理想边界紧邻偏转电场,磁场中其余区域没有边界。磁场磁感应强度为B。求:

(1)微粒进入偏转电场时的速度大小?
(2)若粒子一定会由偏转电场进入磁场中,偏转电压U2满足什么条件?
(3)在(2)前提下若粒子离开磁场后不会第二次进入偏转电场,则磁感应强度B应满足什么条件?
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如图所示,一块矩形截面金属导体abcd和电源连接,处于垂直于金属平面的匀强磁场中,当接通电源、有电流流过金属导体时,导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差,这种现象被称为霍尔效应。利用霍尔效应制成的元件称为霍尔元件,它是一种重要的磁传感器,广泛运用于各种自动控制系统中。关于这一物理现象下列说法中正确的是
A.导体受向左的安培力作用
B.导体内部定向移动的自由电子受向右的洛仑兹力作用
C.在导体的ab、cd两侧存在电势差,且ab电势低于cd电势
D.在导体的ab、cd两侧存在电势差,且ab电势高于cd电势

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(12分)如图所示,水平地面上有一辆固定有竖直光滑绝缘管的小车,管的底部有一质量m=0.2g、电荷量q=8×10-5C的小球,小球的直径比管的内径略小.在管口所在水平面MN的下方存在着垂直纸面向里、磁感应强度B1= 15T的匀强磁场,MN面的上方还存在着竖直向上、场强E=25V/m的匀强电场和垂直纸面向外、磁感应强度B2=5T的匀强磁场.现让小车始终保持v=2m/s的速度匀速向右运动,以带电小球刚经过场的边界PQ为计时的起点,测得小球对管侧壁的弹力FN随高度h变化的关系如图所示.g取10m/s2,不计空气阻力.求:

(1)小球刚进入磁场B1时的加速度大小a;
(2)绝缘管的长度L;
(3)小球离开管后再次经过水平面MN时距管口的距离
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如图所示,在xOy坐标平面的第一象限内存在一沿y轴正方向的匀强电场,在第四象限内存在一垂直于xOy平面向里的匀强磁场.现有一电子(质量为m、电荷量大小为e)以初速度v0从电场中坐标为(3L,L)的P点沿垂直于场强方向射入,然后从x轴上的A点(图中未画出)射入磁场.已知电场强度大小为,磁感应强度为.求:

(1)电子在A点的速度大小及速度方向与x轴负方向的夹角;
(2)电子从磁场中出射点的位置坐标;
(3)电子在磁场中运动所用的时间.
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