如图,质量为m、带电量为q的带电粒子从A点以竖直向上的速度v进入电场强度为E的水平匀强电场中.当粒子运动到B点时,速度方向变为水平,大小仍为v,已知粒子所受电场

如图,质量为m、带电量为q的带电粒子从A点以竖直向上的速度v进入电场强度为E的水平匀强电场中.当粒子运动到B点时,速度方向变为水平,大小仍为v,已知粒子所受电场

题型:不详难度:来源:
如图,质量为m、带电量为q的带电粒子从A点以竖直向上的速度v进入电场强度为E的水平匀强电场中.当粒子运动到B点时,速度方向变为水平,大小仍为v,已知粒子所受电场力和重力的大小相等,下列说法中正确的是(  )
A.粒子在电场中做匀变速运动
B.A、B两点间的电势差为
mv2
2q
C.由A点到B点粒子所受合力为零
D.由A点到B点合力对粒子做功为零

答案
A、如图粒子在竖直方向受重力作用,水平方向受电场力作用,因为重力与电场力均为恒力,故其合力为定值,故A正确;
B、粒子在竖直方向在重力作用下做匀减速直线运动,水平方向在电场力作用下做初速度为0的匀加速直线运动,在A点水平方向速度为0,在B点水平方向速度为v,由动能定理有qUAB=
1
2
mv2-0
得AB间的电势差为UAB=
mv2
2q
,故B正确;
C、粒子在电场中重力方向竖直向下,电场水平向右且为匀强电场,故所受电场力水平向右,且为定值,故粒子所受合力不为0,故C错误;
D、根据动能定理有从A至B的过程中合外力对粒子做的功等于粒子动能的变化,由于在A、B两点速度大小相等,动能变化为0,故从A至B的过程中合外力对物体做功为0,故D正确.
故选:ABD.
举一反三
如图所示,两块平行金属板MN间的距离为d,两板间电压u随时间t变化的规律如右图所示电压的绝对值为U0.t=0时刻M板的电势比N板低.在t=0时刻有一个电子从M板处无初速释放,经过1.5个周期刚好到达N板.电子的电荷量为e,质量为m.求:
(1)该电子到达N板时的速率v.
(2)在1.25个周期末该电子和N板间的距离s.
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平行金属板A、B相距为d,如图(a)所示,板间加有随时间而变化的电压,如图(b)所示.设U0和T已知.A板上O处有一静止的带电粒子,其电量为q,质量为m(不计重力).在t=0时刻受板间电场加速向B板运动,途中由于电场反向又向A板返回,
(1)为使t=T时粒子恰好回到O点,求
U0
Ux
的比值应满足什么关系?粒子返回O点时的动能是多少?
(2)为使粒子在由A向B运动中不致碰到B板,求Ux的取值范围.
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如图所示,在平面直角坐标系中,第一象限内有竖直向下的匀强电场,场强为E=20N/C,第四象限内有一个圆形区域的匀强磁场,方向垂直纸面向外,大小为B=4


2
,未画出来.一个带正电的粒子质量为m=2×10-5kg,电量为q=5×10-3C,重力不计,从y中上的a点以v0=10m/s的速度垂直y轴射入电场.Oa长度为h=0.01m,粒子通过x轴上的b点进入第四象限,粒子经圆形磁场后从c点射出第四象限,出射的速度方向与y轴负方向成75°.(π=3.14)求:
(1)粒子通过b点时的速度大小及方向.
(2)磁场的最小面积是多少.
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如图(甲)所示,两个平行金属板P、Q正对竖直放置,两板间加上如图(乙)所示的交变电压.t=0时,Q板比P板电势高U0,在两板的正中央M点有一电子在电场力作用下由静止开始运动(电子所受重力可忽略不计),已知电子在0~4t0时间内未与两板相碰.则电子速度方向向左且速度大小逐渐增大的时间是(  )
A.0<t<t0B.t0<t<2t0C.2t0<t<3t0D.3t0<t<4t0

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如图所示,一质量为m、电量为十q的带电粒子沿着两平行板间的中线,垂直电场射入匀强电场.当入射速度为v0时,粒子恰能贴着极板的右端点穿出电场.今欲使带电粒子以
v0
2
的速度入射,也恰能穿出电场,那么在其他量不变的情况下,必须使下列哪个物理量减为原来的
1
2
?(  )
A.粒子所带电量B.极板间电压
C.极板长度D.板间距离

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