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时间:2018-12-21
《2019届高考物理一轮复习 课时跟踪检测(二十八)带电粒子在电场中运动的综合问题(重点班)》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、课时跟踪检测(二十八)带电粒子在电场中运动的综合问题卷Ⅱ—拔高题目稳做准做1.(2018·哈尔滨市九中二模)如图甲所示,电子由阴极飞出时的初速度忽略不计,电子发射装置的加速电压为U0,电容器板长l=10cm,板间距离d=10cm,下极板接地,电容器右端到荧光屏的距离也是L=10cm,在电容器两极板间接一交变电压,上极板的电势随时间变化的图像如图乙所示。(每个电子穿过平行板的时间都极短,可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的)求:(1)在t=0.06s时刻,电子打在荧光屏上的何处;(2)荧光屏上有电子打到的区间有多长?解析:(1)设电子经电压U0加速后的速度
2、为v0,根据动能定理得:eU0=mv02设偏转电场的场强为E,则有:E=设电子经时间t通过偏转电场,偏离轴线的侧向位移为y,则有:在中心轴线方向上:t=在轴线侧向有:a=y=at2=设电子通过偏转电场过程中产生的侧向速度为vy,偏转角为θ,则电子通过偏转电场时有:vy=at,tanθ=电子在荧光屏上偏离O点的距离为Y=y+Ltanθ==由题图知t=0.06s时刻U=1.8U0,代入数据解得Y=13.5cm。(2)由题知电子偏移量y的最大值为d/2,所以当偏转电压超过2U0时,电子就打不到荧光屏上了。代入上式得:Y=l所以荧光屏上电子能打到的区间长为:2Y=3l
3、=30cm。答案:(1)O点上方13.5cm处 (2)30cm★2.如图所示,在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心为O,半径为r,内壁光滑,A、B两点分别是圆轨道的最低点和最高点。该区间存在方向水平向右的匀强电场,一质量为m、带负电的小球在轨道内侧做完整的圆周运动(电荷量不变),经过C点时速度最大,O、C连线与竖直方向的夹角θ=60°,重力加速度为g。(1)求小球所受的电场力大小;(2)求小球在A点的速度v0为多大时,小球经过B点时对圆轨道的压力最小。解析:(1)小球在C点时速度最大,则电场力与重力的合力沿DC方向,所以小球受到的电场力的大小F=mgtan60
4、°=mg。(2)要使小球经过B点时对圆轨道的压力最小,则必须使小球经过D点时的速度最小,即在D点小球对圆轨道的压力恰好为零,有=m,解得v=。在小球从圆轨道上的A点运动到D点的过程中,有mgr(1+cos60°)+Frsin60°=mv02-mv2,解得v0=2。答案:(1)mg (2)23.(2018·亳州模拟)如图甲所示,一光滑绝缘细杆竖直放置,在细杆右侧d=0.30m的A点处有一固定的点电荷。细杆上套有一带电荷量q=1×10-6C、质量m=0.05kg的小环。设小环与点电荷的竖直高度差为h,将小环由静止释放后,其动能Ek随h的变化曲线如图乙所示。已知静电
5、力常量k=9.0×109N·m2/C2,重力加速度g=10m/s2。(计算结果保留两位有效数字)(1)试估算点电荷所带电荷量Q的大小;(2)求小环位于h1=0.40m处时的加速度a;(3)求小环从h2=0.30m处下落到h3=0.12m处的过程中,其电势能的改变量。解析:(1)由题图乙可知,当h′=0.36m(或h′=0.12m)时,小环所受合力为零,则有k×=mg代入已知数据解得Q==1.6×10-5C。(2)小环加速度沿杆方向,则mg-F1=ma又F1=k。代入已知数据解得a=0.78m/s2,方向竖直向下。(3)设小环从h2=0.30m处下落到h3=0.
6、12m处的过程中,电场力对小环做功为WE根据动能定理有mg(h2-h3)+WE=ΔEk=0.0550J-0.0685J=-0.0135J代入已知数据解得WE=ΔEk-mgΔh≈-0.10J所以小环的电势能增加了0.10J。答案:(1)1.6×10-5C (2)0.78m/s2 方向竖直向下(3)增加0.10J★4.(2017·全国卷Ⅱ)如图,两水平面(虚线)之间的距离为H,其间的区域存在方向水平向右的匀强电场。自该区域上方的A点将质量均为m、电荷量分别为q和-q(q>0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域,并
7、从该区域的下边界离开。已知N离开电场时的速度方向竖直向下;M在电场中做直线运动,刚离开电场时的动能为N刚离开电场时动能的1.5倍。不计空气阻力,重力加速度大小为g。求:(1)M与N在电场中沿水平方向的位移之比;(2)A点距电场上边界的高度;(3)该电场的电场强度大小。解析:(1)设小球M、N在A点水平射出时的初速度大小为v0,则它们进入电场时的水平速度仍然为v0。M、N在电场中运动的时间t相等,电场力作用下产生的加速度沿水平方向,大小均为a,在电场中沿水平方向的位移分别为s1和s2。由题给条件和运动学公式得v0-at=0①s1=v0t+at2②s2=v0t-a
8、t2③联立①②③式得=3④(2)设A点
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