朔州市高中物理必修三第十章《静电场中的能量》检测卷(包含答案解析)
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一、选择题
1.(0分)[ID :125887]如图所示为某一点电荷产生的电场中的7条电场线,电场线的分布关于y 轴对称,O 是坐标原点,M 、N 、P 、Q 是以O 为圆心的,一个圆周上的4个点,其中M 、N 两点在y 轴上,Q 点在x 轴上,P 点在第5条电场线上,则下列说法正确的是( )
A .M 点的电势和P 点的电势相等
B .将一正点电荷由M 点移到P 点,电势能减小
C .将一负点电荷由N 点分别移到Q 点和P 点,电场力做功NQ NP W W
D .Q 点的电场强度小于M 点的电场强度
2.(0分)[ID :125864]如图所示,正电荷在电场中从A 点运动到B 点,则运动过程中( )
A .电场力做负功、电势能减小
B .电场力做正功、电势能减小
C .电场力做负功、电势能增加
D .电场力做正功、电势能增加 3.(0分)[ID :125862]在静电场中,将一电荷只在电场力作用下,从a 点移到b 点,电场力
做了负功,则( )
A .b 点的电场强度一定比a 点大
B .电场线方向一定从b 指向a
C .b 点的电势一定比a 点高
D .该电荷的动能一定减小 4.(0分)[ID :125858]如图所示的电路中,AB 和CD 为两个水平放置的平行板电容器,AB 板间有一点P ,闭合开关K ,待电路稳定后将开关断开。
现将CD 板间一有机玻璃板(图中
未画出)抽出,则下列说法正确的是()
A.CD平行板电容器的电容增大
B.P点电势降低
C.AB两板间的电场强度减小
D.电阻R中有向右的电流
5.(0分)[ID:125851]如图所示,某带电导体的表面有a、b两点,其中a点的电场强度
E1=200 V/m,b点的电场强度E2=400 V/m,导体外有一点c,c点与a点之间的距离为2 cm,c点与b点之间的距离为4 cm。
现将某检验电荷+q由a点移至c点,电场力做功为2×10-6 J。
下列判断正确的是()
A.若将检验电荷+q由b点移至c点,则其电势能增加2×10-6 J
B.若将检验电荷-q由b点移至c点,则其电势能增加2×10-6 J
C.若将检验电荷+q分别放在a、b两点,其所受电场力大小相等
D.若将检验电荷-q分别放在a、b两点,其所具有的电势能之比为1:2
6.(0分)[ID:125850]一带电粒子在如图所示的点电荷的电场中,仅在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点,电荷的加速度、动能、电势能的变化情况是()
(3)
A.加速度的大小增大,动能、电势能都增加
B.加速度的大小减小,动能、电势能都减少
C.加速度的大小增大,动能增加,电势能减少
D.加速度大小减小,动能减少,电势能增加
7.(0分)[ID:125848]如图所示,带箭头的线段表示某一电场的电场线,在电场力作用下一带电粒子(不计重力)经过A点飞向B点,径迹如图中虚线所示,则()
A .粒子在
B 点加速度较大
B .粒子在B 点动能较大
C .粒子带正电
D .A 、B 两点相比较,B 点电势高
8.(0分)[ID :125827]如图所示,在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O 处固定一点电荷,将质量为m ,带电量为+q 的小球从圆弧管的水平直径端点A 由静止释放,小球沿细管滑到最低点B 时,对管壁恰好无压力,则固定于圆心处的点电荷在AB 弧中点处的电场强度大小为( )
A .3mg q
B .mg q
C .2mg q
D .4mg q
9.(0分)[ID :125823]如图所示,一质量为m 、电荷量为q 的小球在电场强度为E ,区域足够大的匀强电场中,以初速度0υ沿ON 在竖直面内做匀变速直线运动。
ON 与水平面的夹角为30,且mg =qE ,则下列结论中正确的是( )
A .电场方向竖直向上
B 2g
C .小球上升的最大高度为202v g
D .小球返回原位置所用时间为02g
υ 10.(0分)[ID :125806]如图所示,在匀强电场中,场强方向与abc 所在平面平行,ac bc ⊥,53abc ∠=︒,0.4m ac =。
一个电荷量5110C q -=⨯的正电荷从a 移到b ,电场力做功为零;同样的电荷从a 移到c ,电场力做功为47.210J -⨯。
cos530.6︒=,则该匀强电场的场强大小和方向分别为( )
A.300V/m、沿ab由a指向b
B.300V/m、垂直ab向上
C.400V/m、垂直ab向上
D.400V/m、沿ac由a指向c
11.(0分)[ID:125800]两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中C为ND段电势最低的点,则下列说法正确的是()
A.q1、q2为等量异种电荷
B.N、C两点间场强方向沿x轴负方向
C.N、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大
D.将一正点电荷从N点移到D点,电势能先增大后减小
12.(0分)[ID:125792]如图,两电荷量分别为Q(Q>0)和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧,a点位于x轴上O点与点电荷Q之间,b位于y轴O点上方。
取无穷远处的电势为零,下列说法正确的是()
A.b点的电势为零,电场强度也为零
B.正的试探电荷在a点的电势能大于零,所受电场力方向向右
C.将负的试探电荷从O点移到a点,必须克服电场力做功
D.将同一正的试探电荷先后从O、b点移到a点,后者电势能的变化较大
二、填空题
13.(0分)[ID:125984]图中三根线是等差等势线,已知A点电势比B点电势高,在B点的切线是AB。
则A点的电场强度大于B点,理由是:______;若将负点电荷放在B点处,其受力方向向______(选施图中序号)。
14.(0分)[ID:125981]如图所示的电场中,将2C的正电荷分别由A、C两点移动到B点时,电场力所做的功分别是30J、-6J,如果取B点为零电势点,C两点的电势分别是
φA=______V,φC=______V,AC间的电势差U AC=______V。
15.(0分)[ID:125964]某平行板电容器的带电量增加2.0×10-10C,两极板间的电压增加
1V,已知电介质的介电常数ε=6,极板面积S=3πcm2,则此电容器的电容C=___________F= ______________ pF,两极板间距离d=___________m,两极板间的场强增加
______________V/m。
16.(0分)[ID:125960]如图所示,在场强为E的匀强电场中有相距为L的A、B两点,连线AB与电场线的夹角为θ,将一电荷最为q的正电荷从A点分别沿不同的路径(曲线ADB、直线AB、折线ACB)移到B点,电场力做的功为______,由此表明______。
17.(0分)[ID:125959]一个电子从电场中A点移动到B点,电场力不做功。
从B点移动到C点,电场力做功1.6×10-17J。
则A、B、C三点中电势最高的点是_________,电子从C点移动到A点,电场力做功_________J。
18.(0分)[ID:125944]有两个平行板电容器,它们的电容之比为5∶4,它们的带电荷量之比为5∶1,两极板间距离之比为4∶3,则两极板间电压之比为______和电场强度之比为______。
19.(0分)[ID:125916]如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中有一小孔。
质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(不计空气阻力,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g)。
求:
(1)极板间电场强度大小;
(2)小球从开始下落运动到下极板的时间.
20.(0分)[ID :125899]如图所示,在匀强电场中有a 、b 、c 三点,a 、b 相距 4 cm ,b 、c 相距10 cm ,ab 与电场线平行,bc 与电场线成60°角,将一个带电荷量为+2×10-8 C 的电荷从a 点移到b 点时,电场力做功为4×10-6 J .则a 、b 间电势差为________V ,匀强电场的电场强度大小为________V/m ,a 、c 间电势差为________V 。
三、解答题
21.(0分)[ID :126033]在电场中把一个电荷量为8610C -⨯的点电荷从A 点移到B 点电场力做功为:5310J -⨯。
将此电荷从B 点移到C 点电场力做功为54.510J -⨯,求:
(1)A 与B 两点间的电势差;
(2)A 与C 两点间的电势差。
22.(0分)[ID :126031]如图所示,长l =1m 的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°。
已知小球所带电荷量q =1.0×10–6C ,匀强电场的场强E =3.0×103N/C ,取重力加速度g =10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
求:
(1)小球的质量m ;
(2)将电场方向改为竖直向下,小球摆到最低点时的速度。
23.(0分)[ID :126028]如图所示,一固定直杆AB 长为L =2m ,与竖直方向的夹角为θ=53°,一质量为m =4kg ,电荷量为q =+3×10﹣5C 的小球套在直杆上,球与杆间的动摩擦因数为μ=67
直杆所在处空间有水平向右的匀强电场,场强为E =106N/C 。
(已知sin53°=0.8,g =10m/s 2)。
求:
(1)小球所受摩擦力的大小;
(2)小球静止起从杆的最高点A 滑到最低点B 所经用的时间t 为多少?
24.(0分)[ID :126011]如图所示是一个示波管工作原理图,电子经电压3
1 4.510U =⨯V 加速后以速度0v 沿两极板的中线进入电压2180U =V ,间距为 1.0cm d =,板长5cm l =的平行金属板组成的偏转电场,离开电场后打在距离偏转电场10cm s =的屏幕上的P 点,(e =1.6×10-19C ,m =0.9×10-30kg )求:
(1)电子进入偏转电场时的速度0v ;
(2)电子射出偏转电场时速度的偏角tan θ和偏转量0y ;
(3)电子打在屏幕上的侧移位移OP 。
25.(0分)[ID :126009]如图所示,a 、b 、c 是匀强电场中的三点,已知a 、b 两点相距14d =cm ,b 、c 相距210d =cm ,ab 与电场线平行,bc 与电场线成θ = 60°角。
将电荷量为q =+2 × 10-8C 的点电荷从a 点移到b 点时,电场力做功为W ab = 2 × 10-6J 。
求:
(1)a 、b 两点电势差ab U ;
(2)匀强电场的场强大小E ;
(3)a 、c 两点的电势差ac U 。
26.(0分)[ID :126003]如图所示空间分为Ⅰ、Ⅱ两个足够长的区域,各分界面(图中虚线)水平,Ⅰ区域存在匀强电场4
1 1.010V/m E =⨯,方向竖直向上;Ⅱ区域存在匀强电场52310V/m 4
E ,方向水平向右,两个区域宽度分别为,1 5.0m d =,2 4.0m d =。
一质量81.010kg m ,带电荷量61.610C q 的粒子从O 点由静止释放,粒子重力忽略不计。
求:
(1)粒子在区域Ⅰ中运动的时间t 和离开区域Ⅰ时的速度大小;
(2)粒子离开区域Ⅱ时速度与水平方向的夹角。
【参考答案】
2016-2017年度第*次考试试卷参考答案
**科目模拟测试
一、选择题
1.C
2.B
3.D
4.D
5.B
6.C
7.A
8.A
9.D
10.B
11.C
12.B
二、填空题
13.等差等势线越密的地方场强大④
14.15V-3V18V
15.2×10-1020025×10-44000
16.EqLcosθ电场力做功与路径无关只与初末位置有关
17.C-16×10-17J
18.4∶13∶1
19.(1);(2)
20.5000450【解析】根据公式可得ab间电势差为200V根据公式得匀强电场的电场强度大小为5000V/m算出AB间沿电场线方向的距离为5cm根据公式可得ac间电势差为450V
三、解答题
21.
22.
23.
24.
25.
26.
2016-2017年度第*次考试试卷参考解析
【参考解析】
**科目模拟测试
一、选择题
1.C
解析:C
A .过M 点画等势线与第4条电场线相交的点应在P 点的上方,因顺着电场线电势逐渐降低,M 点的电势比P 点的电势低,故A 错误;
B .将一正电荷由M 点移到P 点,电场力做负功,电势能增大,故B 错误;
C .因为NQ NP U U <,所以将一负电荷由N 点移到Q 点克服电场力做的功小于由N 点移到P 点克服电场力做的功,即
NQ NP W W <
故C 正确;
D .由点电荷电场线的特点可知电场线密的地方,电场强度大,Q 点的电场强度大小大于M 点的电场强度大小,故D 错误。
故选C 。
2.B
解析:B
沿着电场线电势逐渐降低,则有
A B ϕϕ>
即
0A A B B U ϕϕ=->
电场力做功
0AB W qU =>
电场力做正功,根据功能关系,电势能减小。
故选B 。
3.D
解析:D
A .电荷从a 点移到b 点,电场力做负功,由于电场力正负与场强的大小没有直接关系,故无法判断a 、b 两点电场强度大小,若是匀强电场,a 、b 两点电场强度可能相等,故A 错误;
B .通过电场力做功无法判断电场线方向,电荷运动时可能与电场有一定夹角,故电场线不一定沿ab 连线,故B 错误;
C .移动电荷从a 点到b 点,电场力做负功,电势能一定增大,由于不知道电性,则无法确定电势的高低,故C 错误;
D .移动电荷从a 点到b 点,电场力做负功,电势能一定增大,由能量守恒可知,动能一定减小,故D 正确。
故选D 。
4.D
解析:D
A .将玻璃板抽出CD 板间,则相对介电常数ε减小,其他条件不变,由
r 4S C kd επ=
可知,CD 平行板电容器的电容减小,故A 错误; BC .电容器两板间电压
AB CD
Q U C C =
+总
断开开关后,两电容器总电荷量不变,由于CD 电容器的电容减小,AB 电容器电容不变,所以电容器两板间电势差均变大,由
U E d
=
可知,AB 板间电场强度变大,则P 点与B 板间的电势差变大,因为B 板接地电势始终为零,则P 点电势升高,故BC 错误;
D .由于抽出玻璃板的过程中,电容器两板间电势差变大,由公式
Q CU =
知Q AB 增大,所以AB 电容器充电,B 板带负电,故电阻R 中有向右的电流,故D 正确。
故选D 。
5.B
解析:B
AB .处于静电平衡的导体表面是一个等势面,也就是a 、b 两点电势相等。
所以某检验电荷+q 由b 点移至c 点,电场力做功为2×10-6 J ,其电势能减小2×10-6 J ;某检验电荷-q 由b 点移至c 点,克服电场力做功为2×10-6 J ,其电势能增加2×10-6 J 。
故B 正确,A 错误; C .因为a 、b 两点的电场强度不相等,所以若将检验电荷+q 分别放在a 、b 两点,其所受电场力大小不相等,故C 错误;
D .因为a 、b 两点电势相等,若将检验电荷-q 分别放在a 、b 两点,其所具有的电势能相等,故D 错误。
故选B 。
6.C
解析:C
电荷在A 点电场线比B 点疏,所以A 点的电场力小于B 点的电场力,则A 点的加速度小于
B 点的加速度。
从A 到B ,电场力做正功,根据动能定理,动能增加。
电场力做正功,电
势能减小。
故C 正确,ABD 错误。
故选C 。
7.A
解析:A
A .电场线的疏密表示场强的大小,由于
B 点的电场线密,所以B 点的电场力大,则B 点的加速度较大,A 正确;
BC .电场力方向与速度方向分居在运动轨迹两边,且电场力偏向轨迹的内侧,所以粒子受到的电场力向下,粒子带负电,电场力对粒子运动做负功,导致动能减少,BC 错误; D .沿着电场线电势降低,所以A 点的电势高,D 错误。
故选A 。
8.A
解析:A 【分析】
主要考察圆周运动与点电荷的电场线分布。
由于点电荷固定在圆心O 处,则圆弧ABC 为点电荷的等势面,故小球从A 到B 的过程中电场力没有做功,根据动能定理有
mgR =
12
m 2
B v 由于小球沿细管滑到最低点B 时,对管壁恰好无压力,则点电荷应带负电,且在B 点对小球进行受力分析有
Eq – mg = m 2B
v R
由上式可计算出
E = 3mg q
故选A 。
【点睛】
抓住圆弧ABC 为点电荷的等势面是解题的关键。
9.D
解析:D
A .小球做匀变速直线运动,合力应与速度共线,因mg =qE ,所以电场力与重力对称,则电场方向沿直线ON 。
故A 错误;
B .小球受力情况如图所示,合力沿ON 方向向下,大小为mg ,所以加速度为g 。
故B 错误;
C .小球做匀减速直线运动,由运动学公式,可得最大位移为
202v x g
=
则最大高度为
20
sin304v h x g
︒
==
故C 错误;
D .小球返回原位置所用时间为t ,由于运动的对称性可得返回时的速度大小与开始时相等,方向相反,得
000
2v v v t g g
--=
=-
故D 正确。
故选D 。
10.B
解析:B
正电荷从a 移到b ,电场力做功为零,则由电场力做功的特点可知,a 、b 两点电势相等,故ab 应为等势线;因电场线与等势面相互垂直,过c 做ab 的垂线,一定是电场线;正电荷从a 到c 过程,由
W Uq =
可知,ac 两点的电势差
4
5
7.210V 72V 110ac W U q --⨯===⨯
即a 点电势高于c 点的电势,故电场线垂直于ab 向上;ac 间沿电场线的距离
cos530.40.6m 0.24m d ac =︒=⨯=
由
U
E d
=
可知电场强度
72
V/m 300V/m 0.24
E =
= 方向垂直ab 向上,故B 正确,ACD 错误。
故选B 。
11.C
解析:C
A .根据q 1左侧和q 2右侧电势随距离增大而降低可判断两者均为正电荷,故A 错误;
B .N 、
C 间的电场方向沿x 轴正方向,C 点场强为0,故B 错误;
C .根据N →
D 间图线的斜率大小先减小后增大可知,场强先减小到零后反向增大,故C 正确;
D .正电荷从N 移到D ,由
E p =qφ知,电势能先减小后增大,故D 错误。
故选C 。
12.B
解析:B
A .结合等量异种点电荷的电场的特点可知,两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线。
电场强度方向与等势面方向垂直,而且指向电势低的方向,所以b 点的电势等于0,而电场强度不等于0,故A 错误;
B .由图可知,两个点电荷在a 点产生的电场强度的方向都向右,所以合场强的方向一定向右,则正电荷在a 点受到的电场力的方向向右;正电荷从a 向O 运动的过程中,电场力做正功,电势能减小,而O 点的电势等于0,所以正的试探电荷在a 点的电势能大于零,故B 正确;
C .负电荷从a 向O 运动的过程中,电场力做负功,电势能增加。
所以将负的试探电荷从
O 点移到a 点,电场力做正功,故C 错误;
D .两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线,所以O 、b 两点的电势是相等的,将同一正的试探电荷先后从O 、b 两点移到a 点,二者电势能的变化相等,故D 错误。
故选B 。
二、填空题
13.等差等势线越密的地方场强大④ 解析:等差等势线越密的地方场强大 ④
[1]在A 点的等差等势线较B 点密集,则A 点的电场线较B 点密集,则A 点场强大于B 点场强;
[2]B 点的电场线与等势面垂直,并由高电势点指向低电势点,即由④指向B ,则负电荷在B 点受电场力方向由B 点指向④。
14.15V -3V18V
解析:15V -3V 18V
[1]电荷从A 点移动到B 点,电场力做功为30J ,根据电势差公式
30
V 15V 2
AB AB W U q =
== 根据U AB =φA -φB 得
(015)V 15V A B AB U ϕϕ=+=+=
[2]根据电势差公式
6V 3V 2
CB CB W U q -=
==- 根据CB C B U ϕϕ=-得
(03)V 3V C B CB U ϕϕ=+=-=-
[3]AC 间的电势差
15V (3)V 18V AC A C U ϕϕ=-=--=15.2×10-1020025×10-44000
解析:2×10-10 200 2.5×10-4 4000 [1][2]电容器的电容
10
102001
2.010 2.010Q Q C F F pF U U --⨯∆==∆⨯===
[3]根据
4S
C kd
επ=
两极板间距离
4
4910
2.510910 2.010
6310m m 44S d kC επππ---⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯== [4]两极板间的场强增加
4
2.5101
V/m 4000V/m U E d -∆∆=
==⨯16.EqLcosθ电场力做功与路径无关只与初末位置有关
解析:EqLcosθ 电场力做功与路径无关,只与初末位置有关
[1] 将一电荷最为q 的正电荷从A 点分别沿不同的路径(曲线ADB 、直线AB 、折线ACB)移到B 点,电场力做的功为EqLcosθ;
[2]沿不同路径移动电荷,电场力做功相同,所以电场力做功与路径无关,只与初末位置有关;
17.C-16×10-17J
解析:C -1.6×10-17J
[1]一个电子从电场中A 点移动到B 点,电场力不做功,可知A 、B 两点的电势相等;从B 点移动到C 点,电场力做正功,因此C 点电势高于B 点电势;所以A 、B 、C 三点中电势最高的点是C 点。
[2]电子从B 点移动到C 点,电场力做功1.6×10-17J ,又A 、B 两点的电势相等,所以电子从C 点移动到A 点,电场力做功-1.6×10-17J 。
18.4∶13∶1
解析:4∶1 3∶1
[1]两个平行板电容器,它们的电容之比为5∶4,它们的带电荷量之比为5∶1,根据
Q
U C
=
可知两极板间电压之比为
112221544=151
U Q C U Q C =⋅=⨯ [2]根据
U E d
=
可得
112221433=141
E U d E U d =⋅=⨯19.(1);(2) 解析:(1)
()+mg h d qd ;(2
(1)对从释放到到达下极板处过程的整个过程,由动能定理得:
()0mg h d qEd +-=
计算得出:
()
mg h d E qd
+=
(2)小球到达小孔前是自由落体运动,则有:
2112
h gt =
得:
1t =
根据速度位移关系公式有:
22v gh =
得:
v 取竖直向下为正方向,对减速过程根据动量定理得:
2()0mg qE t mv -=-
小球从开始下落运动到下极板的时间:
12t t t =+
联立计算得出:
t =
答:(1)极板间电场强度大小()
mg h d E qd
+=
;
(2)小球从开始下落运动到下极板的时间t =
20.5000450【解析】根据公式可得ab 间电势差为200V 根据公式得匀强电场的电场强度大小为5000V/m 算出AB 间沿电场线方向的距离为5cm 根据公式可得ac 间电势差为450V
解析:5000 450 【解析】
根据公式W Uq =可得a 、b 间电势差为200V,根据公式U
E d
=
得匀强电场的电场强度大小为5000 V/m ,算出AB 间沿电场线方向的距离为5cm 根据公式U
E d
=可得,a 、c 间电势差为450V.
三、解答题 21.
(1) 500V ;(2)1250V (1)根据AB
AB W U q
=
可得
58310V 500V 610
AB
U --⨯==⨯ (2)根据
AB BC
AC W W U q
+=
带入数据可得
1250V AC U =22.
(1)m =4.0×10-4kg ;(2)7m/s
(1)根据电场强度定义式可知,小球所受电场力大小为
6331.010 3.010N 3.010N F qE --==⨯⨯⨯=⨯
小球受mg 、绳的拉力T 和电场力F 作用,如图所示
根据共点力平衡条件和图中几何关系有
tan37mg F ︒=
代入数据解得
44.010kg m -=⨯
(2)将电场突然改为竖直向下,小球将受到竖直向下的重力mg 和电场力F ,以及绳的拉力T 的作用。
由动能定理得
()()211cos372
mg qE l mv +-︒=
代入数值解得
7m/s v =23.
(1)12N ;(2)
2s 3
(1)小球受力可知,电场力为 F=qE =3×10﹣5×106N=30N
弹力为
N=mgsin θ﹣Fcos θ=14N
摩擦力大小为
f=μN =12N
(2)小球从最高点运动到最低点过程中
cos sin ma mg F f θθ=+-
212
L at =
代入数据可解得
2
3
t s =
24. (1) 4×107m/s ;(2) 0.1;0.25cm ;(3) 1.25cm (1)电子在加速电场中加速,由动能定理得
2
10102
eU mv =
- 代入数据解得
v 0=4×107m/s
(2)电子在偏转电场中做类平抛运动,在水平方向有
l =v 0t 1
在竖直方向上由牛顿第二定律得
2
eU a md
=
电场方向的速度为
v y =at 1
设射出偏转电场时速度的偏角为θ,则
tan y v v θ=
代入数据解得
tan 0.1θ=
飞出电场时偏转量为
20112
y at =
代入数据解得
y 0=0.25cm
(3) 电子从偏转场穿出时,沿y 方向的速度为v y ,穿出后到达屏所经历的时间为t 2,在此时间内电子在y 方向移动的距离为y ,则运动时间为
20
s t v =
竖直位移
y 1=v y t 2
故电子到达屏上时,它离O 点的距离为
y =y 1+y 0
代入数据解得
y =1.25cm
25.
(1)100V ;(2)2500V/m ;(3)125V (1)a 、b 两点间的电势差为
100V ab ab
W U q
(2)匀强电场的大小为
2500V/m U E
d
(3)b 、c 之间的电势差为
21
cos 6025000.12
bc U Ed ==⨯⨯V = 125V
a 、c 之间的电势差为
225V ac ab bc U U U 26.
(1)32.510s ,3410m/s ;(2)30° (1)粒子在区域1中匀加速运动,则有
621
1.610m /s qE a m
=
=⨯
3t 2.510s -=
=⨯ 31410m/s v at ==⨯
(2)粒子在区域Ⅱ做类平抛运动,水平向右为x 轴,竖直向上为y 轴。
设粒子刚出区域Ⅱ时速度与边界的夹角为θ,则有
1y v v =
22x v a t =
粒子在匀强电场区域Ⅱ运动时的加速度
2
2qE a m =
粒子在匀强电场区域Ⅱ内的运动时间
2
21
d t v =
解得
310m/s x v =
粒子刚出区域Ⅱ时,有
31tan x v v θ===
故粒子刚出区域Ⅱ时速度与水平方向夹角为θ=30°。