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(2015·安徽卷)在xOy平面内,有沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E(图中未画出),由A点斜射出一质量为m,带电荷量为+q的粒子,BC是粒子运动轨迹上的两点,如图所示,其中l0为常数。粒子所受重力忽略不计。求:

(1)粒子从AC过程中电场力对它做的功;

(2)粒子从AC过程所经历的时间;

(3)粒子经过C点时的速率。

 

(1) (2) (3) 【解析】(1) (2)根据抛体运动的特点,粒子在x方向做匀速直线运动,由对称性可知轨迹最高点D在y轴上,可令,则 由,得 又,,解得 则A到C过程所经历的时间 (3)粒子在DC段做平抛运动,于是有 , 【规律总结】电场力做功与路径无关;抛体运动用正交分解法分解到水平和竖直两个方向来做,加上电场就是多了个电场力,再由牛顿第二定律求加速度;平抛运动就是水平和竖直两个方向,先分解再合成。  
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考点分析:
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(2015·新课标全国卷)如图所示,一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子在匀强电场中运动,A、B为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在A点的速度大小为v0,方向与电场方向的夹角为60°;它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°。不计重力。求A、B两点间的电势差。

 

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(2017·重庆二外高二周清)如图所示,微粒A位于一定高度处,其质量m= kg,带电荷量q=+ C,质量未知的塑料长方体空心盒子B位于水平地面上,与地面间的动摩擦因数μ=0.1。B上表面的下方存在着竖直向上的匀强电场,场强大小 N/C,B上表面的上方存在着竖直向下的匀强电场,场强大小为0.5E,B上表面开有一系列略大于A的小孔,孔间距满足一定的关系,使得A进出B的过程中始终不与B接触,当A以的速度从孔1竖直向下进入B的瞬间,B恰以的速度向右滑行,设B足够长,足够高且上表面的厚度不计,取,A恰能顺次从各个小孔进出B,试求:

(1)从A第一次进入B至B停止运动的过程中,B通过的总路程s;

(2)B上至少要开多少个小孔,才能保证A始终不与B接触;

(3)从右到左,B上表面各相邻小孔之间的距离分别为多大?

 

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(2017·广东汕头潮阳高二期中)如图所示,有一电子(电量用e表示)经电压U0加速后,进入两板间距为d,电压为U的平行金属板间。若电子从两板正中间射入,且正好能穿出电场,求:

(1)金属板AB的长度;

(2)电子穿出电场时的动能

 

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(2017·福建福州八县一中高二联考)如图所示,极板A、B、K、P连入电路,极板PKAB之间分别形成电场,已知电源的电压恒为E=300 V,电阻R1=20 kΩ,R2=10 kΩ,AB两极板长L=6.0×10–2 m,电荷量q=–1.6×10–18 C、质量m=1.0×10–29 kg,从极板K中心经P、K间电场加速后,沿A、B中线进入电场中发生偏转,恰好从B板的右边缘飞出。(极板间电场可视为匀强电场且不考虑极板边缘效应,不计粒子重力)求:

(1)极板PK之间电压UPKAB之间电压UAB

(2)粒子刚进入偏转极板AB时速度v0

(3)两极板AB的间距d。

 

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(2017·北京昌平区高三期末)如图所示,带有等量异种电荷平行金属板M、N竖直放置,M、N两板间的距离d=0.5 m。现将一质量m=1×10–2 kg、电荷量q=4×10–5 C的带电小球从两极板上方的A点以v0=4 m/s的初速度水平抛出,A点距离两板上端的高度h=0.2 m;之后小球恰好从靠近M板上端处进入两板间,沿直线运动碰到N板上的C点,该直线与曲线的末端相切。设匀强电场只存在于M、N之间,不计空气阻力,取g=10 m/s2。求:

(1)小球到达M极板上边缘B位置时速度的大小和方向;

(2)M、N两板间的电场强度的大小和方向;

(3)小球到达C点时的动能。

 

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