《带电粒子在复合场中的运动》进阶练习（三）.doc

带电粒子在复合场中的运动进阶练习一、单选题1.如图甲所示，某静电除尘装置矩形通道的长为L，宽为b，高为d，其前、后面板为绝缘材料，上、下面板为金属材料如图乙所示是此装置的截面图，上、下两板与电压恒为U的高压直流电源相连带负电的尘埃以水平速度v0进入矩形通道，当碰到下板后其所带的电荷被中和，同时其被收集将收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值，称为除尘率不计尘埃所受的重力及尘埃间的相互作用要增大尘埃率，下列措施可行的是（）A.只增大宽度LB.只增大高度dC.只增大宽度bD.只增大速度v02.电子所带电荷量最早是由美国物理学家密立根测得的，他根据实验中观察到带电油滴悬浮在电场中，即油滴所受电场力和重力平衡，得出油滴的电荷量某次实验中测得到多个油滴的带电量Q如表（单位10-19C），则下列说法正确的是（） 6.418.019.6511.2314.4817.6620.62A.密立根通过实验发现了电子B.密立根通过实验证明了电子带负电C.在实验误差允许范围内，油滴所带电量之差相等D.在实验误差允许范围内，油滴所带电量是1.610-19C的整数倍3.如图所示，匀强磁场和匀强电场相互垂直，一电子以某一速度飞入其中后，做匀速直线运动，其速度方向应为（）A.垂直纸面向里B.与电场线平行C.与磁感线平行D.垂直纸面向外二、计算题4.如图所示，匀强磁场沿水平方向，垂直纸面向里，磁感强度B=1T，匀强电场方向水平向右，场强大小E=10N/C一带正电的微粒质量m=210-6kg，电量q=210-6C，在此空间恰好作直线运动，求带电微粒运动速度的大小和方向（g取10m/s2）5.如图所示，在水平放置且相距3.6cm的平行带电金属板间，能形成匀强电场，有一个质量m=10-4 g、电荷量Q=-10-8C的液滴，在两板正中央处于静止状态（g取10m/s2） 求：（1）哪块板带正电？板间电场强度多大？ （2）若板间电场强度突然增为原来的2倍，方向不变，液滴触及板面时速度多大？参考答案【答案】1.A2.D3.D4.解：由于带正电的微粒在此空间恰好做直线运动，则有微粒所受洛伦兹力与其重力和所受电场力的合力平衡； 而电场力为： F=qE=210-6C10N/C=210-5N； G=mg=210-610=210-5N， 电场力与重力的合力等于：F合=410-5N； Bvq=F合 解得：v=20m/s； 方向与水平方向成60角斜向右上方； 答：带电微粒运动速度的大小20m/s和方向与水平方向成60角斜向右上方5.解：（1）液滴受重力和电场力平衡，根据共点力平衡条件，电场力向上，大小等于mg，故上极板带正电，场强为： E=100N/C （2）若板间电场强度突然增为原来的2倍，方向不变，电场力加倍，根据动能定理，有： （2mg-mg）= 解得： v=0.6m/s 答：（1）上板带正电，板间电场强度为100N/C； （2）若板间电场强度突然增为原来的2倍，方向不变，液滴触及板面时速度为0.6m/s【解析】1. 解：增加除尘率即是让离下极板较远的粒子落到下极板上，带电尘埃在矩形通道内做类平抛运动，在沿电场的方向上的位移为y=（）2 即增加y即可 A、只增加长度L，可以增加y，故A满足条件； B、只增大高度d，由题意知d增加则位移y减小，故不满足条件； C、只增大宽度b，不会影响y，故C不满足条件； D、只增加水平速度v0，y减小，故不满足条件 故选：A 带电尘埃在矩形通道内做类平抛运动，在沿电场的方向上的位移为y=（）2，增大y便可增大除尘率 此题为结合生活背景的题目，考查频率较高，注意构建物理情景-类平抛运动，应用运动的分解知识求解 2. 解：分析这些数据可知油滴的带电量是元电荷的整数倍 密立根实验测得了元电荷的数值，即1.610-19C故D正确，ABC错误； 故选：D 根据表格数据，结合任何带电体的电量都是元电荷的整数倍，从而即可求解 本题考查物理学史，清楚任何带电体的电量都是元电荷的整数倍 3. 解：电子所受电场力竖直向上，若处于匀速直线运动，即平衡状态，电场力与重力相平衡， 再由左手定则可知，电子所受洛伦兹力向下，结合磁场的方向，则有电子的速度方向：垂直纸面向外；故D正确，ABC错误； 故选：D 电子所受电场力的方向与电场方向相反，由左手定则可以判断出电子所受洛伦兹力的方向；对电子进行受力分析，根据电子受力平衡来判断电子的运动情况 本题难度不大，是一道基础题，掌握左手定则，会用左手定则判断洛伦兹力的方向、对电子正确受力分析是正确解题的关键，注意电子呈现负电 4. 对粒子受力分析，结合直线运动，由洛伦兹力可知，必定是匀速直线运动，从而由平衡条件与矢量的法则，即可求解； 考查带电粒子在复合场中的受力与运动问题，理解粒子做直线运动时，必定是匀速直线运动，并掌握类平抛运动处理规律，注意运动的合成与分解的应用 5. （1）液滴受重力和电场力平衡，根据共点力平衡条