| 带电粒子在等效重力场中的运动 题目答案及解析

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选修3-1

第一章 静电场

1.9 带电粒子在电场中的运动

带电粒子在等效重力场中的运动

如图,在竖直向上的匀强电场中,$A$球位于$B$球的正上方,质量相等的两个小球以相同初速度水平抛出,它们最后落在水平面上同一点,其中只有一个小球带电,不计空气阻力,下列判断正确的是$(\qquad)$

["

如果$A$球带电,则$A$球一定带正电

","

如果$A$球带电,则$A$球的电势能一定增加

","

如果$B$球带电,则$B$球一定带正电

","

如果$B$球带电,则$B$球的电势能一定增加

"]
[["CD"]]

两个小球以相同初速度水平抛出,它们最后落在水平面上同一点,根据公式有$x=v_{0}t$

可知两球下落时间相同,两小球下落高度不同,根据公式$h=\dfrac{1}{2}at^{2}$

可知$A$球的加速度大于$B$球加速度,故若$A$球带电,必定带负电,受到向下的电场力作用,电场力做正功,电势能减小。若$B$球带电,必定带正电,受到向上的电场力作用,电场力做负功,电势能增加。

故选:$\rm CD$

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如图所示,绝缘水平面上固定一光滑绝缘的竖直圆弧轨道,圆心为,点与圆心等高,点为轨道的末端,半径,点为圆弧轨道与水平面的切点,与水平方向的夹角。质量、电荷量的滑块静止在点,已知,滑块与水平面间的动摩擦因数。某时刻在整个空间加上水平向左的电场强度的匀强电场,经过一段时间滑块从点离开圆轨道。滑块可视为质点,重力加速度,,规定点电势为零。求: 如图所示,有一带电物块(可视为质点)静止在光滑斜面的 处,物块的电荷量,质量 ,斜面的倾角为。斜面与水平绝缘轨道 平滑,在直线 左侧有水平向左的匀强电场, 右侧有水平向右的匀强电场,水平轨道 与竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道 平滑连接,半圆形轨道的半径。现撤去电场,物块从 处由静止下滑,恰好能通过半圆形轨道的最高点 ,然后落至水平轨道 上。已知 距离水平轨道的高度为,带电物块与 间的动摩擦因数为 ,取 ,求: 设在地面上方的真空室内,存在着方向水平向右的匀强电场和方向垂直于纸面向内的匀强磁场,如图所示。一段光滑且绝缘的圆弧轨道固定在纸面内,其圆心为点,半径,,连线在竖直方向上,弧对应的圆心角。今有一质量、电荷量的带电小球,以的初速度沿水平方向从点射入圆弧轨道内,一段时间后从点离开,此后小球做匀速直线运动。重力加速度,,。求: 如图所示,在竖直平面内有水平向左的匀强电场,在匀强电场中有一根长为的绝缘细线,细线一端固定在点,另一端系一质量为的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角,此时让小球获得初速度且恰能绕点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动,重力加速度为,不考虑空气阻力。下列说法正确的是 空间存在水平向左的匀强电场,一质量为、带电量为的小球由点以速度竖直向上抛出,运动到最高点时速度大小恰好也为,空气阻力不计,重力加速度为,小球从运动到的过程中,下列说法正确的是 如图所示,空间存在水平向右,电场强度大小为的匀强电场。是竖直面内的光滑固定轨道,水平,长度为;是半径为的四分之一圆弧,与相切于点。一质量为,带电荷量为的正电物块,自点处从静止释放,重力加速度大小为。求:
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