二、非选择题
9.实验表明,炽热的金属丝可以发射电子。在图中,从炽热金属丝射出的电子流,经电场加速后进入偏转电场.已知加速电极间的电压是2500V,偏转电极间的电压是20V,偏转电极长6.0cm,极板间距0.2cm。电子的质量是0.91×10-30kg,电子重力不计。求:
(1)电子离开加速电场时的速度。
(2)电子离开偏转电场时的侧向速度。
(3)电子离开偏转电场时侧向移动的距离。
答案:(1)3.0×107m/s (2)3.5×105m/s (3)3.5×10-4m
解析:(1)由qU=mv2得v==3.0×107m/s
(2)由v=at,a==,t=得
v=at==3.5×105m/s。
(3)由y=at2,t=,a=得
y=l2≈3.5×10-4m。
10.(2015·福建厦门质检)如图所示,光滑、绝缘的水平轨道AB与四分之一圆弧轨道BC平滑连接,并均处于水平向右的匀强电场中,已知匀强电场的场强E=5×103V/m,圆弧轨道半径R=0.4m。现有一带电荷量q=+2×10-5C、质量m=5×10-2kg的物块(可视为质点)从距B端s=1m处的P点由静止释放,加速运动到B端,再平滑进入圆弧轨道BC,重力加速度g=10m/s2求:
(1)物块在水平轨道上加速运动的时间和到达B点的速度vB的大小。
(2)物块刚进入圆弧轨道时受到的支持力NB的大小。
答案:(1)1s 2m/s (2)1N
解析:(1)在物块从开始至运动到B点的过程中,由牛顿第二定律可知:
qE=ma
又由运动学公式有:s=at2
解得:t=1s
又因:vB=at
得:vB=2m/s
(2)物块刚进入圆弧轨道时,在沿半径方向由牛顿第二定律,有:
NB-mg=m
解得:NB=1N
11.(2015·河北正定模拟)从地面以v0斜向上抛出一个质量为m的小球,当小球到达最高点时,小球具有的动能与势能之比是9?16,取地面为重力势能参考面,不计空气阻力。现在此空间加上一个平行于小球平抛平面的水平电场,以相同的初速度抛出带上正电荷量为q的原小球,小球到达最高点时的动能与抛出时动能相等。求:
(1)无电场时,小球升到最高点的时间;
(2)后来加上的电场的场强大小。
答案:(1) (2)或
解析:(1)无电场时,当小球到达最高点时,小球具有的动能与势能之比是9?16。
将小球的运动分解为水平方向和竖直方向,则
由v=2gh,得mv=mgh
mv?mv=9?16
解得初始抛出时:vx?vy=3?4
所以竖直方向的初速度为vy=v0
竖直方向做匀减速运动
vy=gt
得t=
(2)设后来加上的电场场强大小为E,小球到达最高点时的动能与刚抛出时的动能相等,若电场力的方向与小球初速度的水平分量方向相同,则有t+v0=v0
解得:E1=
若电场力的方向与小球初速度的水平分量方向相反,则有t-v0=v0
解得:E2=