(共27张PPT)
课后 达标检测
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2.(多选)(2024·四川成都期中)如图所示,竖直放置的平行金属板带等量异种电荷,一带电微粒沿图中直线从A向B运动,下列说法正确的是( )
A.微粒可能带正电
B.微粒加速度减小
C.微粒电势能增大
D.微粒动能减小
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解析:微粒受重力与电场力而沿图中的直线运动,则重力与电场力的合力一定沿运动方向,由受力分析可知,合力只能沿AB的反方向,如图所示,可知微粒受到的电场力水平向左,与电场方向相反,则微粒带负电,故A错误。
微粒受到重力与电场力均为恒力,则合力为恒力,微粒加速度不变,故B错误。
由于电场力方向与运动方向的夹角大于90°,可知电场力做负功,微粒电势能增大;由于合力方向与运动方向相反,则合力做负功,根据动能定理可知,微粒动能减小,故C、D正确。
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3.(多选)(2024·安徽亳州联考)如图所示,某一空间为真空,只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场,在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒,恰能沿图示虚线由A向B做直线运动。下列说法正确的是( )
A.微粒只能带负电荷
B.微粒可能做匀加速直线运动
C.仅改变初速度的方向(与原速度不共线),微粒将做曲线运动
D.运动过程中微粒电势能减小
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解析:微粒做直线运动,则合力沿直线方向或者合力为零,由题意可知,重力竖直向下,电场力只能水平向左,故只有负电荷才能做直线运动且一定是匀减速运动,故A正确,B错误;
合力方向一定,仅改变初速度方向(与原速度不共线),则初速度和合力不共线,微粒将做曲线运动,故C正确;
电场力方向与运动方向夹角为钝角,则电场力做负功,电势能增大,故D错误。
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微粒从A到B的过程电场力做正功,电势能减小,故C错误;
微粒从A到B的过程受竖直向下的重力和水平向右的电场力,根据牛顿第二定律可知粒子水平和竖直的加速度大小不变,所以合加速度大小不变,方向为右下方,所以从A到B微粒做匀变速运动,故D正确。
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6.(2024·甘肃武威统考)如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容器电容为C、带电荷量为Q,两极板之间的距离为d,上极板正中央有一小孔,一带电的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,小球穿过小孔到达下极板处的速度恰好为零,空气阻力不计,电容器上极板带正电,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g。求:
(1)小球所带电荷的性质;
解析:由题意可知小球在平行板中所受电场力方向向上,平行板电容器中的电场强度方向向下,负电荷的受力方向和电场强度方向相反,可知小球带负电。
答案:负电
(2)小球到达小孔处的速度;
(3)小球的比荷。
7.(2024·广东中山联考)如图所示,一根长L=0.5 m的细绝缘线,上端固定,下端系一个质量m=4×10-3 kg的带电小球,将整个装置放入一匀强电场当中,电场强度大小E=3×103 N/C,方向为水平向右。已知当细线偏离竖直方向θ=37°时,小球处于平衡状态,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。
(1)小球带何种电荷,带电量为多少?
解析:对小球受力分析,如图所示
小球所受电场力方向与匀强电场方向相同,所以带正电荷。由平衡条件可得mg tan θ=qE
解得q=1×10-5C。
答案:正电荷 1×10-5C
(2)若将小球拉至最低点C无初速度释放,求当小球运动到B点时的速度大小。
(3)若将小球拉至最低点C无初速度释放,求当小球运动到B点时绳中拉力大小。
答案:0.07 N
(1)求滑块的带电量q。
(2)求水平轨道上A、B两点之间的距离L。
(3)从A滑至C的过程,何处动能最大,并求出该最大值。
9.(2024·福建漳州期中)如图所示,水平绝缘光滑的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=1.60 m,在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104 N/C,现有一电荷量q=+1.0×10-4C、质量m=0.10 kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,sPB=5 m,带电体可以通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点,g取10 m/s2。试求:
(1)带电体在B点的速度vB大小;
答案:10 m/s
(2)带电体经过圆轨道B点时对轨道的压力大小;
答案:7.25 N
(3)D点到B点的距离xDB。
答案:1.6 m