小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com专题40带电粒子在电场运动(二)三、解答题46.(2023·山西·统考高考真题)密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属平板上下放置,间距固定,可从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、带电量不同、密度相同的小油滴。两板间不加电压时,油滴a、b在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动,速率分别为v0、;两板间加上电压后(上板为正极),这两个油滴很快达到相同的速率,均竖直向下匀速运动。油滴可视为球形,所受空气阻力大小与油滴半径、运动速率成正比,比例系数视为常数。不计空气浮力和油滴间的相互作用。(1)求油滴a和油滴b的质量之比;(2)判断油滴a和油滴b所带电荷的正负,并求a、b所带电荷量的绝对值之比。【答案】(1)8:1;(2)油滴a带负电,油滴b带正电;4:1【解析】(1)设油滴半径r,密度为ρ,则油滴质量则速率为v时受阻力则当油滴匀速下落时解得可知则小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com(2)两板间加上电压后(上板为正极),这两个油滴很快达到相同的速率,可知油滴a做减速运动,油滴b做加速运动,可知油滴a带负电,油滴b带正电;当再次匀速下落时,对a由受力平衡可得其中对b由受力平衡可得其中联立解得47.(2022·北京·高考真题)如图所示,真空中平行金属板M、N之间距离为d,两板所加的电压为U。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M板由静止释放。不计带电粒子的重力。(1)求带电粒子所受的静电力的大小F;(2)求带电粒子到达N板时的速度大小v;(3)若在带电粒子运动距离时撤去所加电压,求该粒子从M板运动到N板经历的时间t。小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com【答案】(1);(2);(3)【解析】(1)两极板间的场强带电粒子所受的静电力(2)带电粒子从静止开始运动到N板的过程,根据功能关系有解得(3)设带电粒子运动距离时的速度大小为v′,根据功能关系有带电粒子在前距离做匀加速直线运动,后距离做匀速运动,设用时分别为t1、t2,有,则该粒子从M板运动到N板经历的时间48.(2022·江苏·高考真题)某装置用电场控制带电粒子运动,工作原理如图所示,矩形区域内存在多层紧邻的匀强电场,每层的高度均为d,电场强度大小均为E,方向沿竖直方向交替变化,边长为,边长为,质量为m、电荷量为的粒子流从装置左端中点射入电场,粒子初动能为,入射角为,在纸面内运动,不计重力及粒子间的相互作用力。(1)当时,若粒子能从边射出,求该粒子通过电场的时间t;小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com(2)当时,若粒子从边射出电场时与轴线的距离小于d,求入射角的范围;(3)当,粒子在为范围内均匀射入电场,求从边出射的粒子与入射粒子的数量之比。【答案】(1);(2)或;(3)【解析】(1)电场方向竖直向上,粒子所受电场力在竖直方向上,粒子在水平方向上做匀速直线运动,速度分解如图所示粒子在水平方向的速度为根据可知解得(2)粒子进入电场时的初动能粒子进入电场沿电场方向做减速运动,由牛顿第二定律可得小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com粒子从边射出电场时与轴线的距离小于d,则要求解得所以入射角的范围为或(3)设粒子入射角为时,粒子恰好从D点射出,由于粒子进入电场时,在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向反复做加速相同的减速运动,加速运动。粒子的速度运动时间为粒子在沿电场方向,反复做加速相同的减速运动,加速运动,则则小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com则粒子在分层电场中运动时间相等,设为,则且代入数据化简可得即解得(舍去)或解得则从边出射的粒子与入射粒子的数量之比49.(2022·辽宁·高考真题)如图所示,光滑水平面和竖直面内的光滑圆弧导轨在B点平滑连接,导轨半径为R。质量为m的带正电小球将轻质弹簧压缩至A点后由静止释放,脱离弹簧后经过B点时的速度大小为,之后沿轨道运动。以O为坐标原点建立直角坐标系,...