(10分)如图所示,ABCD为竖立放在场强为E=104 V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环,轨道的水平部分与半圆环相切,A为水平轨道上的一点,而且AB=R=0.2m.把一质量m=0.1kg、带电量q=10﹣4C的小球,放在水平轨道的A点由静止开始释放后,在轨道的内侧运动.(g取10m/s2)求:
(1)它到达C点时的速度是多大?
(2)若让小球安全通过D点,开始释放点离B点至少多远?
(10分)如图所示,粒子发生器发射出一束质量为m,电荷量为q的粒子,从静止经加速电压U1加速后,获得速度,并沿垂直于电场方向射入两平行板中央,受偏转电压U2作用后,以某一速度离开电场,已知平行板长为L,两板间距离为d,求:
(1)粒子从静止经加速电压U1加速后,获得速度υ0
(2)粒子在偏转电场中运动的时间t
(3)粒子在离开偏转电场时纵向偏移量y.
(8分)竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场,其电场强度为E,在该匀强电场中,用丝线悬挂质量为m的带电小球,丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡,小球与右侧金属板相距d,如图所示,求:
(1)小球带电荷量q是多少?
(2)若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间?
(8分)如图所示,在匀强电场中,有A、B两点,它们间距为2cm,两点的连线与场强方向成60°角.将一个电量为﹣2×10﹣5C的电荷由A移到B,其电势能增加了0.1J.则:
(1)在此过程中,电场力对该电荷做了多少功?
(2)A、B两点的电势差UAB为多少?
(3)匀强电场的场强为多大?
(多选)如图所示,一个绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场E中,在环与环圆心等高处有一个质量为m、带电量为+q的小球由静止开始沿轨道运动,则( )
A. 小球运动过程中机械能守恒
B. 小球经过环的最低点时速度最大
C. 在最低点时球对环的压力为(mg+qE)
D. 在最低点时球对环的压力为3(mg+qE)
(多选)一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C点运动到D点,其v﹣t图象如图所示,则下列说法中正确的是( )
A. A点的电场强度一定大于B点的电场强度
B. 粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能
C. CD间各点电场强度和电势都为零
D. AB两点间的电势差大于CB两点间的电势差