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带电粒子在电场中运动的综合问题
1.(2024·日照模拟)有一种电荷限制式喷墨打印机,它的打印头的结构简图如图所示。其
中墨盒可以喷出微小的墨汁微粒,此微粒经过带电室后以肯定的初速度垂直射入偏转电场,
再经偏转电场后打到纸上,显示出字符。不考虑墨汁的重力,为使打在纸上的字迹缩小,下
列措施可行的是()
A.减小墨汁微粒的质量
B.增大墨汁微粒所带的电荷量
C.增大偏转电场的电压
D.增大墨汁微粒的喷出速度
qUl2
解析:选D依据偏转距离公式y=可知,为使打在纸上的字迹缩小,要增大墨汁
2
2mdv0
微粒的质量,减小墨汁微粒所带的电荷量,减小偏转电场的电压,增大墨汁微粒的喷出速度,
D正确。
2.(多选)一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中,只受重力、电场力和空气阻
力三个力的作用。若重力势能增加5J,机械能增加1.5J,电场力做功2J,则小球()
A.重力做功为5JB.电势能削减2J
C.空气阻力做功0.5JD.动能削减3.5J
解析:选BD小球的重力势能增加5J,则小球克服重力做功5J,故A错误;电场力
对小球做功2J,则小球的电势能减小2J,故B正确;小球共受到重力、电场力、空气阻
力三个力作用,小球的机械能增加1.5J,则除重力以外的力做功为1.5J,电场力对小球
做功2J,则知空气阻力做功为-0.5J,即小球克服空气阻力做功0.5J,故C错误;重力、
电场力、空气阻力三力做功之和为-3.5J,依据动能定理,小球的动能减小3.5J,D正确。
3.(多选)如图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变更
的图像。当t=0时,在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子,
设带电粒子只受电场力的作用,下列说法中正确的是()
A.带电粒子将始终向同一个方向运动
B.2s末带电粒子回到原动身点
C.3s末带电粒子的速度为零
D.0~3s内,电场力做的总功为零
解析:选CD设第1s内粒子的加速度为a1,第2s内的加
1
qE
速度为a2,由a=可知,a2=2a1,设带电粒子起先时向负方向运动,可见,粒子第1s内
m
向负方向运动,1.5s末粒子的速度为零,然后向正方向运动,至3s末回到原动身点,粒
子的速度为0,设带电粒子起先时向负方向运动,由动能定理可知,此过程中电场力做的总
功为零,综上所述,可知C、D正确。
4.(多选)(2024·佛山模拟)一平行板电容器的两个极板水平放置,两极板间有一带电
荷量不变的小油滴,油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比。若两极板间
电压为零,经一段时间后,油滴以速率v匀速下降;若两极板间的电压为U,经一段时间后,
油滴以速率v匀速上升。若两极板间电压为2U,油滴做匀速运动时速度的大小可能为()
A.3vB
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