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    12．如图所示，正方形区域ABCD边长L=8cm，内有平行于AB方向指向BC边的匀强电场，场强E=3750V/m，一带正电的粒子电量q=10-10 C，质量m=10-20 kg，沿电场中心线RO飞入电场，初速度v0=2×106 m/s，粒子飞出电场后经过界面CD、PS间的无电场区域后，进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域，一进入该区域即开始做匀速圆周运动（设点电荷左侧的电场分布以界面PS为界限，电荷经过PS时不受PS影响）．已知CD、PS相距12cm，粒子穿过PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏MN上．不计粒子重力（静电力常数k=9×109 N•m2/C2），试求：

    （1）粒子穿过界面PS时偏离中心线OR的距离y；
    （2）粒子穿过界面PS时的速度大小与方向；
    （3）O点与PS面的距离x．

    分析 （1）带电粒子垂直进入匀强电场后，只受电场力，做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动．由牛顿第二定律求出加速度，由运动学公式求出粒子飞出电场时的侧移y1；由几何知识求解粒子穿过界面PS时偏离中心线RO的距离y．
    （2）由运动学公式和速度的合成求出粒子离开电场时的速度大小和方向，由于离开电场后粒子做匀速直线运动，即可得到粒子穿过界面PS时的速度大小与方向；
    （3）由几何知识求解O点与PS面的距离x．

    解答 解：（1）粒子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，则有
    水平方向：L=v0t．
    竖直方向：y1=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$
    又qE=ma，
    则a=$\frac{qE}{m}$
    得y1=$\frac{qE{L}^{2}}{2m{v}_{0}^{2}}$，
    其中：L=8cm=0.08m，q=10-10 C，m=10-20 kg，E=3750V/m，v0=2×106 m/s，
    代入解得，y1=0.03m=3cm．
    根据几何知识得：y：y1=（s+$\frac{L}{2}$）：$\frac{L}{2}$，
    解得 y=4y1=12 cm
    （2）vy=at=$\frac{qEL}{m{v}_{0}}$=$\frac{1{0}^{-10}×3750×0.08}{1{0}^{-20}×2×1{0}^{6}}$=1.5×106 m/s，
    vx=v0=2×106 m/s
    粒子离开电场时的速度大小为v=$\sqrt{{v}_{x}^{2}+{v}_{y}^{2}}$=2.5×106 m/s
    粒子的速度偏向角的正切为tanθ=$\frac{{v}_{y}}{{v}_{x}}$=0.75，得θ=37°
    由于离开电场后粒子做匀速直线运动，则得粒子穿过界面PS时的速度大小为2.5×106 m/s，方向与水平成37°角斜向下右下方．
    （3）由几何关系得 x=ytanθ=9cm．
    答：（1）粒子穿过界面PS时偏离中心线OR的距离y是12cm；
    （2）粒子穿过界面PS时的速度大小为2.5×106 m/s，方向与水平成37°角斜向下右下方；
    （3）O点与PS面的距离x是9cm．

    点评 有关带电粒子在匀强电场中的运动，可以从两条线索展开：其一，力和运动的关系．根据带电粒子受力情况，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度和位移等；其二，功和能的关系．根据电场力对带电粒子做功，引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理进行解答．

    练习册系列答案
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    A．国旗匀加速运动时加速度大小为a=0.1m/s2
    B．国旗匀速运动时速度大小为v=0.2m/s
    C．国旗匀加速过程与匀减速过程的平均速度相同
    D．国旗匀加速过程与匀减速过程的加速度相同

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    3．如图所示：

    （1）在图甲中．若规定EpA=0．则EpB＜0（填“＞““=“或“＜“）
    （2）试分析图乙中静电力做功情况及相应的电势能变化情况．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    20．酒后驾驶会导致许多安全隐患，是因为驾驶员的反应时间变长，反应时间是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间．下表中“思考距离”是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间内汽车行驶的距离，“制动距离”是指驾驶员从发现情况到汽车停止行驶的距离（假设汽车制动时的加速度大小都相同）．
    速度/（m•s-1）思考距离/m制动距离/m
    正常酒后正常酒后
    157.515.022.530.0
    2010.020.036.746.7
    2512.525.054.266.7
    分析上表可知，下列说法正确的是（　　）
    A．驾驶员正常情况下反应时间为0.5 s
    B．驾驶员酒后反应时间比正常情况下多0.5 s
    C．驾驶员采取制动措施后汽车的加速度大小为3.75 m/s2
    D．若汽车以25 m/s的速度行驶时，发现前方60 m处有险情，酒后驾驶不能安全停车

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    7．从地面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，选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运动平面的水平电场，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．已知重力加速度大小为g．试求：
    （1）无电场时，小球升到最高点的时间；
    （2）后来所加电场的场强大小．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    17．如图所示，ABCD是放在E=103v/m的水平匀强电场中的绝缘光滑竖直轨道，BCD是半径10cm的半圆环，AB=15cm，一质量m=10-2kg、带电量q=10-4的带正电小球由静止在电场力作用下自A点沿轨道运动，（g=10m/s2）求：
    （1）它运动到C点速度多大？
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    （3）要使小球运动到D点，小球开始运动的位置A至少离B点多远？

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    4．如图所示，平行板电容器与电动势为E′的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略．一带负电油滴被固定于电容器中的P点．现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（　　）
    A．平行板电容器的电容将变小
    B．静电计指针张角变小
    C．带电油滴的电势能将减少
    D．若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变

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    C．电荷M的电荷量大于电荷N的电荷量
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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    2．下列说法中正确的是（　　）
    A．电容器是储存电荷和电能的容器，只有带电时才称电容器
    B．电子是元电荷，元电荷e值最早是由美国物理学家密立根测得的
    C．法拉第不仅提出了场的概念，而且直观的描绘了场的清晰图象
    D．牛顿利用扭秤实验测出了静电力常量k值

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