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1、電場(chǎng)難題一一經(jīng)典題你2. 如圖所示,光滑絕緣的細(xì)圓管彎成半徑為R的半圓形,固定在豎直面內(nèi)、管口 B、C的連線是水平直徑,現(xiàn)有一帶正電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從B點(diǎn)正上方的A點(diǎn)自由下落,A B兩點(diǎn)間距離為4R,從小球進(jìn)入管口開(kāi)始,整個(gè)空間中突然加上一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng), 電場(chǎng)力在豎直向上的分力大小與重力大小相 等,結(jié)果小球從管口 C處脫離圓管后,其運(yùn)動(dòng)軌跡最后經(jīng)過(guò) A點(diǎn),設(shè)小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中帶電量沒(méi)有改變, 重力加速度為g,求:(1)小球到達(dá)B點(diǎn)的速度大??;(2)小球受到的電場(chǎng)力的大小和方向;(3)小球經(jīng)過(guò)管口 C處時(shí)對(duì)圓管壁的壓力。3、如圖所示,一固定在豎直平面內(nèi)的光滑絕緣半圓形軌道ABC其半徑為R=0.4m.
2、軌道在C處與水平絕緣板相切.在絕緣板上距C點(diǎn)2m的D點(diǎn)靜置一質(zhì)量m=20g的 小物塊(可看作質(zhì)點(diǎn)),小物塊帶負(fù)電,電量為 q=lC,今在空間加一水平向左 的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)方向與導(dǎo)軌共面,發(fā)現(xiàn)小物塊恰能通過(guò)軌道最高點(diǎn)A.取g=10m/s2,求:(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度 E;( 2)小物塊的落點(diǎn)到C點(diǎn)的距離 X.圖 821(自認(rèn)為第二問(wèn)答案有誤,不應(yīng)水平方向勻速運(yùn)動(dòng),請(qǐng)勿看答案。)4、如圖8 21所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線,一端懸于 0點(diǎn),另一端連接一質(zhì)量為 m的帶負(fù)電小球,置于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,在0點(diǎn)正下方釘i個(gè)釘子0,,已知小球受到的電場(chǎng)力是重力的,現(xiàn)將細(xì)線向右水平拉直后從靜止釋放,細(xì)線碰到釘
3、子后要使小球剛好饒釘子 O在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng),求 00長(zhǎng)度5、兩塊平行金屬板A、B彼此平行放置,板間距離為d,兩板分別帶有等量異種電荷,且 板帶正電,兩板中間有一帶負(fù)電的油滴 P,當(dāng)兩板水平放置時(shí),油滴恰好平衡,若把兩板 傾斜60°,把油滴從P靜止釋放,油滴可以打在金屬板上,問(wèn):(1)油滴將打在哪塊金屬板上?( 2)油滴打在金屬板上的速率是多少?6、如圖所示,在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一表面光滑、與水平面成45°角的絕緣直桿AC其下端(C端)距地面高度h=0. 8m有一質(zhì)量500g的帶電小環(huán)套在直桿上,正以某2一速度,沿桿勻速下滑,小環(huán)離桿后正好通過(guò)C端的正下方P點(diǎn)處。(
4、g取l0m/s ) 求:(1)小環(huán)離開(kāi)直桿后運(yùn)動(dòng)的加速度大小和方向。正下方釘i個(gè)釘子0,,已知小球受到的電場(chǎng)力是重力的,現(xiàn)將細(xì)線(2)小環(huán)從C運(yùn)動(dòng)到P過(guò)程中的動(dòng)能增量。(3)小環(huán)在直桿上勻速運(yùn)動(dòng)速度的大小V。7、如圖所示,水平地面上方被豎直線 MN分隔成兩部分,M點(diǎn)左側(cè)地面粗糙,動(dòng)摩擦因數(shù)為 卩=0.5,右側(cè)光滑.MN右側(cè)空 間有一范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)在 O點(diǎn)用長(zhǎng)為R= 5m的輕質(zhì)絕緣細(xì)繩,拴一個(gè)質(zhì)量 nA= 0.04kg,帶電量為q = +2 10-4的 小球A,在豎直平面內(nèi)以v= 10m/s的速度做順時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到 最低點(diǎn)時(shí)與地面剛好不接觸處于原長(zhǎng)的彈簧左端連在墻上,右端與不帶I
5、 、z/zz z z z z zz z z zz z z z zz電的小球B接觸但不粘連,B球的質(zhì)量m=0.02kg,此時(shí)B球剛好位于M點(diǎn).現(xiàn) 用水平向左的推力將B球緩慢推至P點(diǎn)(彈簧仍在彈性限度內(nèi)),MP之間 的距離為L(zhǎng)= 10cm,推力所做的功是 W 0.27 J,當(dāng)撤去推力后,B球沿地面 右滑恰好能和A球在最低點(diǎn)處發(fā)生正碰,并瞬間成為一個(gè)整體 C (A、B C 均可視為質(zhì)點(diǎn)),碰后瞬間立即把勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小變?yōu)?E = 6 103N/C, 電場(chǎng)方向不變(取 g= 10m/s )求:(1)A、B兩球在碰前勻強(qiáng)電場(chǎng)的大小和方向.(2)碰撞后整體C的速度.(3)整體C運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)繩的拉力大
6、小8、如圖所示,為一個(gè)從上向下看的俯視圖,在光滑絕緣的水平桌面上,固定放置一條光滑 絕緣的擋板軌道ABCD AB段為直線,BCD段是半徑為R的一部分圓?。▋刹糠窒嗲杏诎逄幱趫?chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)方向與圓的直徑 MN平行現(xiàn)使一帶電量為+ q、質(zhì)量為m的小球由靜止從斜擋板內(nèi)側(cè) 上某點(diǎn)釋放,為使小球能沿?fù)醢鍍?nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng),最后從D點(diǎn)拋岀,試求:(1) 小球從釋放點(diǎn)到N點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向的最小距離 s; (2)在上述條件下小球經(jīng)過(guò) N點(diǎn)時(shí)對(duì)擋板的壓力大小.m帶q負(fù)電荷的小球B以速度Vo離A9、質(zhì)量為2m,帶2q正電荷的小球A,起初靜止在光滑絕緣水平面上,當(dāng)另一質(zhì)量為 而去的同時(shí),釋放 A球,如圖12所示。
7、若某時(shí)刻兩球的電勢(shì)能有最大值,求:(1)此時(shí)兩球速度各多大?(2)與開(kāi)始時(shí)相比,電勢(shì)能最多增加多少?10、如圖所示,在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一不可伸長(zhǎng)的不導(dǎo)電細(xì)線的一端連著一個(gè)質(zhì)量為 定于O點(diǎn),當(dāng)小球靜止在B點(diǎn)時(shí),細(xì)線與豎直方向夾角e =30°問(wèn):(1)小球帶電量多少?(2) 若將小球拉到A點(diǎn)使細(xì)線呈水平狀態(tài),當(dāng)小球無(wú)初速釋放后,從A到B過(guò)程,電場(chǎng)力對(duì)小球做功多少?11、如圖所示為研究電子槍中電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化模型示意圖。在Oxy平面的ABC區(qū)域內(nèi),存在兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)大小均為 E(3)小球過(guò)最低點(diǎn)C時(shí),細(xì)線對(duì)小球拉力多大?的勻強(qiáng)電場(chǎng)I和II ,兩電場(chǎng)的邊界均是邊長(zhǎng)為 L的正方形 計(jì)
8、電子所受重力)。(1)在該區(qū)域AB邊的中點(diǎn)處由靜止釋放電子,求電子離開(kāi) 區(qū)域的位置。(2)在電場(chǎng)I區(qū)域內(nèi)適當(dāng)位置由靜止釋放電子,電子恰能從 區(qū)域左下角D處離開(kāi),求所有釋放點(diǎn)的位置。(3)若將左側(cè)電場(chǎng)II整體水平向右移動(dòng)L/n (n> 1),仍使電子從ABCD區(qū)域左下角D處離開(kāi)(D不隨電場(chǎng)移動(dòng)),求在 電場(chǎng)I區(qū)域內(nèi)由靜止釋放電子的所有位置。12、( 12分)一束電子流(電子質(zhì)量為 m,電量絕對(duì)值為e)經(jīng)電壓為U的加速電場(chǎng)加速r*-*«*f 后,在距兩極板等距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng),如圖所示,若兩板間距為d,板長(zhǎng)為I ,那么,要使電子能從平行板間飛岀,則(1)電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)
9、的速度大小是多少?(4分)(2)兩個(gè)極板上最多能加多大的偏轉(zhuǎn)電壓 U ' ? (8分)13、如圖所示,質(zhì)量為 m電荷量為+q的小球從距地面一定高度的 0點(diǎn),以初速度vo沿著L水平方向拋出,已知在小球運(yùn)動(dòng)的區(qū)域里,存在著一個(gè)與小球的初速度方向相反的勻強(qiáng)電 場(chǎng),如果測(cè)得小球落地時(shí)的速度方向恰好是豎直向下的,且已知小球飛行的水平距離為(I )電場(chǎng)強(qiáng)度E為多大?( 2)小球落地點(diǎn)A與拋岀點(diǎn)0之間的電勢(shì)差為多大?(3)小球落地時(shí)的動(dòng)能為多大?14、如下圖所示,在一個(gè)范圍較大的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,用長(zhǎng)為L(zhǎng)絕緣絲線將質(zhì)量為 m帶電小球系于電場(chǎng)中固定點(diǎn) 0處,當(dāng)小球靜止于A時(shí),懸線與豎直方向夾角e =45 &
10、#176;。將小球拉到B時(shí),使線剛水平伸直,然后自由釋放小球。(1 )小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)處的時(shí)間;2)小球運(yùn)動(dòng)到A位置時(shí)的動(dòng)能。°°X. r丄X.15、如圖所示,水平絕緣光滑軌道 AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形 粗糙絕緣軌道BC平滑連接,圓弧的半徑 R = 0.40m。在軌道所在空間存在水平向 右的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度 E =1.0 x 104N/C?,F(xiàn)有一質(zhì)量m = 0.10kg的帶電體(可 視為質(zhì)點(diǎn))放在水平軌道上與B端距離s = 1.0m的位置,由于受到電場(chǎng)力的作用帶電體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的C端時(shí),速度恰好為零。已知帶電體所帶電荷q = 8.0
11、 x 105C,取10g=10m/s,求:(1) 帶電體在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小及運(yùn)動(dòng)到B端時(shí)的速度大小;(2) 帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的 B端時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大小;(3) 帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電場(chǎng)力和摩擦力帶電體所做的功各是多少。16、如圖所示,在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一絕緣的光滑離心軌道,一個(gè) 帶負(fù)電的小球從斜軌道上的 A點(diǎn)由靜止釋放,沿軌道滑下,已知小球的質(zhì) 量為:,電量為/,勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為 E,斜軌道的傾角為a (小 球的重力大于所受的電場(chǎng)力)。(1) 求小球沿斜軌道下滑的加速度的大??;(2) 若使小球通過(guò)圓軌道頂端的 B點(diǎn)時(shí)不落下來(lái),求A點(diǎn)距水平地面的高 度h至
12、少應(yīng)為多大?(3) 若小球從斜軌道h=5R處由靜止釋放。假設(shè)其能夠通過(guò) B點(diǎn),求在此過(guò)程中小球機(jī)械能的改變量。17、如圖所示,質(zhì)量為-匸的帶電粒子以-'的速度從水平放置的平行金屬板 A、B中央飛入電場(chǎng),已3A .,知板長(zhǎng)4一丄,板間距-::,當(dāng)AB間加電壓一時(shí),帶電粒子恰好沿直線穿過(guò),2電場(chǎng)(設(shè)此時(shí)A板電勢(shì)高),重力加速度取 g=10m/s*B Lr第14題因求:(1)粒子帶什么電?電荷量為多少?( 2) A、B間所加電壓為多少時(shí),帶電粒子剛好能從上極板右端飛岀?18、如圖所示,一個(gè)電子以100ev的初動(dòng)能從A點(diǎn)垂直電場(chǎng)線方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng),在B點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng)時(shí),其運(yùn)動(dòng)方向與電場(chǎng)線成1500
13、角,則A與B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差多大?19、如圖所示,ABCD表示豎立放在場(chǎng)強(qiáng) EhO'v/m的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中的絕緣光滑軌道,其中軌道的BCD部分是半徑為R的半圓環(huán),軌道的水平部分與半圓環(huán)相切,A為水平軌道的一點(diǎn),而且 厶 匸 .,把一質(zhì)量m = 100g,帶電量q=10 4C的小球放在水平軌道的 A 點(diǎn)上面由靜止開(kāi)始釋放后,在軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)(g=10m/s2)求:(1)它到達(dá)C點(diǎn)的速度多大(2)它到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力是多大? 3)小球所能獲得 的最大的動(dòng)能是多少?(3)水平軌道上A、B兩點(diǎn)之間的距離20、如圖所示,設(shè)從灼熱金屬絲逸岀的電子流初速為零,并設(shè)該電子流, 經(jīng)加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。已
14、知加速電場(chǎng)的電壓是 Uo,偏轉(zhuǎn)極間的電壓是U, 偏轉(zhuǎn)板長(zhǎng)L,相距d,電子電量為e,質(zhì)量為no,求(1)電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度 vo大??;(2)電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的 側(cè)移距離y;( 3)電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度 v大小。21、如圖所示,BC是半徑為R的圓弧形的光滑且絕緣的軌道,位于豎直平面內(nèi),其下端與水平絕緣軌道平滑連接,整個(gè)軌道處在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度為E.現(xiàn)有一質(zhì)量為m帶正電q的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),從 C點(diǎn)由靜止釋放,滑到水平軌道上的 A點(diǎn)時(shí)速度減為零。若已知滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為-,求:(1) 滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大??;A滑塊經(jīng)過(guò)圓弧軌道的B點(diǎn)時(shí),所受軌道支持力的大小
15、;22、如圖所示,在豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系 xoy中,第W象限內(nèi)存在沿x員負(fù)方向的勻強(qiáng) 電場(chǎng).一質(zhì)量為m電量為q的帶正電小球從x軸上的A點(diǎn)由靜止釋放,打在y軸上的B點(diǎn). 已知A點(diǎn)坐標(biāo)為(21,0),B點(diǎn)坐標(biāo)為(0, I ).求:(1電場(chǎng)強(qiáng)度E (2)若小球從距A點(diǎn)高度為I的C點(diǎn)由靜止釋放,則打在y軸上的坐 標(biāo)如何?這時(shí)速度大小方向如何?23、如圖所示,電荷量均為+ q、質(zhì)量分別為m 2m的小球A和B,中間連接質(zhì)量不計(jì)的絕緣細(xì)繩,在豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng) 中以速度vo勻速上升,某時(shí)刻細(xì)繩斷開(kāi),若忽略 A、B間的靜電力,求:'Ta用電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)當(dāng)B球速度為零時(shí),A球的速度大小。24、( 14分)
16、如圖所示,一示波管偏轉(zhuǎn)電極的長(zhǎng)度d= 1.5cm,兩極間電場(chǎng)是均勻47的,E= 1.2 X 10 V/m, (E垂直于管軸),一個(gè)電子以vo= 2.6 X 10 m/s的初速度沿 管軸射入,已知電子質(zhì)量 m= 9.1 X 1031kg,電荷量q= 1.6 X 1019 C.求:(1)電子穿岀兩極板的時(shí)間(2 )電子經(jīng)過(guò)電極后,發(fā)生的偏轉(zhuǎn)量y.25、如圖所示,在0點(diǎn)處放置一個(gè)正電荷。在過(guò) 0點(diǎn)的豎直平面內(nèi)的A點(diǎn),自由釋放一個(gè)帶正電的小球,小球的質(zhì)量為 m 電荷量為q。小球落下的軌跡如圖中虛線所示,它與以 0為圓心、R為半徑的圓(圖中實(shí)線表示)相交于 B、C兩點(diǎn),O C 在同一水平線上,/ BOC
17、30°, A距離0C的豎直高度為h。若小球通過(guò)B點(diǎn)的速度為v,則下列說(shuō)法中正確的A.小球通過(guò)C點(diǎn)的速度大小是B.小球通過(guò)C點(diǎn)的速度大小是C 小球由A到C電場(chǎng)力做功是_ -mgh颶佻-蘭)_丄咧D.小球由A到C機(jī)械能的損失是 _11、A、B是電場(chǎng)中的同一條直線形電場(chǎng)線上的兩點(diǎn).若將一個(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷從 動(dòng)過(guò)程中的速度圖象如圖所示比較A點(diǎn)由靜止釋放,它在沿電場(chǎng)線從 A向B運(yùn)B兩點(diǎn)的電勢(shì)U和場(chǎng)強(qiáng)E,下列說(shuō)法中正確的是A. UA>Ub, Ea>EbB.UA>Ub, Ea< EbC. UA<Ub, Ea<EbD.UAvUB, EA> Eb27、如圖所示
18、,粒子進(jìn)入此靜電場(chǎng)后,沿實(shí)線軌跡運(yùn)動(dòng),依次與三個(gè)等勢(shì)面交于A B、C為等量異種電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,a、已知三個(gè)等勢(shì)面的電勢(shì)關(guān)系為 b、c、d、f五點(diǎn)。不計(jì)粒子重力,B.該帶電粒子帶負(fù)電粒子在ab段速率逐漸增大粒子在a點(diǎn)的速率大于在e點(diǎn)的速率AV B< C。一帶電 下列說(shuō)法中正確的C.a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小小于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小28、某電場(chǎng)的分布如圖所示,帶箭頭的實(shí)線為電場(chǎng)線,虛線為等勢(shì)面.A、B C三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度分別為EA、Eb、Ec,電勢(shì)分別為;二、,關(guān)于這三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的關(guān)系,以下判斷正確的是.ea>Eb, 1 a;.ea>Eb,.Ea=Ec,匚=/:29、某電場(chǎng)的
19、電場(chǎng)線分布如圖所示,以下說(shuō)法正確的是A. 1點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于:點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)B. “點(diǎn)電勢(shì)高于:點(diǎn)電勢(shì)C. 若將一試電荷I"由點(diǎn)釋放,它將沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到 ;點(diǎn)30、如圖所示,在光滑絕緣水平面上的M N兩點(diǎn)各放有一個(gè)電荷量分別為 +q和+2q的完全相同的金屬球 A、B。在某時(shí)刻,使A、B以相等的初動(dòng)能E開(kāi)始沿同一直線相向運(yùn)動(dòng)(這時(shí)它們的動(dòng)量大小均為P),若它們?cè)谂鲎策^(guò)程中無(wú)機(jī)械能損失,碰后又各自返回。它們返回 M N兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為 Ei和巳,動(dòng)量大小分別為Pi和P2,則下列結(jié)論正確的是:()A. Ei = E>E,P = P2>PB. Ei = E = E? Pi = R = PC.
20、碰撞一定發(fā)生在 M N連線中點(diǎn)的左側(cè)D. 兩球不可能同時(shí)返回到 M N兩點(diǎn)3i、如圖所示,在絕緣水平面上固定兩個(gè)等量同種電荷A、B,在AB連線上的P點(diǎn)由靜止釋放一帶電滑塊,則滑塊會(huì)由靜止開(kāi)始一直向右運(yùn)動(dòng)到 AB連線上的另一點(diǎn)M而停下。則以下判斷正確的是A. 滑塊一定帶的是與A、B異種的電荷B. 滑塊的電勢(shì)能一定是先減小后增大C. 滑塊的動(dòng)能與電勢(shì)能之和一定減小D. AP間距一定小于BM間距A PBz z32、如圖所示,在真空室中有一水平放置的不帶電平行板電容器,板間距離為d,電容為C,上板B接地?,F(xiàn)有大量質(zhì)量均為m帶電量均為q的小油滴,以相同的初速度持續(xù)不斷地從兩板正中間沿圖中虛線所示方向射入
21、,第一滴油滴正好落到 下板A的正中央P點(diǎn)。如果能落到A板的油滴僅有N滴,且第N+i滴油滴剛好能飛離電場(chǎng),假定落到 A板的油滴的電量能 被板全部吸收,不考慮油滴間的相互作用,重力加速度為g,則()A.落到A板的油滴數(shù)B 落到A板的油滴數(shù)'/'mgiC.第N+i滴油滴通過(guò)電場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程所增加的動(dòng)能等于11B '' 一a V*X(A)i:4(B)i:3(C)1:2(D)1:1D.第N+i滴油滴通過(guò)電場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程所減少的機(jī)械能等于 33、如圖所示,在兩塊帶電平行金屬板間,有一束電子沿 Ox軸方向射入電場(chǎng),在 電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡為 OCD已知OA=AB則電子在0C段和CD段
22、動(dòng)能的增加量之比 EkC: EkD 為( )D.若在.點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷二,將一試探電荷由移至的過(guò)程中,電勢(shì)能減小34、如圖所示,圓形虛線表示固定于 0點(diǎn)的某點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的部分等勢(shì)線,實(shí)線為某個(gè)電子在該電場(chǎng)中由 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡,該軌跡與其中一條等勢(shì)線相切于b點(diǎn)。若電子只受該電場(chǎng)的作用,則下列說(shuō)法正確的是a點(diǎn)經(jīng)b點(diǎn)和cA . 0點(diǎn)的電電荷帶正電B . a點(diǎn)的電勢(shì)高于c點(diǎn)的電勢(shì)C 電子在a點(diǎn)的加速度大于在c點(diǎn)的加速度 D 電子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,在b點(diǎn)的電勢(shì)能最大35、如圖,電子在電勢(shì)差為 Ui的加速電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),然后射入電勢(shì)差為 與極板平行,整個(gè)裝置處于真空中,重力不計(jì),在滿足電子能射出平行板區(qū)域的
23、條件下,下述四種情況中,一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角變大的是的兩塊平行極板間的電場(chǎng)中,入射方向A.其它條件不變,Ui變小 B 其它條件不變,U變大C.其它條件不變,Ui變大同時(shí)lb變小 D 其它條件不變,U變小同時(shí)lb變大36、圖6中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線,虛線是某一帶電粒子通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡, 軌跡上的兩點(diǎn)。若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受電場(chǎng)力作用,根據(jù)此圖可作岀正確判斷的是()a、b是A.帶電粒子所帶電荷的符號(hào)B. 帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向C. 帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速度何處較大D.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能何處較大37、一帶電粒子在電場(chǎng)力的作用下沿下圖中曲線JK穿過(guò)一
24、勻強(qiáng)電場(chǎng),a、b、c、d為該電場(chǎng)的等勢(shì)面,其中有,若不計(jì)粒子的重力,可以確定A.粒子帶正電 B該粒子帶負(fù)電C 從J到K粒子的電勢(shì)能增加D. 粒子從J到K運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)能與電勢(shì)能之和不變38、一絕緣光滑半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)為E。在與環(huán)心等高處放有一質(zhì)量為 m帶電+q的小球,由靜止開(kāi)始沿軌道運(yùn)動(dòng),下述說(shuō)法正確的是A .小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒B .小球經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)速度最大C .小球經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力為3(mg+qE)D .小球經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力為(mg+qE)39、如圖所示,在真空室中有一水平放置的不帶電平行板電容器,板間距離為d,電容為C,上板B接地?,F(xiàn)
25、有大量質(zhì)量均為 m帶電量均為q的小油滴,以相同的初速度持續(xù)不斷 地從兩板正中間沿圖中虛線所示方向射入,第一滴油滴正好落到下板A的正中央P點(diǎn)。如果能落到A板的油滴僅有N滴,且第N+丨滴油滴剛好能飛離電場(chǎng),假定落到 A板的油滴 的電量能被板全部吸收,不考慮油滴間的相互作用,重力加速度為g,則晴學(xué)N3CdmgA.落到A板的油滴數(shù) B 落到A板的油滴數(shù):mgdC. N+1滴油滴通過(guò)電場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程所增加的機(jī)械能等于23mglD. N+1滴油滴通過(guò)電場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程所減少的機(jī)械能等于_40、( 10分)如題圖所示,光滑豎直絕緣桿與一圓周交于B C兩點(diǎn),圓心處固定一電量為+Q的點(diǎn)電荷,一質(zhì)量為 m電量為+q的帶
26、電環(huán)從桿上A點(diǎn)由靜止釋放。已知AB=BC=h q«Q環(huán)沿絕緣桿滑到B點(diǎn)時(shí)的速度(1) A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差(2) 環(huán)到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度,求:答案2、( 1)小球從開(kāi)始自由下落到到達(dá)管口B的過(guò)程中機(jī)械能守恒,故到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度大小(2)設(shè)電場(chǎng)力的豎直分力為Fy、水平分力為Fx,貝y .- =mg c -方向豎直向上) 小球從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中,由功能定理得-Fx?2R=廠八宀小球從管口 C處脫離圓管后,做類平拋運(yùn)動(dòng),軌跡經(jīng)過(guò)A點(diǎn),則y = 4R =vct電場(chǎng)力大小戸么1電場(chǎng)力的合力與方向水平方向成角,則tan ;=小球所受電場(chǎng)力方向與水平方向間的夾角/ =45(3)小球經(jīng)過(guò)管口 C處時(shí),向
27、心力由Fx和圓管的壓力N提供,設(shè)壓力N的方向向左,二即得N=3mg(方向向左)根據(jù)牛頓第三定律可知:小球經(jīng)過(guò)管口 C處時(shí)對(duì)圓管的壓力N' =3mg方向水平向右3、從D點(diǎn)到A點(diǎn),據(jù)動(dòng)能定理:mg = m 恰過(guò)A點(diǎn),據(jù)牛頓定律:離A點(diǎn)后平拋,運(yùn)動(dòng)分解:可求岀:電場(chǎng)強(qiáng)度 E = 0.06 N/C 距離x = 0.8 m4、【錯(cuò)解分析】錯(cuò)解:擺球從 A落下經(jīng)B到C的過(guò)程中受到重力G,繩子的拉力T和電場(chǎng)力F電三個(gè)力的作用,并且重力和電場(chǎng)力做功,拉力不做功,由動(dòng)能定理擺球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),擺線碰到釘子 O后,若要小球剛好繞釘子 O在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),如圖 8- 22。則在最高 點(diǎn)D應(yīng)滿足:mg =
28、 m從C到D的過(guò)程中,只有重力做功(負(fù)功),由機(jī)械能守恒定律mg2R 2 -解得15二 00=L- K = -5L= 0.369115考生以前做過(guò)不少“在重力場(chǎng)中釋放擺球。擺球沿圓弧線運(yùn)動(dòng)的習(xí)題”。受到這道題思維定勢(shì)的影響,沒(méi)能分析岀本 題的擺球是在重力場(chǎng)和電場(chǎng)疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。小球同時(shí)受到重力和電場(chǎng)力的作用,這兩個(gè)力對(duì)擺球運(yùn)動(dòng)軌跡都有影響。受“最高點(diǎn)”就是幾何上的最高點(diǎn)的思維定勢(shì)的影響,沒(méi)能分析清楚物理意義上的“最高點(diǎn)”含義。在重力場(chǎng)中應(yīng)是重力方向上 物體運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn),恰好是幾何意義上的最高點(diǎn)。而本題中,“最高點(diǎn)”則是重力與電場(chǎng)力的合力方向上擺球運(yùn)動(dòng)的 軌跡的最高點(diǎn)。【正確解答】本題是一個(gè)擺
29、在重力場(chǎng)和電場(chǎng)的疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,由于重力場(chǎng)和電場(chǎng)力做功都與路徑無(wú)關(guān),因此可以把兩個(gè)場(chǎng)疊 加起來(lái)看成一個(gè)等效力場(chǎng)來(lái)處理,如圖 8 -23所示,e =60開(kāi)始時(shí),擺球在合力F的作用下沿力的方向作勻加速直線運(yùn)動(dòng),從 A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),由圖8-23可知, AOB為等邊三角形,則擺球從A到B,在等效力場(chǎng)中,由能量守恒定律得:FI在B點(diǎn)處,由于在極短的時(shí)間內(nèi)細(xì)線被拉緊,擺球受到細(xì)線拉力的沖量作用,法向分量V2變?yōu)榱悖邢蚍至縱L - vB cos30& - vB接著擺球以V1為初速度沿圓弧BC做變速圓周運(yùn)動(dòng),碰到釘子 0'后,在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),在等效力場(chǎng)中,過(guò)點(diǎn)0'做合力F
30、的平行線與圓的交點(diǎn)為 Q即為擺球繞0點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的“最高點(diǎn)”,在 Q點(diǎn)應(yīng)滿足F =過(guò)0點(diǎn)做OPLAB取0P為等勢(shì)面,在等效力場(chǎng)中,根據(jù)能量守恒定律得:1mv2聯(lián)立解方程組得到23 + 1 2屁62j5 + 6L5、( 1)將打在A板上。a=g/2,打到板上的時(shí)間為:油(2)水平放置有Eq=mg把重力分解為平行電場(chǎng)方向和垂直電場(chǎng)方向,則沿電場(chǎng)方向的加速度為: 滴受到的合力為mg,所以加速度為g,達(dá)到板上速度的大小為:6、( 1):.a-罷g二 2麗(亦J)方向垂直于桿向下(2)設(shè)小環(huán)從C運(yùn)動(dòng)到P過(guò)程中動(dòng)能的增量為-1匸WG - wgA = 4J % 二0 :込二4J(3)環(huán)離開(kāi)桿作類平拋運(yùn)動(dòng):垂
31、直于桿方向勻加速運(yùn)動(dòng)a 平行于桿方向勻速運(yùn)動(dòng)一7、( 1)要使小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),必須滿足F 電=Eq=mg所以:=2X 103N/C方向豎直向上(2)由功能關(guān)系得,彈簧具有的最大彈性勢(shì)能Ep = W-嘰 g =0.277設(shè)小球J運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)速度為.1,由功能關(guān)系得v2=5w/s兩球碰后結(jié)合為,設(shè)的速度為1,由動(dòng)量守恒定律得(3)加電場(chǎng)后,因V/所以不能做圓周運(yùn)動(dòng),而是做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間一繩子在Q處繃緊,由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得1仝 J-叱x二訊尸尹牡二疋即:繩子繃緊時(shí)恰好位于水平位置,水平方向速度變?yōu)?,以豎直分速度1開(kāi)始做圓周運(yùn)動(dòng)V-叫尹;一 t 耕護(hù);二 EqR - ?ncgR設(shè)到
32、最高點(diǎn)時(shí)速度為一由動(dòng)能定理得;2'-_得- . -'v 二T +- Eq-m£ 在最高點(diǎn)由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得;二求得丄一8、解:根據(jù)題意分析可知,小球過(guò) M點(diǎn)時(shí)對(duì)擋板恰好無(wú)壓力時(shí),s最小,根據(jù)牛頓第二定律有:由動(dòng)能定理得:聯(lián)立解得:F_qE = tn(1) 小球過(guò)N點(diǎn)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有:有一匸qEs - 一 mvi由動(dòng)能定理得:_ “ 聯(lián)立解得:丄由牛頓第三定律可知,小球?qū)醢宓膲毫Υ笮?、析與解:(1)兩球距離最遠(yuǎn)時(shí)它們的電勢(shì)能最大,而兩球速度相等時(shí)距離最遠(yuǎn)。設(shè)此時(shí)速度為V,兩球相互作用過(guò)程中總動(dòng)量守恒,由動(dòng)量守恒定律得:mV= ( m+2m V,解得V=W3。(
33、2)由于只有電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能和動(dòng)能間可以相互轉(zhuǎn)化,電勢(shì)能與動(dòng)能的總和保持不變。所以電勢(shì)能增加最多為:10、( 1)小球在B點(diǎn)受重力,拉力,電場(chǎng)力三力平衡,(2)F -qE- wgtan 30°爐取(1-舶小球從A到B電場(chǎng)力做功丄2 祈型 _ qEL =(3)小球從A到C由動(dòng)能定理 _11)在C點(diǎn)繩對(duì)小球拉力為TT-mg = mL2)聯(lián)立1) 2 )得 T=(曠鬲訂311、( 1 )設(shè)電子的質(zhì)量為m,電量為e,電子在電場(chǎng)I中做勻加速直線運(yùn)動(dòng),岀區(qū)域I時(shí)的為V。,此后電場(chǎng)II做類平拋運(yùn) 動(dòng),假設(shè)電子從CD邊射岀,岀射點(diǎn)縱坐標(biāo)為y,有解得,所以原假設(shè)成立,即電子離開(kāi)ABCD區(qū)域的位置坐標(biāo)
34、為(2L, 一 )(2)設(shè)釋放點(diǎn)在電場(chǎng)區(qū)域D點(diǎn)離開(kāi),有I中,其坐標(biāo)為(x,y),在電場(chǎng)I中電子被加速到vi,然后進(jìn)入電場(chǎng)II做類平拋運(yùn)動(dòng),并從£解得 xy二-,即在電場(chǎng)I區(qū)域內(nèi)滿足議程的點(diǎn)即為所求位置(3)設(shè)電子從(x,y)點(diǎn)釋放,在電場(chǎng)I中加速到V2,進(jìn)入電場(chǎng)II后做類平拋運(yùn)動(dòng),在高度為y '處離開(kāi)電場(chǎng)II時(shí)的情景與(2)中類似,然后電子做勻速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)D點(diǎn),則有y-y二-at&EL f L“ =at =ty =v 解得,即在電場(chǎng)I區(qū)域內(nèi)滿足議程的點(diǎn)即為所求位置12、20(1)在加速電場(chǎng)中,由動(dòng)能定理叫二AEk得:Ve =- 02 0 2Ve'm要使電子
35、能飛出平行板,則有注9電子做類平拋運(yùn)動(dòng),加速度“空二上m dm解得電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度旳=飛行時(shí)間t =叫汾故豎直方向的位移y二丄諮二竺飛2 2dmvoa解得;uy葦或者叫=轡注意:解題歩驟不同,只要解法臺(tái)理正確,都給分。13、解:(1)分析水平方向的分運(yùn)動(dòng)有:= 2Lm.2分2121E-imvc2/qL1 2UAo = E L=-mv0 i q(2) A與O之間的電勢(shì)差:'(3)設(shè)小球落地時(shí)的動(dòng)能為!_.,空中飛行的時(shí)間為T,分析豎直方向的分運(yùn)動(dòng)有:分析水平方向的分運(yùn)動(dòng)有:7 2mQl?匕上A =2解得:"/a =14、2115、解:(1)設(shè)帶電體在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度
36、大小為a,根據(jù)牛頓第二定律有qE = ma解得:二- 11 m/s2設(shè)帶電體運(yùn)動(dòng)到B端的速度大小為Vb,則解得 J _J m/s(2)設(shè)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓軌道 B端時(shí)受軌道的支持力為 N,根據(jù)牛頓第二定律有N - mg =!R解得-11 N根據(jù)牛頓第三定律可知,帶電體對(duì)圓弧軌道B端的壓力大小 ;丄:N(3)因電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān),所以帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電場(chǎng)力所做的功 設(shè)帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦力所做的功為Wb,對(duì)此過(guò)程根據(jù)動(dòng)能定理有解得W摩=0.72J16、解:(1)根據(jù)牛頓第二定律:sin a(2)若小球剛好通過(guò)B點(diǎn)不下落,據(jù)牛頓第二定律mg -qE-小球由A到B,據(jù)動(dòng)能定理:(mg - qSYh - 2R)=2 式聯(lián)立,得1(3)小球從靜止開(kāi)始沿軌道運(yùn)動(dòng)到 B點(diǎn)的過(guò)程中,機(jī)械能的變化量為 E電由 E機(jī)=W電W 電=3REq得 E 機(jī)=3REq1117、 ( 1)負(fù)電,10- C(2) 1800V18、電子做類平拋運(yùn)動(dòng),在B點(diǎn),由速度分解可知氐=% = 40 加 ,由動(dòng)能定理得19、( 1廠1由得:V = 2m/s N c = 3N(2)因?yàn)?輕二qEJN,所以合場(chǎng)方向垂直于B,C的連線BC合場(chǎng)勢(shì)能最低的點(diǎn)在 0。的中點(diǎn)D, 如圖,小球的最大動(dòng)能:"阿"
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