【單元練】高中物理必修3第十章【靜電磁場(chǎng)中的能量】

一、選題1．兩個(gè)共軸的半圓柱形電極間的縫隙存在一沿半徑方向的電場(chǎng)，如圖所示。帶正電的粒子流由電場(chǎng)區(qū)域邊緣的M點(diǎn)射入電場(chǎng)，沿圖中所示的半圓形軌道通過(guò)電場(chǎng)并從另一邊緣的N點(diǎn)出，由此可知（）A．若入射粒子的電荷量相等，則出射粒的質(zhì)量一定相等B．入射粒子的電荷量相等，則出射粒子的動(dòng)能一定相等C．入射粒子的比荷相等，則出射粒子的動(dòng)量一定相等．入射粒子的比荷相等，則射粒子的動(dòng)能一定相等B解析：根據(jù)電場(chǎng)力提供向心力有qE

2r解得r

mv2qE帶正電的粒子流由電場(chǎng)區(qū)域邊緣的M點(diǎn)入電場(chǎng)，沿圖中所示的半形軌道通過(guò)電場(chǎng)并從另一邊緣的N點(diǎn)射出，則軌道半徑保持不變，所以若入射子的電荷量相等，則出射粒子的動(dòng)能一定相等。故選。2．如圖所示，真空中固定兩個(gè)等量異點(diǎn)電荷Q－Q圖中O是電荷連線中點(diǎn)，、b兩與＋的離相等、d是兩電荷連線垂直平分線上的兩點(diǎn)bcd構(gòu)成一等腰三角形，a、兩關(guān)于O點(diǎn)稱。則下列說(shuō)法正確的是（）A．a(chǎn)b兩的電勢(shì)相同B．、e兩的電場(chǎng)強(qiáng)度相同C．電子由沿cd邊到的程中電場(chǎng)力做正功．子在b點(diǎn)的電勢(shì)能比在O點(diǎn)電勢(shì)能B解析：

B．量異號(hào)點(diǎn)電荷電場(chǎng)線與等勢(shì)面的分布圖如圖所示，由于a、兩點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)稱則a、兩的電場(chǎng)度相同B正；．于b點(diǎn)電比在點(diǎn)電勢(shì)大，則質(zhì)子在點(diǎn)電勢(shì)能在O點(diǎn)的電勢(shì)能大D錯(cuò)誤；C．邊等勢(shì)線，則將電子由沿邊到的程中電場(chǎng)力不做功，錯(cuò)；A．a(chǎn)b兩的電勢(shì)不相同，且a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)，錯(cuò)誤。故選。3．一個(gè)帶電小球從空中的點(diǎn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中，重力做功，服場(chǎng)力做功，不計(jì)空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是（）A．小球在點(diǎn)重勢(shì)能比在點(diǎn)B．球在a點(diǎn)的電勢(shì)能比在點(diǎn)小1JC．球在a點(diǎn)的動(dòng)能比在b點(diǎn)．球在a點(diǎn)的機(jī)械能比在點(diǎn)0.5JA解析：A．重力做功等于重力勢(shì)能的變化量，重做功3J，力勢(shì)能減小3J，以a點(diǎn)力勢(shì)能比b點(diǎn)3J，項(xiàng)正；B．場(chǎng)力做功等于電勢(shì)能的變化量，克服電場(chǎng)力做功0.5J，勢(shì)能增加0.5J，所以點(diǎn)電勢(shì)能比b點(diǎn)0.5J，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．力做功等于動(dòng)能的變化量，合力做功等于各個(gè)分力做的功，總功為.5J，故動(dòng)能增加2.5J，小球在a點(diǎn)動(dòng)能比在b點(diǎn)2.5J，項(xiàng)錯(cuò)；．重力外的各個(gè)力做的總功于機(jī)械能的變化量，除重力外，克服電場(chǎng)力做功.5J，機(jī)械能減小0.5J，以a點(diǎn)機(jī)械能比點(diǎn)0.5J，項(xiàng)D錯(cuò)。故選A4．在靜電場(chǎng)中，將一電荷只在電場(chǎng)力用下，從a點(diǎn)移到點(diǎn)電場(chǎng)力做了負(fù)功，則（）A．b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定比a點(diǎn)大B．場(chǎng)線方向一定從b指向C．點(diǎn)電勢(shì)一定比a點(diǎn)．電荷的動(dòng)能一定減小D

12121212解析：A．電荷從點(diǎn)到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，由于電場(chǎng)力正負(fù)與場(chǎng)強(qiáng)的大小沒(méi)有直接關(guān)系，故無(wú)法判斷a、兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小，若是勻強(qiáng)電場(chǎng)a、兩電場(chǎng)強(qiáng)度可能相等，故錯(cuò)誤；B．過(guò)電場(chǎng)力做功無(wú)法判斷電場(chǎng)線方向，電荷運(yùn)動(dòng)時(shí)可能與電場(chǎng)有一定夾角故電場(chǎng)線不一定沿連線，故錯(cuò)；C．動(dòng)電荷從a點(diǎn)點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能一定增大，由于不知道電性，則無(wú)法確定電勢(shì)的高低，故錯(cuò)誤；．動(dòng)電荷從a點(diǎn)b點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)一定增大，由能量守恒可知，動(dòng)能一定減小，故正確。故選。5．如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中的六個(gè)點(diǎn)A、、、、F為正八面體的六個(gè)頂點(diǎn)，已知BE中點(diǎn)的電勢(shì)為零A、、三的電勢(shì)分別為7V為（）

、，、兩的電勢(shì)分別A．2V、

2V

B．、

C．、

．

、4VB解析：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，由公式Ed知沿著任意方前進(jìn)相同距離，電勢(shì)差必定相等。由BOOE有B

E得0V)VEO由于與EF平行，且ACEF有AC

得7VFCE故選。6．如圖所示，真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q8和Q=﹣4.0×108，別固定在坐標(biāo)軸上，其中Q位=0處Q位x=6cm處在x軸上（）

12122211211212221121A．場(chǎng)強(qiáng)為0的有兩處B．x＞的區(qū)域，電勢(shì)沿x軸正方向降低C．子從運(yùn)動(dòng)到x=5cm的程中，電勢(shì)能升高．x＞的域，場(chǎng)強(qiáng)沿x軸方向D解析：A．某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是正電荷Q和負(fù)電荷Q在該處產(chǎn)生的電場(chǎng)的疊加，是合場(chǎng)根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E

Qr所以要使電場(chǎng)強(qiáng)度為零，那么正電荷和電荷在處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)必大小相等、方向相反，不會(huì)在Q的邊，因?yàn)榈暮闪看笥赒，也不會(huì)在QQ之，因?yàn)樗鼈冸娦韵喾?，在中間的電場(chǎng)方向都向右。所以只能在左。即在坐軸上電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)只有一個(gè)，故A錯(cuò)誤；．由選項(xiàng)的析可知，在x＞區(qū)，場(chǎng)強(qiáng)沿x軸向，則電勢(shì)沿x軸方向升高，則故B錯(cuò)誤，正確；C．x=1cm運(yùn)到=5cm，場(chǎng)強(qiáng)沿x軸向，質(zhì)子從x運(yùn)到x過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故C錯(cuò)；故選。7．在x軸有間隔相同的a、、、四點(diǎn)a、關(guān)原點(diǎn)對(duì)稱?，F(xiàn)在、兩處固定兩個(gè)電荷量相同的點(diǎn)電荷，如圖—x圖描繪了x軸上部分區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度，以x軸方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的正方向。下列說(shuō)法正確的是（）A．bc兩的電勢(shì)相同B．、c兩的電場(chǎng)強(qiáng)度不相同C．、兩點(diǎn)固定的是同種電荷．、、、四的電勢(shì)關(guān)系為解析：

ac

D根據(jù)給出的

圖像可知，在處負(fù)電荷，在d處正電荷，根據(jù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)QEr及電場(chǎng)的疊加可知，兩場(chǎng)強(qiáng)相同，電場(chǎng)方向由指向b，根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低可知，由d到逐漸降低。故選。

12121121212p8．如圖所示，ABCDEFGH

為長(zhǎng)方體空間的八個(gè)頂點(diǎn)，

，BFa

，BA5，量同種點(diǎn)電荷（Q）別固定在空間的A

點(diǎn)和

點(diǎn)，一帶負(fù)電檢驗(yàn)電荷僅在電場(chǎng)力作用下從空間B由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．H點(diǎn)點(diǎn)電勢(shì)相等B．E點(diǎn)C的電場(chǎng)強(qiáng)度相同C．驗(yàn)電荷電勢(shì)能先增大后減?。?yàn)電荷恰好能運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)解析：A．根據(jù)等量同種點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的對(duì)性，可知和

點(diǎn)的電勢(shì)相等，故A錯(cuò)誤；B．據(jù)電場(chǎng)的疊加，可知

點(diǎn)和

點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，故錯(cuò)；．在等量異種電荷連線的中垂線上，而中垂直線電場(chǎng)線分布為由連線中點(diǎn)向外的直線，故檢驗(yàn)電荷從B沿直線運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)，先加速后減速，到達(dá)點(diǎn)度恰好為零，此過(guò)程電場(chǎng)力先做正功再做負(fù)功，電勢(shì)能先減小后增大，故C錯(cuò)，正。故選。9．兩電荷量分別為q和q的點(diǎn)電荷固定在x軸上的、兩，兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨x變化的關(guān)系圖所示，其中為段電勢(shì)最低的點(diǎn)，則下列法正確的是（）A．q、為量異種電荷B．、兩間場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸負(fù)方C．、D兩點(diǎn)間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小沿x軸方向先減小增大．一正點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到點(diǎn)電勢(shì)能先增大后減小C解析：A．根據(jù)左和q右電隨距離增大而降低可判斷兩者均為正電荷，故錯(cuò)；B．、間電場(chǎng)方向沿x軸正方向C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為，故B錯(cuò)誤；C．據(jù)N→間圖線的斜率大小先減小后增大可知，場(chǎng)強(qiáng)先減小零后反向增大，故正確；．電荷從N移到D，由E＝φ知電勢(shì)能減小后增大，故D錯(cuò)。故選。

10．一種電荷控制式噴墨印機(jī)的打印頭的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示。其中墨盒可以噴出極小的墨汁微粒，此微粒經(jīng)過(guò)帶電室后以一定的初速度垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，再經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后打到紙上，顯示出字符，不必考慮墨汁微粒的重力，為了使打在紙上的字跡縮小，下列措施可行的是（）A．減小墨汁微粒的比荷C．大偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓

B．大墨汁微粒所帶的電荷量．小墨汁微粒的噴出速度A解析：微粒以一定的初速度垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng)，則有水平方向Lt豎直方向1y2

加速度為

qUmd聯(lián)立解得微粒飛出電場(chǎng)時(shí)偏轉(zhuǎn)距離為y

mdv要縮小字跡，就要減小微粒通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)距離y，上式分析可知，采用的方法有：減小微粒的比荷

q

，減小墨汁微粒所帶的電荷量，減小偏轉(zhuǎn)極板間的電壓U、大墨汁微粒的噴出速度，錯(cuò)誤，正。故選A二、填題11．電場(chǎng)強(qiáng)度為600N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，、兩點(diǎn)相距，、兩點(diǎn)連線是沿著電場(chǎng)方向時(shí)，則AB兩點(diǎn)的電勢(shì)差是。、B兩連線與電場(chǎng)方向成60°，則、兩的電勢(shì)差是_____V。30V15V解析：[1]根勻強(qiáng)電的電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系=Ed若、兩點(diǎn)連線是沿著電場(chǎng)方向時(shí)=L=0.05m，A、兩的電勢(shì)差是=EL=600×0.05V=30V

若A兩連線與電場(chǎng)方向成60°，則、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差是=ELcoscos60°V=15V12．塊平行金屬板，相距2cm，組成一個(gè)電容器。將它接在200V的直流電壓上時(shí)，它所帶的電量是5×10-8

C。那么，電容器的極板間的場(chǎng)強(qiáng)大小___________，容器的電容大小為。這個(gè)電容器充電后與源斷開(kāi)，再將電容器兩極板間的距離增大一些，則下列各量的變化情況是C___________Q___________（：增大，減小，不變）若保持電容器兩極板與電源相連，同樣將電容器兩極板間的距離增大一些，則下列各量的變化情況是：C___________U___________，E___________填：增大，減小，不變）10000V/m250pF減小增大不變不變減小不變減小減小解析：250pF減增不不變減不減小減[1]電器的極間的場(chǎng)強(qiáng)大小為

U200V/m10000V/md[2]電器的電大小為Q5FU200

F[3][4][5][6]這個(gè)電容器充電后與電源斷開(kāi)，則不變，再將電容器兩極板間的距離增大一些，則下列各量的變化情況是：根據(jù)C

4可知C減；根據(jù)Q可知U變；不變；場(chǎng)強(qiáng)

UQQCd則不；[7][8][9][10]若持電容器兩極板與電源相連，則U不，同樣將電容器兩極板間的距離增大一些，則下列各量的變化情況是：根據(jù)

4可知C減；U不；根據(jù)Q可知，減；強(qiáng)E

則減；13．圖所示，、、三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，已知ACBC，，=20cm，

BCCUBCCU把一個(gè)電荷q=5的正電荷從A移時(shí)，電場(chǎng)力做功為零；從B移電場(chǎng)力做功為－1.73×103J，、兩的電勢(shì)差U，勢(shì)φ______（“高于、等于或低于）；、兩點(diǎn)的電勢(shì)差U=______V，勢(shì)φ（填“高于、等于或低于），勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小_方向?yàn)開(kāi)____。等于低于1000垂直AB向上解析：于低于1000垂向上[1]電從到B時(shí)，電場(chǎng)力做功為零，根據(jù)

Wq

，得

AB

；，；[2]因ABBAB[3]電從移電場(chǎng)力做功為3J，據(jù)

U

，得

137V

；[4]因

0BC

，故

C

；[5][6]荷從到B時(shí)，電場(chǎng)力做功為零，又A、三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，則AB連是一條等勢(shì)線，電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面，即垂直AB，電場(chǎng)線電勢(shì)降低，由于

B

，故有電場(chǎng)線方向垂直AB向上，而大小

||1000V/msin

。14．圖所示，用電池對(duì)電器充電，電路a、之接有一靈敏電流表，兩極板之間有一個(gè)電荷處?kù)o止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將兩極板的間距變大，則電荷將（上或者下）加速運(yùn)動(dòng)，電流表中將有_（a到b或b到a）電流。下b到a解析：b到a[1]將極板的距變大，而電容器的電壓不變，板間場(chǎng)強(qiáng)E

減小，電荷q所受的電場(chǎng)力=Eq減小，電荷將向下加速運(yùn)動(dòng)。[2]根電容的定式

4可知電容減小，電容器的電壓U不變，由電容的定義式

Q析得知，電容器的電量減小，電容器放電，而電容器上極板帶正電，則電流表中將有從到a的流。15．圖1，刀雙擲開(kāi)關(guān)S原跟相，從t=0開(kāi)，開(kāi)關(guān)改接1，得到流過(guò)電路中P點(diǎn)的電流隨時(shí)間變化的It圖像（圖甲），電容器兩極板的電勢(shì)差U

AB

隨時(shí)間變化的圖像（圖乙）。=2s時(shí)把開(kāi)關(guān)改接，請(qǐng)?jiān)贗t圖和圖像的大致形狀______________

tAB

圖像中畫(huà)出2s之后一段時(shí)間內(nèi)圖見(jiàn)解析解析：見(jiàn)解析2s之一段時(shí)間內(nèi)圖像的大致形如圖；16．圖所示A、B、、D是強(qiáng)電場(chǎng)中一正方形的四個(gè)頂已A、、三的電勢(shì)分別為

15V，3V，ABC

，由此可知D點(diǎn)電勢(shì)

D

_______.9V解析：[1]在強(qiáng)電場(chǎng)沿著任一方向每隔相同距離電勢(shì)差都相等，所以在正方形中有：

AD

U

即：DBC代入數(shù)據(jù)解得

D

.．將一電荷量為1.6

的電荷在電場(chǎng)中從點(diǎn)動(dòng)到B點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功為

ABABABAB

，A、的電勢(shì)差．若已知

，．AB解析：[1]由意，電量為q

，場(chǎng)力做功W

，則

兩點(diǎn)間電勢(shì)差為：

W

V[2]

AB

AB

B解得：

B

400V18．電荷量為q5.0×108

C的電荷從A點(diǎn)到B點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功6

J.已知點(diǎn)的電勢(shì)為＝V，A、B間電勢(shì)差U=_________；點(diǎn)電勢(shì)φ=_____V點(diǎn)電荷從A到B的勢(shì)能變化為。-60V-40V加了30×10-6J解析：增了J[1]．間的電勢(shì)差為：JU＝AB＝＝q5.0C[2]．點(diǎn)電勢(shì)為：φUφ[3]．到B，場(chǎng)力做負(fù)功，故電勢(shì)能增加，增加了3.0×10；19．圖所示，充電后的平板電容器水平放置，電容為C極板間距離為d，上極板正中有一小孔。質(zhì)量為m、荷量為q的球從小孔正上方高處由靜止開(kāi)始下落，穿過(guò)小孔到達(dá)下極板處速度恰為零（不計(jì)空氣阻力，極板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，重力加速度為g）。求：（）板間電強(qiáng)度大??；（）球從開(kāi)下落運(yùn)動(dòng)到下極板的時(shí).（）；（解析：1）

mg)qd

；（）

．(1)對(duì)釋放到到達(dá)下極板處過(guò)程的整個(gè)過(guò)由動(dòng)能定理得：h)計(jì)算得出：

E

(h)(2)小到達(dá)小孔前是自由落體運(yùn)動(dòng)，則有：得：t根據(jù)速度位移關(guān)系公式有：

hv

2得：vgh取豎直向下為正方向，對(duì)減速過(guò)程根據(jù)動(dòng)量定理得：(mgt小球從開(kāi)始下落運(yùn)動(dòng)到下極板的時(shí)間：t1

2聯(lián)立計(jì)算得出：答：極板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小

E

hthmg(h；

2g(2)小從開(kāi)始下落運(yùn)動(dòng)到下極板的時(shí)間

t

hh

2g

.20．圖所示A和B兩行金屬板相距10mm，點(diǎn)A板N點(diǎn)B板為2，兩極板間的電壓為4V，板間場(chǎng)______N/C．板勢(shì)為_(kāi)_______V，點(diǎn)勢(shì)為_(kāi)_______V.－408解析：40.8根據(jù)

可知兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度為；板間電場(chǎng)方向向上，故點(diǎn)電勢(shì)低于B板電勢(shì)，因B板地電勢(shì)為零，所以可知A板勢(shì)-；B、之的電勢(shì)差為，以點(diǎn)的電勢(shì)為0.8V

三、解答題21．圖所示，在平面直角標(biāo)系的第四象限存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一質(zhì)量為，電量為的粒，由軸的

軸方向以速度v射第一象限，隨后

x軸上的

，當(dāng)粒子達(dá)AB

的延長(zhǎng)線上的

點(diǎn)時(shí)，速度恰好也沿x軸的正方向，且知

點(diǎn)的橫坐標(biāo)為c，電力恒量為

，重力加速度為。求：（）子由B點(diǎn)動(dòng)到

點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間

t

；（）強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E

的大小。解析：1）

t

cv0

；（）

mgcEq(1)帶粒子由A至，做平拋運(yùn)動(dòng)，沿軸方向勻速運(yùn)動(dòng)vx

沿軸向做自由落體運(yùn)動(dòng)。由B至，勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，沿軸方向勻速運(yùn)動(dòng)vx

沿軸向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。所以，粒子由至C運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t

cv(2)設(shè)子到達(dá)B點(diǎn)軸的速度為則v又因，粒子到達(dá)點(diǎn)度沿軸正方向，所以

v0vCy

0令粒子的加速度大小為

a

，則有vCy

't聯(lián)立解得

由牛頓第二定律可得

00mgc解得E

mgcq22．圖所示是一對(duì)彼此絕、相距d=5cm的行金屬帶電極板M、，板地M板帶電量的絕對(duì)值為=6×10C。兩極板MN間點(diǎn)有一帶電量為q=4×10-6的電液滴，其質(zhì)量m=4×10，恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。則：(1)兩間的電場(chǎng)強(qiáng)度為多少？(2)平金屬板MN所構(gòu)成的電容器的電容C等于多少？(3)若A點(diǎn)N板的距離為，則q在A點(diǎn)的電勢(shì)能為多少？解析：3N/C；(2)1.2×10F；(3)-8×10-5(1)由衡條件mg得(2)兩間的電勢(shì)差電容器的電容QU50

F(3)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是

20VN點(diǎn)電勢(shì)為零，所以點(diǎn)的電勢(shì)是

A

20V則q在A點(diǎn)的電勢(shì)能為E

J23．圖，有一電子在A點(diǎn)從靜止開(kāi)始經(jīng)電壓U=1.8×10

3加后，進(jìn)入兩塊間距為d，電壓為=900V的兩平行金屬板間，電子從兩板正中間射入，且恰好能從下極板穿出電場(chǎng)，若電子質(zhì)量m=9.0×10kg，量C，子所受力忽略不計(jì)，求：

001122001122(1)電通過(guò)點(diǎn)的速度大??；(2)金板的長(zhǎng)度。解析：8.0

m/s；(2)0.16m(1)設(shè)子通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度為

，電子由到B，動(dòng)能定理得mv2U02電子進(jìn)入平行金屬板時(shí)的速度v0

e20=m

8.06m/s(2)在平極板間運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度為

平行極板方向做勻速運(yùn)動(dòng)L=vt垂直極板方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)1at

聯(lián)立以上各式代入數(shù)據(jù)得L=0.16m24．圖是使初速度為零的離子加速偏轉(zhuǎn)的裝置。已加速電壓為U，板間距為；偏轉(zhuǎn)電壓為U，偏轉(zhuǎn)板長(zhǎng)L，板間距為。偏轉(zhuǎn)板中點(diǎn)到光屏的距離為，若正離子質(zhì)量為m，量為q，求(1)正子離開(kāi)加速電場(chǎng)時(shí)的速度v；(2)正子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的側(cè)向位移；解析：

qUm

；

y

UL2dU

；

(1)正子離開(kāi)加速電場(chǎng)時(shí)的速度qU1

2解得

qU

(2)正子偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的側(cè)向位移yy

12

at

md

22t

L解得U2ydU25．圖所示，在水平放置相距2cm的行帶電屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一個(gè)質(zhì)量m

、荷量q

C

的液滴，在兩板正中央處于靜止?fàn)顟B(tài)，問(wèn)：(

2)(1)哪板帶正電？板間電場(chǎng)強(qiáng)度多大？(2)若間電場(chǎng)強(qiáng)度突然增為原來(lái)的2倍，液滴將做什么運(yùn)動(dòng)？觸及板面時(shí)速度多大？解析：上帶正電，；液將向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，

(1)液處于靜止?fàn)顟B(tài)，可知電場(chǎng)力方向向上由于液滴帶負(fù)電荷，受力方向和電場(chǎng)線方向相反，則電場(chǎng)強(qiáng)度的方向豎直向下，上板帶正電，根據(jù)||E解得E

10N/C100N/C(2)當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍則電場(chǎng)力變?yōu)樵瓉?lái)的2倍即為mg，滴將向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度

Fmggm

到達(dá)上極板時(shí)的速度

v0v0vah226．圖所示，在E＝103

V/m的直勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一光滑半圓形絕緣軌道與水平絕緣軌道MN在N點(diǎn)平滑相接，半圓形軌道平面與電場(chǎng)線平行，其半徑=40cm，為半圓形軌道最低點(diǎn)，為圓弧的中點(diǎn)，一帶負(fù)電

C的滑塊質(zhì)量m=10g，與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.15，于N點(diǎn)右側(cè)1.5m的處，g取102，：(1)小塊從M點(diǎn)Q點(diǎn)場(chǎng)力做的功；(2)要小滑塊恰能運(yùn)動(dòng)到半圓形軌道的最高，則小滑塊應(yīng)以多大的初速度向左運(yùn)動(dòng)。解析：－0.08J；7m/s(1)小塊從M點(diǎn)Q點(diǎn)場(chǎng)力做的功

3

(2)設(shè)塊到達(dá)Q點(diǎn)速度為v，則由牛頓第二定律得qEm解得v2m/s滑塊從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至Q點(diǎn)過(guò)程中，由動(dòng)能定理得

qE

1(mg)mvmv22解得v7m/s．圖所示一個(gè)示波管工作原理圖，電子經(jīng)電壓U4.51

3

V加速后以速沿極板的中線進(jìn)入電壓

V，距為

，板長(zhǎng)

l

的平行金屬板組成的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，離開(kāi)電場(chǎng)后打在距離偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)m=0.9×10-30kg）求：(1)電進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度；

10cm

的屏幕上的P點(diǎn)（=1.6×10-19C，(2