《電場(chǎng)》大題(十年高考)剖析(共19頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電場(chǎng)高考題匯編1、質(zhì)譜分析技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各前沿科學(xué)領(lǐng)域。湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的質(zhì)譜裝置示意如圖，M、N為兩塊水平放置的平行金屬極板，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板右端到屏的距離為D，且D遠(yuǎn)大于L，OO為垂直于屏的中心軸線(xiàn)，不計(jì)離子重力和離子在板間偏離OO的距離。以屏中心O為原點(diǎn)建立xOy直角坐標(biāo)系，其中x軸沿水平方向，y軸沿豎直方向。（1）設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m0、電荷量為q0的正離子以速度v0沿OO的方向從O點(diǎn)射入，板間不加電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)，離子打在屏上O點(diǎn)。若在兩極板間加一沿+y方向場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，求離子射到屏上時(shí)偏離O點(diǎn)的距離y0;(2)假設(shè)你利用該裝置探究未知離子，試依照以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算未

2、知離子的質(zhì)量數(shù)。上述裝置中，保留原電場(chǎng)，再在板間加沿-y方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)有電荷量相同的兩種正離子組成的離子流，仍從O點(diǎn)沿OO方向射入，屏上出現(xiàn)兩條亮線(xiàn)。在兩線(xiàn)上取y坐標(biāo)相同的兩個(gè)光點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的x坐標(biāo)分別為3.24mm和3.00mm，其中x坐標(biāo)大的光點(diǎn)是碳12離子擊中屏產(chǎn)生的，另一光點(diǎn)是未知離子產(chǎn)生的。盡管入射離子速度不完全相同，但入射速度都很大，且在板間運(yùn)動(dòng)時(shí)OO方向的分速度總是遠(yuǎn)大于x方向和y方向的分速度。圖甲2、制備納米薄膜裝置的工作電極可簡(jiǎn)化為真空中間距為d的兩平行極板，如圖甲所示，加在極板A、B間的電壓作周期性變化，其正向電壓為，反向電壓為，電壓變化的周期為2r，如圖乙所示。在t=0時(shí)

3、，極板B附近的一個(gè)電子，質(zhì)量為m、電荷量為e，受電場(chǎng)作用由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。若整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電子未碰到極板A，且不考慮重力作用。（1）若，電子在02r時(shí)間內(nèi)不能到達(dá)極板A，求d應(yīng)滿(mǎn)足的條件；（2）若電子在02r時(shí)間未碰到極板B，求此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電子速度隨時(shí)間t變化的關(guān)系；（3）若電子在第N個(gè)周期內(nèi)的位移為零，求k的值。圖乙3、如圖甲所示，建立Oxy坐標(biāo)系，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)，極板長(zhǎng)度和板間距均為l，第一四象限有磁場(chǎng)，方向垂直于Oxy平面向里。位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸間右連接發(fā)射質(zhì)量為m、電量為+q、速度相同、重力不計(jì)的帶電粒子在03t時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖乙所示的電壓（不考慮

4、極邊緣的影響）。已知t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子恰好在t0時(shí)，刻經(jīng)極板邊緣射入磁場(chǎng)。上述m、q、l、l0、B為已知量。（不考慮粒子間相互影響及返回板間的情況）（1）求電壓U的大小。（2）求時(shí)進(jìn)入兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑。（3）何時(shí)把兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短？求此最短時(shí)間。4、如圖甲，在水平地面上固定一傾角為的光滑絕緣斜面，斜面處于電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E、方向沿斜面向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。一勁度系數(shù)為k的絕緣輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面底端，整根彈簧處于自然狀態(tài)。一質(zhì)量為m、帶電量為q（q>0）的滑塊從距離彈簧上端為s0處?kù)o止釋放，滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電量保持不變，設(shè)滑塊與彈簧

5、接觸過(guò)程沒(méi)有機(jī)械能損失，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小為g。（1）求滑塊從靜止釋放到與彈簧上端接觸瞬間所經(jīng)歷的時(shí)間t1（2）若滑塊在沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中最大速度大小為vm，求滑塊從靜止釋放到速度大小為vm過(guò)程中彈簧的彈力所做的功W；（3）從滑塊靜止釋放瞬間開(kāi)始計(jì)時(shí)，請(qǐng)?jiān)谝覉D中畫(huà)出滑塊在沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中速度與時(shí)間關(guān)系v-t圖象。圖中橫坐標(biāo)軸上的t1、t2及t3分別表示滑塊第一次與彈簧上端接觸、第一次速度達(dá)到最大值及第一次速度減為零的時(shí)刻，縱坐標(biāo)軸上的v1為滑塊在t1時(shí)刻的速度大小，vm是題中所指的物理量。（本小題不要求寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）5、圖為可測(cè)定比荷的某裝置的簡(jiǎn)化示意圖，

6、在第一象限區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2.0×10-3T,在X軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)L=0.50m的P處為離子的入射口，在Y上安放接收器，現(xiàn)將一帶正電荷的粒子以v=3.5×104m/s的速率從P處射入磁場(chǎng)，若粒子在y軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)L=0.50m的M處被觀測(cè)到，且運(yùn)動(dòng)軌跡半徑恰好最小，設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m,電量為q,不記其重力。（1）求上述粒子的比荷；（2）如果在上述粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的某個(gè)時(shí)刻，在第一象限內(nèi)再加一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，就可以使其沿y軸正方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，求該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向，并求出從粒子射入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間加這個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)；（3）為了在M處

7、觀測(cè)到按題設(shè)條件運(yùn)動(dòng)的上述粒子，在第一象限內(nèi)的磁場(chǎng)可以局限在一個(gè)矩形區(qū)域內(nèi)，求此矩形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積，并在圖中畫(huà)出該矩形。6、如圖所示，相距為d的平行金屬板A、B豎直放置，在兩板之間水平放置一絕緣平板。有一質(zhì)量m、電荷量q（q>0）的小物塊在與金屬板A相距l(xiāng)處?kù)o止。若某一時(shí)刻在金屬板A、B間加一電壓，小物塊與金屬板只發(fā)生了一次碰撞，碰撞后電荷量變?yōu)閝，并以與碰前大小相等的速度反方向彈回。已知小物塊與絕緣平板間的動(dòng)摩擦因素為，若不計(jì)小物塊電荷量對(duì)電場(chǎng)的影響和碰撞時(shí)間。則（1）小物塊與金屬板A碰撞前瞬間的速度大小是多少？（2）小物塊碰撞后經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間停止運(yùn)動(dòng)？停在何位置？7、1932年，勞

8、倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出了回旋加速器?；匦铀倨鞯墓ぷ髟砣鐖D所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可以忽略不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直。A處粒子源產(chǎn)生的粒子，質(zhì)量為m、電荷量為+q ，在加速器中被加速，加速電壓為U。加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用。（1）求粒子第2次和第1次經(jīng)過(guò)兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比；（2）求粒子從靜止開(kāi)始加速到出口處所需的時(shí)間t；（3）實(shí)際使用中，磁感應(yīng)強(qiáng)度和加速電場(chǎng)頻率都有最大值的限制。若某一加速器磁感應(yīng)強(qiáng)度和加速電場(chǎng)頻率的最大值分別為Bm、fm，試討論粒子能獲得的最大動(dòng)能E。8、如圖所示，直線(xiàn)形擋板p1p2p3與半

9、徑為r的圓弧形擋板p3p4p5平滑連接并安裝在水平臺(tái)面b1b2b3b4上，擋板與臺(tái)面均固定不動(dòng)。線(xiàn)圈c1c2c3的匝數(shù)為n,其端點(diǎn)c1、c3通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)分別與電阻R1和平行板電容器相連，電容器兩極板間的距離為d,電阻R1的阻值是線(xiàn)圈c1c2c3阻值的2倍，其余電阻不計(jì)，線(xiàn)圈c1c2c3內(nèi)有一面積為S、方向垂直于線(xiàn)圈平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大。質(zhì)量為m的小滑塊帶正電，電荷量始終保持為q,在水平臺(tái)面上以初速度v0從p1位置出發(fā)，沿?fù)醢暹\(yùn)動(dòng)并通過(guò)p5位置。若電容器兩板間的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，p1、p2在電場(chǎng)外，間距為L(zhǎng),其間小滑塊與臺(tái)面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，其余部分的摩擦不計(jì)，重力加速度

10、為g.求：（1）小滑塊通過(guò)p2位置時(shí)的速度大小。（2）電容器兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的取值范圍。 （3）經(jīng)過(guò)時(shí)間t,磁感應(yīng)強(qiáng)度變化量的取值范圍。9、如題25圖，離子源A產(chǎn)生的初速為零、帶電量均為e、質(zhì)量不同的正離子被電壓為U0的加速電場(chǎng)加速后勻速通過(guò)準(zhǔn)直管，垂直射入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)后通過(guò)極板HM上的小孔S離開(kāi)電場(chǎng)，經(jīng)過(guò)一段勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，垂直于邊界MN進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知HO=d，HS=2d，=90°。（忽略粒子所受重力）（1）求偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E0的大小以及HM與MN的夾角；（2）求質(zhì)量為m的離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；（3）若質(zhì)量為4m的離子垂直打在NQ的中點(diǎn)處，質(zhì)量為16m

11、的離子打在處。求和之間的距離以及能打在NO上的正離子的質(zhì)量范圍。10、 如圖所示，在第一象限有一均強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向與y軸平行；在x軸下方有一均強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向與紙面垂直。一質(zhì)量為m、電荷量為-q(q>0)的粒子以平行于x軸的速度從y軸上的P點(diǎn)處射入電場(chǎng)，在x軸上的Q點(diǎn)處進(jìn)入磁場(chǎng)，并從坐標(biāo)原點(diǎn)O離開(kāi)磁場(chǎng)。粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與y軸交于M點(diǎn)。已知OP=,。不計(jì)重力。求（1）M點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)O間的距離；（2）粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)所用的時(shí)間。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ABCD區(qū)域內(nèi)，存在兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)大小均為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和，兩電場(chǎng)的邊界均是邊

12、長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形（不計(jì)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)ABCD區(qū)域的位置.（2）在電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)適當(dāng)位置由靜止釋放電子，電子恰能從ABCD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)整體水平向右移動(dòng)L/n（n1），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)區(qū)域內(nèi)由靜止釋放電子的所有位置。12、真空中存在空間范圍足夠大的、水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。在電場(chǎng)中，若將一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電的小球由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)中小球的速度與豎直方向夾角為37°（?。，F(xiàn)將該小球從電場(chǎng)中某點(diǎn)以初速度豎直向上拋出。求運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（1）小球受到的電場(chǎng)力的大

13、小及方向；（2）小球從拋出點(diǎn)至最高點(diǎn)的電勢(shì)能變化量；13、圖1中B為電源，電動(dòng)勢(shì)V，內(nèi)阻不計(jì)。固定電阻，R2為光敏電阻。C為平行板電容器，虛線(xiàn)到兩極板距離相等，極板長(zhǎng)，兩極板的間距。S為屏，與極板垂直，到極板的距離。P為一圓盤(pán)，由形狀相同、透光率不同的三個(gè)扇形a、b和c構(gòu)成，它可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)細(xì)光束通過(guò)扇形a、b、c照射光敏電阻R2時(shí)，R2的阻值分別為1 000、2 000、4 500。有一細(xì)電子束沿圖中虛線(xiàn)以速度連續(xù)不斷地射入C。已知電子電量，電子，電子質(zhì)量。忽略細(xì)光束的寬度、電容器的充電放電時(shí)間及電子所受的重力。假設(shè)照在R2上的光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)R2阻值立即有相應(yīng)的改變。（1）設(shè)圓盤(pán)不轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)光

14、束通過(guò)b照射到R2上，求電子到達(dá)屏S上時(shí)，它離O點(diǎn)的距離y。（計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）。（2）設(shè)轉(zhuǎn)盤(pán)按圖1中箭頭方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，每3秒轉(zhuǎn)一圈。取光束照在a、b分界處時(shí)t=0，試在圖2給出的坐標(biāo)紙上，畫(huà)出電子到達(dá)屏S上時(shí)，它離O點(diǎn)的距離y隨時(shí)間t的變化圖線(xiàn)（06 s間）。要求在y軸上標(biāo)出圖線(xiàn)最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的值。（不要求寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，只按畫(huà)出的圖線(xiàn)評(píng)分。）14、如圖所示，M、N為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，S1、S2為板上正對(duì)的小孔，N板右側(cè)有兩個(gè)寬度均為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直于紙面向外和向里，磁場(chǎng)區(qū)域右側(cè)有一個(gè)熒光屏，取屏上與S1、S2共線(xiàn)的O點(diǎn)為原點(diǎn)，向上為正

15、方向建立x軸M板左側(cè)電子槍發(fā)射出的熱電子經(jīng)小孔S1進(jìn)入兩板間，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，初速度可以忽略(1)當(dāng)兩板間電勢(shì)差為U0時(shí)，求從小孔S2射出的電子的速度v0(2)求兩金屬板間電勢(shì)差U在什么范圍內(nèi)，電子不能穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上(3)若電子能夠穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上，試在答題卡的圖上定性地畫(huà)出電子運(yùn)動(dòng)的軌跡(4)求電子打到熒光屏上的位置坐標(biāo)x和金屬板間電勢(shì)差U的函數(shù)關(guān)系15、一個(gè)質(zhì)量為m帶電量為+q的小球以水平初速度v0自離地面h高度處做平拋運(yùn)動(dòng)不計(jì)空氣阻力，開(kāi)始時(shí)空間沒(méi)有任何的電場(chǎng)或磁場(chǎng)，重力加速度為g，求：（1）小球自?huà)伋鳇c(diǎn)到P點(diǎn)的水平位移x的大小。（2）若在空間加一個(gè)豎直

16、方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)小球水平拋出后做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則電場(chǎng)強(qiáng)度E多大?（3）在第(2)中，若在空間再加一個(gè)垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)小球落地點(diǎn)仍然是P，則所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B多大?左MNO右60°16、如圖所示，兩個(gè)帶等量異種電荷、豎直放置的、電容為C、間距為d的平行金屬板，兩板之間的電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)。此外兩板之間還存在一種物質(zhì)，使小球受到一個(gè)大小為（k為常數(shù)，v為小球速率）方向總是沿背離圓心的力。一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為q的小球，用長(zhǎng)為L(zhǎng)（L<d）的不可伸長(zhǎng)細(xì)線(xiàn)懸掛于O點(diǎn)，將小球拉至水平位置M，由靜止釋放，當(dāng)小球向下擺過(guò)60°到達(dá)N點(diǎn)時(shí)，速度恰為零。（細(xì)線(xiàn)始終處于

17、伸直狀態(tài)）則：（1）左極板帶電量Q是多少？（2）小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)的加速度大小是多少？ 17、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(xiàn)是水平直徑現(xiàn)有一帶正電的小球(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 (3)小球經(jīng)過(guò)管口C處時(shí)對(duì)圓管壁的壓力18、如圖（甲）所示，在場(chǎng)強(qiáng)大小為E、方向豎直

18、向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中存在著一半徑為R的圓形區(qū)域，O點(diǎn)為該圓形區(qū)域的圓心，A點(diǎn)是圓形區(qū)域的最低點(diǎn)，B點(diǎn)是圓形區(qū)域最右側(cè)的點(diǎn)在A點(diǎn)有放射源釋放出初速度大小不同、方向均垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向向右的正電荷，電荷的質(zhì)量為m、電量為q，不計(jì)電荷重力、電荷之間的作用力（1）若某電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡和圓形區(qū)域的邊緣交于P點(diǎn)，如圖（甲）所示，POA=，求該電荷從A點(diǎn)出發(fā)時(shí)的速率（2）若在圓形區(qū)域的邊緣有一接收屏CBD，如圖（乙）所示，C、D分別為接收屏上最邊緣的兩點(diǎn)，COB=BOD=30°求該屏上接收到的電荷的最大動(dòng)能和最小動(dòng)能19、如圖甲所示，真空中的電極K連續(xù)不斷地發(fā)出電子（電子的初速度可忽略不計(jì)），經(jīng)電壓為u的電

19、場(chǎng)加速，加速電壓u隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示。每個(gè)電子通過(guò)加速電場(chǎng)的過(guò)程時(shí)間極短，可認(rèn)為加速電壓不變。電子被加速后由小孔S穿出，沿兩個(gè)彼此靠近且正對(duì)的水平金屬板A、B間中軸線(xiàn)從左邊緣射入A、B兩板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，A、B兩板長(zhǎng)均為L(zhǎng)=0.20m，兩板之間距離d=0.050m，A板的電勢(shì)比B板的電勢(shì)高。A、B板右側(cè)邊緣到豎直放置的熒光屏P（面積足夠大）之間的距離b=0.10m。熒光屏的中心點(diǎn)O與A、B板的中心軸線(xiàn)在同一水平直線(xiàn)上。不計(jì)電子之間的相互作用力及其所受的重力，求：（1）要使電子都打不到熒光屏上，則A、B兩板間所加電壓U應(yīng)滿(mǎn)足什么條件；（2）當(dāng)A、B板間所加電壓U'=50V時(shí)，電子

20、打在熒光屏上距離中心點(diǎn)O多遠(yuǎn)的范圍內(nèi)。20、如圖(a)，平行金屬板A和B間的距離為d，現(xiàn)在A、B板上加上如圖（b）所示的方波形電壓，t=0時(shí)A板比B板的電勢(shì)高，電壓的正向值為U0，反向值也為U0現(xiàn)有由質(zhì)量為m的帶正電且電荷量為q的粒子組成的粒子束，從AB的中點(diǎn)O以平行于金屬板方向OO/的速度v0=射入，所有粒子在AB間的飛行時(shí)間均為T(mén)，不計(jì)重力影響求：（1）粒子飛出電場(chǎng)時(shí)的速度；（2）粒子飛出電場(chǎng)時(shí)位置離O/點(diǎn)的距離范圍21、如左圖，在真空中足夠大的絕緣水平地面上，一個(gè)質(zhì)量為m=0.2kg，帶電量為的小物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，小物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。從t=0時(shí)刻開(kāi)始，空間加上一個(gè)如右圖所示的場(chǎng)強(qiáng)

21、大小和方向呈周期性變化的電場(chǎng)，（取水平向右的方向?yàn)檎较?，?0m/s2。）求：（1）23秒內(nèi)小物塊的位移大??；（2）23秒內(nèi)電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功。Eqm左圖0t/sE/（×105N/C)684212103-1右圖22、內(nèi)壁光滑的圓環(huán)狀管子固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)的圓心位于坐標(biāo)圓點(diǎn)，圓環(huán)的半徑為R，x軸位于水平面內(nèi)，勻強(qiáng)電場(chǎng)在豎直平面內(nèi)方向豎直向下，y軸及y軸左側(cè)場(chǎng)強(qiáng)大小，右側(cè)場(chǎng)強(qiáng)大小為質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球從A點(diǎn)進(jìn)入管中并沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，小球的直徑略小于管子的內(nèi)徑，小球的初速度不計(jì)，求：（1）小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的加速度；（2）小球第一次到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓環(huán)的壓力；（3）通過(guò)進(jìn)一步

22、計(jì)算說(shuō)明這種物理模型存在的問(wèn)題及形成原因23、如圖所示，一豎直固定且光滑絕緣的直圓筒底部放置一可視為點(diǎn)電荷的場(chǎng)源電荷A，其電荷量Q=+4×103C，場(chǎng)源電荷A形成的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)表達(dá)式為，其中為靜電力恒量，為空間某點(diǎn)到場(chǎng)源電荷A的距離?，F(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為kg的帶正電的小球B，它與A球間的距離為m，此時(shí)小球B處于平衡狀態(tài)，且小球B在場(chǎng)源電荷A形成的電場(chǎng)中具有的電勢(shì)能的表達(dá)式為，其中為與之間的距離。另一質(zhì)量為的不帶電絕緣小球C從距離B的上方H=0.8m處自由下落，落在小球B上立刻與小球B粘在一起以2m/s的速度向下運(yùn)動(dòng)，它們到達(dá)最低點(diǎn)后又向上運(yùn)動(dòng)，向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)的最高點(diǎn)為P。（取g=10m/

23、s2，k=9×109N·m2/C2），求 （1）小球C與小球B碰撞前的速度的大??？小球B的帶電量為多少？ （2）小球C與小球B一起向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，最大速度為多少？24、如圖所示，在空間中取直角坐標(biāo)系Oxy，在第一象限內(nèi)平行于y軸的虛線(xiàn)MN與y軸距離為d，從y軸到MN之間的區(qū)域充滿(mǎn)一個(gè)沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E。初速度可以忽略的電子經(jīng)過(guò)另一個(gè)電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后，從y軸上的A點(diǎn)以平行于x軸的方向射入第一象限區(qū)域，A點(diǎn)坐標(biāo)為（0，h）。已知電子的電量為e，質(zhì)量為m，加速電場(chǎng)的電勢(shì)差U，電子的重力忽略不計(jì)，求：（1）電子從A點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)到離開(kāi)該電場(chǎng)區(qū)域所經(jīng)歷的時(shí)間t和

24、離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度v；（2）電子經(jīng)過(guò)x軸時(shí)離坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離l。1、解析：（1）離子在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力 離子獲得的加速度離子在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間到達(dá)極板右邊緣時(shí)，離子在方向的分速度 離子從板右端到達(dá)屏上所需時(shí)間 離子射到屏上時(shí)偏離點(diǎn)的距離由上述各式，得（2）磁場(chǎng)對(duì)離子的洛倫茲力 已知離子的入射速度都很大，因而離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間甚短，所經(jīng)過(guò)的圓弧與圓周相比甚小，且在板間運(yùn)動(dòng)時(shí)，方向的分速度總是遠(yuǎn)大于在方向和方向的分速度，洛倫茲力變化甚微，故可作恒力處理，洛倫茲力產(chǎn)生的加速度是離子在方向的加速度，離子在方向的運(yùn)動(dòng)可視為初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，到達(dá)極板右端時(shí)，離子在方向的分速度離子飛出極板到達(dá)

25、屏?xí)r，在方向上偏離點(diǎn)的距離 當(dāng)離子的初速度為任意值時(shí)，離子到達(dá)屏上時(shí)的位置在方向上偏離點(diǎn)的距離為，得由、兩式得 其中上式表明，是與離子進(jìn)入板間初速度無(wú)關(guān)的定值，對(duì)兩種離子均相同，由題設(shè)條件知，坐標(biāo)3.24mm的光點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是碳12離子，其質(zhì)量為，坐標(biāo)3.00mm的光點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是未知離子，設(shè)其質(zhì)量為，由式代入數(shù)據(jù)可得 故該未知離子的質(zhì)量數(shù)為14。2、3、解析：（1）時(shí)刻進(jìn)入兩極板的帶電粒子在電場(chǎng)中做勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，時(shí)刻剛好從極板邊緣射出，在y軸負(fù)方向偏移的距離為，則有聯(lián)立以上三式，解得兩極板間偏轉(zhuǎn)電壓為。（2）時(shí)刻進(jìn)入兩極板的帶電粒子，前時(shí)間在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)， 后時(shí)間兩極板沒(méi)有電場(chǎng)，帶電粒子做勻速直線(xiàn)運(yùn)

26、動(dòng)。帶電粒子沿x軸方向的分速度大小為帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)沿y軸負(fù)方向的分速度大小為帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度大小為設(shè)帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，則有 得。（3）時(shí)刻進(jìn)入兩極板的帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短。帶電粒子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)沿y軸正方向的分速度為，設(shè)帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度方向與y軸正方向的夾角為，則，聯(lián)立式解得，帶電粒子在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的軌跡圖如圖所示，圓弧所對(duì)的圓心角為，所求最短時(shí)間為,帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為，聯(lián)立以上兩式解得。4、解析：本題考查的是電場(chǎng)中斜面上的彈簧類(lèi)問(wèn)題。涉及到勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、運(yùn)用動(dòng)能定理處理變力功問(wèn)題、最大速度問(wèn)題和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析。（1）滑塊從靜止釋放到

27、與彈簧剛接觸的過(guò)程中作初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小為a，則有 qE+mgsin=ma 聯(lián)立可得 （2）滑塊速度最大時(shí)受力平衡，設(shè)此時(shí)彈簧壓縮量為，則有 從靜止釋放到速度達(dá)到最大的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得 聯(lián)立可得 s（3）如圖5、解析： （1）設(shè)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為r。如圖甲，依題意M、P連線(xiàn)即為該粒子在磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的直徑，由幾何關(guān)系得 由洛倫茲力提供粒子在磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，可得 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得=4.9×C/kg（或5.0×C/kg） （2）設(shè)所加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E。如圖乙，當(dāng)粒子子經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)，速度沿y軸正方向，依題意，在此時(shí)加入沿x軸正方

28、向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)力與此時(shí)洛倫茲力平衡，則有 代入數(shù)據(jù)得 所加電場(chǎng)的長(zhǎng)槍方向沿x軸正方向。由幾何關(guān)系可知，圓弧PQ所對(duì)應(yīng)的圓心角為45°，設(shè)帶點(diǎn)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)，所求時(shí)間為t，則有 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得 （3）如圖丙，所求的最小矩形是，該區(qū)域面積 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得 矩形如圖丙中（虛線(xiàn)）6、解析： （1）加電壓后，B極板電勢(shì)高于A板，小物塊在電場(chǎng)力作用與摩擦力共同作用下向A板做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。電場(chǎng)強(qiáng)度為小物塊所受的電場(chǎng)力與摩擦力方向相反，則合外力為 故小物塊運(yùn)動(dòng)的加速度為設(shè)小物塊與A板相碰時(shí)的速度為v1，由 解得 （2）小物塊與A板相碰后以v1大小相等的速度反彈，因?yàn)殡姾闪考半?/p>

29、性改變，電場(chǎng)力大小與方向發(fā)生變化，摩擦力的方向發(fā)生改變，小物塊所受的合外力大小 為 加速度大小為 設(shè)小物塊碰后到停止的時(shí)間為 t，注意到末速度為零，有 解得 設(shè)小物塊碰后停止時(shí)距離為，注意到末速度為零，有 則 或距離B板為 7、 解析：(1)設(shè)粒子第1次經(jīng)過(guò)狹縫后的半徑為r1,速度為v1 qu=mv12 qv1B=m解得 同理，粒子第2次經(jīng)過(guò)狹縫后的半徑 則 （2）設(shè)粒子到出口處被加速了n圈解得 （3）加速電場(chǎng)的頻率應(yīng)等于粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率，即當(dāng)磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度為Bm時(shí)，加速電場(chǎng)的頻率應(yīng)為 粒子的動(dòng)能當(dāng)時(shí)，粒子的最大動(dòng)能由Bm決定 解得當(dāng)時(shí)，粒子的最大動(dòng)能由fm決定 解得 8、

30、解析：（1）小滑塊運(yùn)動(dòng)到位置p2時(shí)速度為v1，由動(dòng)能定理有：umgL v1 （2）由題意可知，電場(chǎng)方向如圖，若小滑塊能通過(guò)位置p，則小滑塊可沿?fù)醢暹\(yùn)動(dòng)且通過(guò)位置p5，設(shè)小滑塊在位置p的速度為v，受到的擋板的彈力為N，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，由動(dòng)能定理有：umgL2rEqs 當(dāng)滑塊在位置p時(shí)，由牛頓第二定律有：N+Eqm由題意有：N0 由以上三式可得：E E的取值范圍：0 E （3）設(shè)線(xiàn)圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E1，其電阻為R，平行板電容器兩端的電壓為U，t時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化量為B，得： UEd由法拉第電磁感應(yīng)定律得E1n由全電路的歐姆定律得E1I（R+2R）U2RI經(jīng)過(guò)時(shí)間t，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化量的取

31、值范圍：0。9、解析： 10、 解析：（1）帶電粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，在軸負(fù)方向上做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度的大小為；在軸正方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，設(shè)速度為，粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)所用的時(shí)間為，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與軸正方向的夾角為，則 其中。又有 聯(lián)立式，得因?yàn)辄c(diǎn)在圓周上，所以MQ為直徑。從圖中的幾何關(guān)系可知。 （2）設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度為,從Q到M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為,則有 帶電粒子自P點(diǎn)出發(fā)到M點(diǎn)所用的時(shí)間為為 聯(lián)立式，并代入數(shù)據(jù)得 11：（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(xiàn)運(yùn)動(dòng)，出區(qū)域I時(shí)的為v0，此后電場(chǎng)II做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，假設(shè)電子從CD邊射出，出

32、射點(diǎn)縱坐標(biāo)為y，有解得y，所以原假設(shè)成立，即電子離開(kāi)ABCD區(qū)域的位置坐標(biāo)為（2L，）（2）設(shè)釋放點(diǎn)在電場(chǎng)區(qū)域I中，其坐標(biāo)為（x，y），在電場(chǎng)I中電子被加速到v1，然后進(jìn)入電場(chǎng)II做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，并從D點(diǎn)離開(kāi)，有 解得xy，即在電場(chǎng)I區(qū)域內(nèi)滿(mǎn)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(lèi)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(lèi)似，然后電子做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)D點(diǎn)，則有 ，解得，即在電場(chǎng)I區(qū)域內(nèi)滿(mǎn)足議程的點(diǎn)即為所求位置12、（1）根據(jù)題設(shè)條件，電場(chǎng)力大小電場(chǎng)力的方向水平向右。（2）小球沿豎直方向做勻減速運(yùn)動(dòng)，速度為 沿水平方向做初速度

33、為0的勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為小球上升到最高點(diǎn)的時(shí)間此過(guò)程小球沿電場(chǎng)方向位移 電場(chǎng)力做功W= 小球上升到最高點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能減少13、（1）設(shè)電容器C兩析間的電壓為U，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，電子在極板間穿行時(shí)y方向上的加速度大小為a，穿過(guò)C的時(shí)間為t1，穿出時(shí)電子偏轉(zhuǎn)的距離為y1， eE=ma 由以上各式得 代入數(shù)據(jù)得 由此可見(jiàn)，電子可通過(guò)C 設(shè)電子從C穿出時(shí)，沿y方向的速度為v，穿出后到達(dá)屏S所經(jīng)歷的時(shí)間為t2，在此時(shí)間內(nèi)電子在y方向移動(dòng)的距離為y2， vy=at1 y2=v2t2 由以上有關(guān)各式得 代入數(shù)據(jù)得 y2=1.92×102m 由題意 y=y1+y2=2.4×102m

34、 （2）如圖所示。14、解析：（1）根據(jù)動(dòng)能定理，得 由此可解得（2）欲使電子不能穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上，應(yīng)有而由此即可解得（3）電子穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上時(shí)運(yùn)動(dòng)的軌跡如下圖所示（4）若電子在磁場(chǎng)區(qū)域做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域打到熒光屏上的位置坐標(biāo)為x，則由（3）中的軌跡圖可得注意到和所以，電子打到熒光屏上的位置坐標(biāo)x和金屬板間電勢(shì)差U的函數(shù)關(guān)系為 （）15、16、（1）設(shè)兩板間電勢(shì)差為U、場(chǎng)強(qiáng)為E由和得 對(duì)球，從M到N由動(dòng)能定理有 所以 由 （2）球在N點(diǎn)的加速度方向垂直O(jiān)N沿切線(xiàn)向上，在N點(diǎn)受力分析，將電場(chǎng)力和重力正交分解，在切線(xiàn)方向有 17、解：(1)小球從開(kāi)始自由下

35、落到到達(dá)管口B的過(guò)程中機(jī)械能守恒，故有： (2分)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度大小為(2分)(2)設(shè)電場(chǎng)力的豎直分力為Fy、，水平分力為Fx，則Fy=mg(方向豎直向上).小球從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得： (1分)小球從管口C處脫離圓管后，做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，由于其軌跡經(jīng)過(guò)A點(diǎn)，有 (1分)(1分) 聯(lián)立解得：Fx=mg電場(chǎng)力的大小為： (1分) (3)小球經(jīng)過(guò)管口C處時(shí)，向心力由Fx和圓管的彈力N提供，設(shè)彈力N的方向向左，則 (2分) 解得：N=3mg(方向向左) (1分)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)圓管的壓力為，方向水平向右 (1分) 18、解：（1）a = ，Rsin= v0t ，R-Rcos=at2 ，由以上三式得v0 = （2）由（1）結(jié)論得粒子從A點(diǎn)出發(fā)時(shí)的動(dòng)能為m v02 = = 則經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為Ek=Eq(R-Rcos)+m v02 = EqR (5-3cos) 可以看出，當(dāng)從0°變化到180°，接收屏上電荷的動(dòng)能逐漸增大，因此D點(diǎn)接收到的電荷的末動(dòng)能最小，C點(diǎn)接收到的電荷的末動(dòng)能最大。 最小動(dòng)能為：EkD=Eq(R-Rcos)+m v0D2 = EqR (5-3cos60°) = EqR 最大動(dòng)能為：