高中物理電場計算題題

1、16. (12分)如圖所示，空間存在范圍足夠大的豎直向下的勻強電場，電場強度大小E=l . 0X10-4v/m,在絕緣地板上固定有一帶正電的小圓環(huán)A。初始時，帶正電的絕緣小球B靜止在圓環(huán)A的圓心正上方，B的電荷量為g= 9X107C,且B電荷 量始終保持不變。始終不帶電的絕緣小球c從距離B為X0= 0.9m的正上方自由卜落，它與B發(fā)生對心碰撞，碰后不粘連但立即與 B一起豎直向下運動。它們到達最低點后(未接觸絕緣地板及小圓環(huán) A)又向上運動，當(dāng)C、B剛好分離時 它們不再上升。已知初始時，B離A圓心的高度r= 0 . 3m絕緣小球B、C均可以視為質(zhì)點，且質(zhì)量相等，圓環(huán) =9X 10-7C的點電荷，

2、靜電引力常量(1 )試求B球質(zhì)量m;(2)從碰后到剛好分離過程中 的功。A可看作電量集中在圓心處電荷量也為qk=9x 109Nm/C2. (g 取 10m/s2)。求:A對B的庫侖力所做(1) 求電場強度E。(2) 若在某時刻給小球一個沿切線方向的初速度112 分 I(1，切曲時/靜I匕 此時J，8阿的距離為則療； 力分】由P用以.。冏環(huán)點狀用力加=7?父10一*1AWMr = 5.XxiO -Jt 1 分)15 如圖所示 一質(zhì)量為m帶電量為q的小球，用長為L的絕緣細線懸掛在go水平向右的勻強電場中，靜止時懸線向左與豎直方向成8角，重力加速度為小球恰好能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動求為多大？1

3、6. （14分）如圖：在一絕緣水平面上，一豎直絕緣擋板固定在。點，ON段表面粗糙，長度S=0. 02ml NM段表面光滑，長度L=0. 5m在水平面的上方有一 水平向左的勻強電場，場強為 2Xlo 5 N/C.有一小滑塊質(zhì)量為5X103kg,帶正 電，電量為1X10 -7C,小滑塊與ON段表面的動摩擦因數(shù)為0. 4,將小滑塊從 M點由靜止釋放，小滑塊在運動過程中沒有電量損失，與擋板相碰時不計機械能2損失。g取10m/S .求：（1）小滑塊從釋放用多長時間第一次與擋板相碰？（2）小滑塊最后停在距離擋板多遠的位置？16、Mt （ 1 在 MX段品 a L = v = m 2解得：（I =0,5j

4、i1 = 2n / j 4 分在NO段：Eq 犯j 仔勻速運動 = = 0.0U el分共+ F. = Or 5 1S 才 設(shè)經(jīng)口次禍捋不.停在距者HExIfa由此能定理:E削工+ S 一工）一明g【二同一1）5+、）=0 分且 0 N兩點間的電勢差，并指出 M N哪一點的 電勢高。（2）若N點與A、B兩個點電荷所在位置正好形成一個邊長為 a的正三角形， 則小球運動到N點瞬間，輕細線對小球的拉力Ft （靜電力常量為k）。16. （1）帶電小球C在A、B形成的電場中從M點運動到N點的過程中，重力和 電場力做功，但合力功為零，則qUM葉mglcos 8 =0（4分）所以3mglUMn =-2q（1

5、分）即M NR點間的電勢差大小丑2q且N點的電勢高于M點的電勢。（1分）（2）在尺點，小球以到重力mg細線白拉力Ft以及所口明別對它的斥力F由Fb四個力的作用如圖所示，且沿細線方向的合力為零（向心力為零）。則Ft mgcos30o Fa cos30o 0QqkFaFt mg cos30o k Qq-cos30o a（3分）（2分）（2分）11.如圖所示，固定于同一條豎直線上的AB是兩個帶等量異種電荷的點電荷，電荷量均為Q,其中A帶正+Q 1/： /I ; 二d卜c電荷,B帶負電荷，D、C是它們連線的垂直平分線，A、B、C三點構(gòu)成一邊長為 d的等邊三角形.另有一個帶電小球E,質(zhì)量為m電荷量為+q

6、（可視為點電荷）, 被長為L的絕緣輕質(zhì)細線懸掛于 。點,0點在C點的正上方.現(xiàn)在把小球E拉 到M點，使細線水平繃緊且與A、R C處于同一豎直面內(nèi)，并由靜止開始釋放， 小球E向下運動到最低點C時，速度為v.已知靜電力常量為k,若D點的電勢 為零,試求：（1）在A、B所形成的電場中川點的電勢 M.（2）絕緣細線在C點所受到的拉力Ft2mvLl=1.00 m 的不可伸長的答案（1） mv2 2mgL （2） kQq mg 2qdE13.（2009 海淀區(qū)質(zhì)檢）有三根長度皆為絕緣輕線，其中兩根的一端固定在天花板上的 。點，另一端分別 拴有質(zhì)量皆為m=1.00X 10-2 kg的帶電小球A和B,它們的電

7、荷 量分別為-q和+q,q=1.00 乂 107 C.A、B之間用第三根線連接起 來.空間中存在大小為E=1.00X 106N/C的勻強電場，場強方向沿水平向右，平衡時A、B球的位置如圖所示.現(xiàn)將O B之間的線燒斷，由于 有空氣阻力，A、B球最后會達到新的平衡位置.求最后兩球的機械能與電勢能 的總和與燒斷前相比改變了多少？（不計兩帶電小球間相互作用的靜電力）答案 6.8 X 10-2 J15. （14如圖所示，一賦址為如帶電量為口的小球，用長為L的拊維細縫懸掛在水平向右的勻囑電場中.靜止時懸縫向左與醛直方向成C角,羞力加速度為h（D型電場強度也北）方在某時刻外小球一個涓切線方向的初速度a,小球

8、恰好能在餐立平面內(nèi)做完整的圓 周運動，求為冬太?15. （14分）如圖所示，A、B為兩塊平行金屬板，A板帶正電、B板帶負電。兩 板之間存在著勻強電場，兩板間距為 d、電勢差為U,在B板上開有兩個間距 為L的小孔。C D為兩塊同心半圓形金屬板，圓心都在貼近 B板的O處，C 板帶正電、D板帶負電。兩板間的距離很近，兩板末端的中心線正對著B板上的小孔，兩板間的電場強度可認(rèn)為大小處處相等，方向都指向O。半圓形金屬板兩端與B板的間隙可忽略不計?，F(xiàn)從正對 B板小孔緊靠A板的O處由 靜止釋放一個質(zhì)量為 m電量為q的帶正電微粒（微粒的重力不計）。試問： 微粒穿過B板小孔時的速度為多大？為了使微粒能在CD板間運

9、動而不碰板，CD板間的電場強度應(yīng)為多大？從釋放微粒開始計時，經(jīng)過多長時間微粒通過半圓形金屬板間的最低點P點？15.設(shè)微粒穿過B板小孔時的速度為v,根據(jù)動能定理，有微粒進入半圓形金屬板后,聯(lián)立、，得 E三 L微粒從釋放開始經(jīng)ti射出分分電場力提供向心力，有分2 分B板的小孔，則1分設(shè)微粒在半圓形金屬板間運動經(jīng)過 t 2第一次到達最低點P點，則所以從釋放微粒開始，經(jīng)過t1 t22d 巨微粒第一次到達P點；2 分4. 2qU根據(jù)運動的對稱性,易知再經(jīng)過 2 ti t2微粒再一次經(jīng)過P點；所以經(jīng)過時間t 2k 1 2d 匚匯，k 0,1,2,L時微粒經(jīng)過P點。1分4 2qU25. (18分)如圖所示，

10、質(zhì)量為 m的小球，由長為l的細線系住，細線的另一 端固定在A點，AB是過A的豎直線，E為AB上的中點，過E作水平線EF, 在EF上釘鐵釘D,現(xiàn)將小球拉直水平，然后由靜止釋放，小球在運動過程 中，不計細線與釘子碰撞時的能量損失，不考慮小球與細線間的碰撞.(1)若釘鐵釘位置在E點，求細線與釘子碰撞前后瞬間，細線的拉力分別是多 少？(2)若小球恰能繞釘子在豎直面內(nèi)做完整的圓周運動，求釘子位置D在水平線EF上距E點的距離ED的值是多少？A1F_25、（8+10=18分）答案：（1） F1 3mg , F2 5mg（2） x=解析：（1）小球釋放后沿圓周運動，運動過程中機械能守恒，設(shè)運動到最 低點速度為

11、v,由機械能守恒定律得mgl 1mv2,碰釘子瞬間前后小球運動 的速率不變，碰釘子前瞬間圓周運動半徑為l ,碰釘子前瞬間線的拉力為E,碰釘子后瞬間圓周運動半徑為l /2 ,碰釘子后瞬 間線的拉力為F2,由圓周運動、牛頓第二定律得：2 mv2mvl/2F mg , F2 mg得 F1 3mg , F2 5mg（2）設(shè)D距E的距離為x,隨著x的增大，繞釘子做圓周運動的半徑越來越小.轉(zhuǎn)至最高點的速度也越來越大，但根據(jù)機械能守 恒定律，半徑r越小，轉(zhuǎn)至最高點的瞬時速度越大，當(dāng)這個瞬時速度大于或 等于臨界速度時，小球就能到達圓的最高點了.設(shè)釘子在D點小球剛能繞釘做圓周運動到達圓的最高點，設(shè)ED=x,則：

12、AD=2l2在最局點:2.mg 2也由機械能守恒定律得： mg （ 2）=r2212 mv21、如圖所示，在粗糙水平面上相距 L=1.0m處，固定有兩個絕緣擋板 M N,在 它們正中間處有一個質(zhì)量為 m=5.0X 10-2kg ,電荷量為q=-2.0 X 10-4C的帶電物 體A （可視為質(zhì)點）。A與水平面間的動摩擦因數(shù)=0.10o空間有水平向右的勻強電場，場強 E=2.5X102V/m=取g=10m/s2。現(xiàn)給 A 一個瞬時沖量，使它以 v0=3.0m/s的初速度向右運動，設(shè) A與擋板M N碰撞過程沒有動能損失。求： 物體A與N碰后向左運動過程的加速度 a多大？物體A最終停止運動時距 擋板N

13、多遠？全過程摩擦生熱 Q是多少？1 .0 0.25m 0.2125J2 . 示波管的主要結(jié)構(gòu)由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成。在電子槍中，電子由陰極 K 發(fā)射出來，經(jīng)加速電場加速，然后通過兩對相互垂直的偏轉(zhuǎn)電極形成的電場，發(fā)生偏轉(zhuǎn)。其示意圖如圖（圖中只給出了一對YY/方向偏轉(zhuǎn)的電極）所示。 已知：電子質(zhì)量為m,電量為e,兩個偏轉(zhuǎn)電極間的距離為 d,偏轉(zhuǎn)電極邊緣到 熒光屏的距離為L。沒有加偏轉(zhuǎn)電壓時，電子從陰極射出后，沿中心打到熒光屏 上的。點時動能為E0。設(shè)電子從陰極發(fā)射出來時的初速度可以忽略，偏轉(zhuǎn)電場 只存在于兩個偏轉(zhuǎn)電極之間。 求：電子槍中的加速電壓 U是多少？如果YY/ 方向的偏轉(zhuǎn)電極加的

14、偏轉(zhuǎn)電壓是 Uy,電子打到熒光屏上P點時的動能為Et,求 電子離開偏轉(zhuǎn)電場時，距中心線的距離Sy。2. U=E0/e SY=（Et-E0）（d/eUy3.如圖所示，邊長為L的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在著勻強電場。電量為 q、動能 為Ek的帶電粒子從a點沿ab方向進入電場，不計重力。若粒子從c點離開電場，求電場強度的大小和粒子離開電場時的動能；若粒子離開電場時動能 為Ek,則電場強度為多大？3. ， 5Ek 若從 bc 邊離開電場，則；若從cd 邊離開電場，則4. 如圖所示，豎直放置的平行金屬板間距為 d=8cm板間電壓為U=2.0X103M在其間的勻強電場中用絲線懸掛一個帶負電的小球，絲線長L=

15、6.0cm， 小球質(zhì)量為m=2.0g。將小球拉到與懸點 O等高的B點后將它無初速釋放，小球擺到 。點 正下方的A點時速率為零。求：小球的電荷量 q；小球下擺過程中的最大速 度 vm= 4.8X 10-7C0.70m/s5. 如圖所示，在某豎直平面內(nèi)有一水平向右的勻強電場，場強E=1X 104N/C場內(nèi)有一半徑R=2mB勺光滑豎直絕緣環(huán)形軌道，軌道的內(nèi)側(cè)有一質(zhì)量為m=0.4kg、帶電量為q=+3X 10- 4C的小球，它恰能沿圓環(huán)作圓周運動。取圓環(huán)的最低點為 重力勢能和電勢能的零勢能點。求：小球機械能的最小值；重力勢能和電 勢能的和的最小值。5. 17J -2J6. 飛行時間質(zhì)譜儀可通過測量離子飛行時間得到離子的荷質(zhì)比q/m。 如圖 1 所示，帶正電的離子經(jīng)電壓為 U的電場加速后進入長度為L的真空管AB,可測得離子 飛越AB所用的時間t1。改進以上方法，如圖2所示，讓離子飛越AB后進入場 強為E （方向如圖）的勻強電場區(qū)域 BC,在電場的作用下離子返回 B端，此時，