物理電場(chǎng)練習(xí)題

物理電場(chǎng)練習(xí)題一、選擇題1、兩點(diǎn)電荷a,b所帶的電荷量，在真空中相距為r，現(xiàn)將試探電荷q置于某一位置時(shí)所受庫(kù)侖力恰好為零，則試探電荷應(yīng)置于（

）

A.a,b為同種電荷時(shí)，在a,b連線上靠近b一側(cè)B.a,b為同種電荷時(shí)，在a,b連線上靠近a一側(cè)C.a,b為異種電荷時(shí)，在a,b連線的延長(zhǎng)線上靠近a一側(cè)D.a,b為異種電荷時(shí)，在a,b連線的延長(zhǎng)線上靠近b一側(cè)2、兩個(gè)較大的平行板A、B相距為d，分別接在電壓為U的電源正負(fù)極上，開關(guān)S閉合時(shí)質(zhì)量為m，帶電量為-q的油滴恰好靜止在兩板之間，如圖所示，在保持其他條件不變的情況下，將兩板非常緩慢地水平錯(cuò)開一些，以下說(shuō)法正確的是（）A．油滴將向上運(yùn)動(dòng)，電流計(jì)中的電流從b流向aB．油滴將下運(yùn)動(dòng)，電流計(jì)中的電流從a流向bC．油滴靜止不動(dòng)，電流計(jì)中的電流從a流向bD．油滴靜止不動(dòng)，電流計(jì)中無(wú)電流流過(guò)3、一帶正電小球從光滑絕緣的斜面上O點(diǎn)由靜止釋放，在斜面上水平虛線ab和cd之間有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)如圖所示。下面哪個(gè)圖像能正確表示小球的運(yùn)動(dòng)軌跡4、某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種靜電除塵裝置，如圖1所示，其中有一長(zhǎng)為L(zhǎng)、寬為b、高為d的矩形通道，其前、后面板為絕緣材料，上、下面板為金屬材料。圖2是裝置的截面圖，上、下兩板與電壓恒定為U的高壓直流電源相連。帶負(fù)電的塵埃被吸入矩形通道的水平速度為v0，當(dāng)碰到下板后其所帶電荷被中和，同時(shí)被收集。將被收集塵埃的數(shù)量與進(jìn)入矩形通道塵埃的數(shù)量的比值，稱為除塵率。不計(jì)塵埃的重力及塵埃之間的相互作用。要增大除塵率，則下列措施可行的是A．只增大電壓U

B．只增大長(zhǎng)度L

C．只增大高度d

D．只增大塵埃被吸入水平速度v0

5、如圖所示，實(shí)線為方向未知的三條電場(chǎng)線，a、b兩帶電粒子從電場(chǎng)中的O點(diǎn)以相同的初速度飛出．僅在電場(chǎng)力作用下，兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，則(

)A．a(chǎn)一定帶正電，b一定帶負(fù)電

B．a(chǎn)電勢(shì)能減小，b電勢(shì)能增大

C．a(chǎn)加速度減小，b加速度都增大

D．a(chǎn)和b的動(dòng)能一定都增大二、計(jì)算題6、如圖所示，BCDG是光滑絕緣的圓形軌道，位于豎直平面內(nèi)，軌道半徑為R，下端與水平絕緣軌道在B點(diǎn)平滑連接，整個(gè)軌道處在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶正電的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）置于水平軌道上，滑塊受到的電場(chǎng)力大小為mg，滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度為g．（1）若滑塊從水平軌道上距離B點(diǎn)s=3R的A點(diǎn)由靜止釋放，滑塊到達(dá)與圓心O等高的C點(diǎn)時(shí)速度為多大？（2）在（1）的情況下，求滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)受到軌道的作用力大?。唬?）改變s的大小，使滑塊恰好始終沿軌道滑行，且從G點(diǎn)飛出軌道，求滑塊在圓軌道上滑行過(guò)程中的最小速度大小．7、如圖所示，在第一象限有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向與y軸平行且向下，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子以平行于x軸的速度從y軸上的P點(diǎn)處射入電場(chǎng)，并由Q點(diǎn)射出電場(chǎng)，已知OP＝L，OQ＝2L，不計(jì)粒子重力．求：

(1)粒子在第一象限中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．

(2)粒子離開第一象限時(shí)速度方向與x軸的夾角．8、如圖(a)所示，A、B為兩塊平行金屬板，極板間電壓為UAB=1125V，板中央有小孔O和O＇?，F(xiàn)有足夠多的電子源源不斷地從小孔O由靜止進(jìn)入A、B之間。在B板右側(cè)，平行金屬板M、N長(zhǎng)L1=4×10-2m，板間距離d=4×10-3m，在距離M、N右側(cè)邊緣L2=0.1m處有一熒光屏P，當(dāng)M、N之間未加電壓時(shí)電子沿M板的下邊沿穿過(guò)，打在熒光屏上的并發(fā)出熒光?，F(xiàn)給金屬板M、N之間加一個(gè)如圖(b)所示的變化電壓u1，在t=0時(shí)刻，M板電勢(shì)低于N板。已知電子質(zhì)量為kg，電量為C。(1)每個(gè)電子從B板上的小孔O＇射出時(shí)的速度多大？(2)打在熒光屏上的電子范圍是多少？(3)打在熒光屏上的電子的最大動(dòng)能是多少？9、如圖所示為一真空示波管，電子從燈絲K發(fā)出（初速度不計(jì)），經(jīng)燈絲與A板間的加速電壓U1加速，從A板中心孔沿中心線KO射出，然后進(jìn)入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中（偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)），電子進(jìn)入M、N間電場(chǎng)時(shí)的速度與電場(chǎng)方向垂直，電子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)后打在熒光屏上的P點(diǎn)。已知加速電壓為U1，M、N兩板間的電壓為U2，兩板間的距離為d，板長(zhǎng)為L(zhǎng)1，板右端到熒光屏的距離為L(zhǎng)2，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e。求：（1）電子穿過(guò)A板時(shí)的速度大?。唬?）電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)的側(cè)移量；（3）P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離。10、光滑絕緣半球槽的半徑為R,處在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一質(zhì)量為m的帶電小球從槽的右端A處(與球心等高)無(wú)初速度沿軌道滑下,滑到最低點(diǎn)B時(shí),球?qū)壍赖膲毫?mg。求:(1)小球從A到B的過(guò)程中受到的電場(chǎng)力做的功及電場(chǎng)力的大小;(2)帶電小球在滑動(dòng)過(guò)程中的最大速度。11、如圖以y軸為邊界，右邊是一個(gè)水平向左的E1=1×104N/C勻強(qiáng)電場(chǎng)，左邊是一個(gè)與水平方向成45°斜向上的E2=×104N/C勻強(qiáng)電場(chǎng)，現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m=1.0g，帶電量q=1.0×10－6C小顆粒從坐標(biāo)為（0.1，0.1）處?kù)o止釋放。忽略阻力，g=10m/s2。求（1）第一次經(jīng)過(guò)y軸時(shí)的坐標(biāo)及時(shí)間（2）第二次經(jīng)過(guò)y軸時(shí)的坐標(biāo)參考答案一、選擇題1、AD2、C3、D4、答案：AB5、CD三、計(jì)算題6、考點(diǎn)：解：（1）設(shè)滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度為v，從A到C過(guò)程，由動(dòng)能定理得：qE?（s+R）﹣μmg?s﹣mgR=由題，qE=mg，μ=0.5，s=3R代入解得，vC=（2）滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，由電場(chǎng)力和軌道作用力的合力提供向心力，則有

N﹣qE=m解得，N=mg（3）重力和電場(chǎng)力的合力的大小為F==設(shè)方向與豎直方向的夾角為α，則tanα==，得α=37°滑塊恰好由F提供向心力時(shí)，在圓軌道上滑行過(guò)程中速度最小，此時(shí)滑塊到達(dá)DG間F點(diǎn)，相當(dāng)于“最高點(diǎn)”，滑塊與O連線和豎直方向的夾角為37°，設(shè)最小速度為v，

F=m解得，v=答：（1）若滑塊從水平軌道上距離B點(diǎn)s=3R的A點(diǎn)由靜止釋放，滑塊到達(dá)與圓心O等高的C點(diǎn)時(shí)速度為．（2）在（1）的情況下，滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)受到軌道的作用力大小是2.5mg；（3）改變s的大小，使滑塊恰好始終沿軌道滑行，且從G點(diǎn)飛出軌道，滑塊在圓軌道上滑行過(guò)程中的最小速度大小是．7、【答案】，θ＝30°【考點(diǎn)】帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【解析】解析：(1)

l＝at2

①

且a＝

②

由①③式得：t＝.

③

(2)設(shè)粒子射出第一象限時(shí)速度方向與x軸正方向的夾角為θ2l＝v0t④tanθ＝

⑤

由②③④⑤式，得tanθ＝，即

θ＝30°8、解：(1)電子經(jīng)A、B兩塊金屬板加速，有：

2分得

1分(2)電子通過(guò)極板的時(shí)間為t=L1/v0=2×10-9s，遠(yuǎn)小于電壓變化的周期，故電子通過(guò)極板時(shí)可認(rèn)為板間電壓不變。

1分當(dāng)時(shí)，電子經(jīng)過(guò)MN極板向下的偏移量最大，為y1＜d，說(shuō)明所有的電子都可以飛出M、N

2分此時(shí)電子在豎直方向的速度大小為-

2分電子射出極板MN后到達(dá)熒光屏P的時(shí)間為：電子射出極板MN后到達(dá)熒光屏P的偏移量為

1分電子打在熒光屏P上的總偏移量為：，方向豎直向下；打在熒光屏上的電子范圍是：從豎直向下0~0.012m

1分(3)當(dāng)u=22.5V時(shí)，電子飛出電場(chǎng)的動(dòng)能最大，EK==1.82×10-16J

2分9、（1）設(shè)電子經(jīng)電壓U1加速后的速度為v0，根據(jù)動(dòng)能定理得：

eU1=，解得：（2）電子以速度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后，垂直于電場(chǎng)方向作勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)方向作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，電子的加速度為a，離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)相對(duì)于原運(yùn)動(dòng)方向的側(cè)移量為y1，根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：F=eE，

E=，F(xiàn)=ma，

a=t1=，y1=，解得：y1=（3）設(shè)電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)沿電場(chǎng)方向的速度為vy，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：vy=at1=電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后作勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后打在熒光屏上所用的時(shí)間為t2，電子打到熒光屏上的側(cè)移量為y2，t2=，y2=vyt2

解得：y2=P到O點(diǎn)的距離為y=y1+y2=10、【解析】(1)設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最低位置B時(shí)速度為v,此時(shí)N-mg=m(2分)設(shè)電場(chǎng)力大小為F,做功為W,由題意,小球從A處沿槽滑到最低位置B的過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理mgR+W=mv2-0(3分)由以上兩式得:W=-mgR,電場(chǎng)力做負(fù)功,說(shuō)明電場(chǎng)力方向水平向右。(3分)電場(chǎng)力的大小F=||=mg(2分)(2)小球在滑動(dòng)過(guò)程中最大速度的條件是小球沿軌道運(yùn)動(dòng)到某位置時(shí)切向合力為零。設(shè)此時(shí)小球和圓心間的連線與豎直方向的夾角為θ,如圖,mgsinθ=Fcosθ(2分)得:tanθ=(1分)小球由A處到最大速度位置的過(guò)程中mgRcosθ-mgR(1-sinθ)=m-0(3分)得:vm=(2分)答案:(1)-mgRmg(2)11、【答案】（1）第一次經(jīng)過(guò)Y軸的坐標(biāo)為(0，0)

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