電場解題方法歸納與總結(jié)-資料下載頁
2025-01-18 22:47本頁面
【正文】 孔S沿水平方向射入A、B兩極板間。設(shè)電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，電子從燈絲發(fā)射時(shí)的初速度不計(jì)。如果到達(dá)B板的電子都被B板吸收，且單位時(shí)間內(nèi)射入電容器的電子數(shù)為n，隨著電子的射入，兩極板間的電勢差逐漸增加，最終使電子無法到達(dá)B板。求： （1）當(dāng)B板吸收了N個(gè)電子時(shí)，A、B兩板間的電勢差。 （2）A、B兩板間可達(dá)到的最大電勢差。 （3）從電子射入小孔S開始到A、B兩板間的電勢差達(dá)到最大值所經(jīng)歷的時(shí)間。 9. 如圖所示，空間存在著強(qiáng)度，方向豎直向上的勻強(qiáng)電場，在電場內(nèi)一長為L=，一端拴著質(zhì)量為m=、電荷量的小球?，F(xiàn)將細(xì)線拉直到水平位置，使小球由靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線受到的拉力恰好達(dá)到它能承受的最大值而斷裂，取。求： （1）小球的電性； （2）細(xì)線能承受的最大拉力； （3）當(dāng)小球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)后與O點(diǎn)水平方向相距L時(shí)，小球距O點(diǎn)的高度?！驹囶}答案】 1. 向左 提示：AB在水平方向上不受力，∴外電場方向向左。 2. 1：4：9 1：1：1 提示：類平拋運(yùn)動(dòng)。 3. 解析：由靜止釋放后，兩球在庫侖力作用下向相反方向運(yùn)動(dòng)，電場力做正功，電勢能減少，電勢能轉(zhuǎn)化為兩個(gè)小球的動(dòng)能。 A、B兩個(gè)帶電小球組成的系統(tǒng)在水平方向上不受外力作用，動(dòng)量守恒。當(dāng)A球的速率為v時(shí)，它的動(dòng)量值為mv；這時(shí)B球的動(dòng)量值也是mv，B球的速率應(yīng)為；時(shí)刻t，A球的動(dòng)能為，B球的動(dòng)能為，它們的動(dòng)能之和。 可見，電勢能的改變量應(yīng)為?！埃碧柋硎倦妱菽軠p少。 4. 解析：由位移與時(shí)間的關(guān)系式可知：。物體沿x軸方向做勻減速運(yùn)動(dòng)。從開始運(yùn)動(dòng)到速度為零的時(shí)間，第5s內(nèi)反方向做的勻加速運(yùn)動(dòng)。因此開始5s內(nèi)的路程為。5s末的速度。克服電場力做功。 5. 解析：因?yàn)橛蒁點(diǎn)到C點(diǎn)電場力對電子做正功，所以C點(diǎn)電勢應(yīng)高于D點(diǎn)電勢。利用可求出C、D兩點(diǎn)間的電勢差；C、D兩點(diǎn)沿電場方向的距離，所以電場強(qiáng)度。又，B板接地時(shí)UD=UDB，A板接地時(shí)UD=UDA。 （1）∵。 （2） （3）B板接地時(shí)， 6. 解析：電子在電場里做類平拋運(yùn)動(dòng)。由幾何關(guān)系，由動(dòng)能定理：，即。 7. 解析：（1）由平拋規(guī)律有：。又AB=OA，得：。加速過程有：，偏轉(zhuǎn)過程有：，解之得：。 （2）對粒子運(yùn)動(dòng)的全過程：由動(dòng)能定理：。 8. 解析：（1）當(dāng)B板吸收了N個(gè)電子時(shí)，電容器所帶電荷量為Q=Ne，根據(jù)電容的定義：，得此時(shí)A、B兩板間的電勢差。 （2）電子經(jīng)過U0的電壓加速后，進(jìn)入A、B板間的動(dòng)能為eU0，進(jìn)入A、B板間電場后做減速運(yùn)動(dòng)，隨著B板電荷增加，電子在A、B間的加速度越來越大，直至電子到達(dá)B板的速度為零，此時(shí)A、B板間的電壓達(dá)到最大值Um。根據(jù)動(dòng)能定理，得出。 （3）設(shè)從電子進(jìn)入A、B板間，直到板間電壓達(dá)到最大值Um經(jīng)過的時(shí)間為t，則B板吸收的總電荷為Q=net，結(jié)合電容的定義式，可以得出。 9. 解析：（1）由小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)可知，小球帶正電。 （2）設(shè)小球到最高點(diǎn)時(shí)速度為v，由動(dòng)能定理： ①在最高點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律：。 ②由①②解之，得（3）線斷裂后，小球在豎直方向的加速度改為a。則設(shè)小球在水平方向運(yùn)動(dòng)L用時(shí)為t，則： ③ ④
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