帶電粒子在電場中的運動(1)-資料下載頁
2025-04-29 06:15本頁面
【正文】 向高考》 二輪專題復(fù)習(xí) 物理(新課標 版) [ 解析 ] ( 1 ) 收集效率 η 為 81 % ，即離下板 1 d0的塵埃恰好到達下板的右端邊緣，設(shè)高壓電源的電壓為U ，則在水平方向有 L ＝ v0t① 在豎直方向有 0 ． 81 d0＝12at2② 其中 a ＝Fm＝qEm＝qUmd0③ 專題四 電場和磁場 《走向高考》 二輪專題復(fù)習(xí) 物理(新課標 版) 當減小兩板間距時 ， 能夠增大電場強度 ， 提高裝置對塵埃的收集效率 ． 收集效率恰好為 100%時 ， 兩板間距即為dm， 如果進一步減小 d， 收集效率仍為 100%.因此 ， 在水平方向有 L ＝ v0t④ 在豎直方向有 dm＝12a ′ t2⑤ 其中 a ′ ＝F ′m＝qE ′m＝q vmdm⑥ 聯(lián)立 ① ～ ⑥ 各式可得 dm＝ d0⑦ 專題四 電場和磁場 《走向高考》 二輪專題復(fù)習(xí) 物理(新課標 版) ( 2) 通過前面的求解可知，當 d ≤ d0時，收集效率 η 均為 100 % .⑧ 當 d d0時，設(shè)距下板 x 處的塵埃恰好到達下板的右端邊緣，此時有 x ＝12qUmd(Lv0)2⑨ 根據(jù)題意，收集效率為 η ＝xd⑩ 聯(lián)立 ① 、 ② 、 ③ 、 ⑨ 及 ⑩ 式可得 η ＝ ??????d0d2 專題四 電場和磁場 《走向高考》 二輪專題復(fù)習(xí) 物理(新課標 版) ( 3) 穩(wěn)定工作時單位時間下板收集的塵埃質(zhì)量為 ΔM / Δt ＝ η n m bd v0 當 d ≤ d0時， η ＝ 1 ，因此 ΔM / Δt ＝ n m bd v0 當 d d0時， η ＝ ??????d0d2，因此 ΔM / Δt ＝ n m b v0d02d 繪出的圖線如下 專題四 電場和磁場 《走向高考》 二輪專題復(fù)習(xí) 物理(新課標 版) [ 答案 ] ( 1 ) 0 .9 d0 ( 2 ) η ＝ 0 .8 1 (d 0d )2 ( 3 ) 見解析 專題四 電場和磁場 《走向高考》 二輪專題復(fù)習(xí) 物理(新課標 版) (2022南昌模擬 )如圖所示 ， 同一豎直線上的 A、 B兩點 ， 固定有等質(zhì)量的異種點電荷 ， 電荷量為 q， 正 、 負如圖所示 ， △ ABC為一等邊三角形 (邊長為 L)， CD為 AB邊的中垂線 ， 且與右側(cè)豎直光滑 1/4圓弧軌道的最低點 C相切 ，已知圓弧的半徑為 R， 現(xiàn)把質(zhì)量 m、 帶電荷量為＋ Q的小球(可視為質(zhì)點 )由圓弧的最高點 M靜止釋放 ， 到最低點 C時速度為 k， 現(xiàn)取 D為電勢零點 ， 求： 專題四 電場和磁場 《走向高考》 二輪專題復(fù)習(xí) 物理(新課標 版) (1)在等量異種電荷的電場中 ， M點的電勢 φM； (2)在最低點 C軌道對小球的支持力 FN為多大 ？ [ 答案 ] ( 1 ) 12 Q ( m v 0 2 － 2 m g R ) ( 2 ) mg ＋ m v 02R ＋ kQqL 2 專題四 電場和磁場 《走向高考》 二輪專題復(fù)習(xí) 物理(新課標 版) [ 解析 ] ( 1 ) 小球由最高點 M 運動到 C 的過程中，由動能定理得 m gR ＋ UMCQ ＝12m v02 可得 MC 兩點的電勢差為 UMC＝12 Q( m v02－ 2 m gR ) 又等量異種電荷中垂線上的點電勢相等，即 C 、 D兩點電勢相等，故 M 點的電勢為 φM＝ UMC＝12 Q( m v02－ 2 m gR ) 專題四 電場和磁場 《走向高考》 二輪專題復(fù)習(xí) 物理(新課標 版) ( 2) 小球到達最低點 C 時，＋ q 與－ q 對其的電場力F F2是大小相等的，有 F1＝ F2＝ kQqL2 又因為 △ ABC 為等邊三角形，易知 F F2的夾角是 120176。 ，所以二者的合力為 F12＝ kQqL2 ，且方向豎直向下． 由牛頓第二定律得 FN－ mg － F1 2＝ mv02R 整理得軌道對小球的支持力： FN＝ mg ＋ mv02R＋ kQqL2 . 專題四 電場和磁場 《走向高考》 二輪專題復(fù)習(xí) 物理(新課標 版)
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