物理靜電場測試題(五)-資料下載頁
2025-08-04 18:02本頁面
【正文】 寫出數值和單位)13．(10分)(2010北京東城區(qū)檢測)如圖所示，一帶電荷量為＋q、質量為m的小物塊處于一傾角為37176。的光滑斜面上，當整個裝置被置于一水平向右的勻強電場中，小物塊恰好靜止．重力加速度取g，sin37176。＝，cos37176。＝：(1)水平向右電場的電場強度；(2)若將電場強度減小為原來的1/2，小物塊的加速度是多大；(3)電場強度變化后小物塊下滑距離L時的動能．解析 小物塊靜止在斜面上，受重力、電場力和斜面支持力，則FNsin37176。＝qE①FNcos37176。＝mg②由①、②可得E＝(2)若電場強度減小為原來的1/2，則E′＝mgsin37176。－qE′cos37176。＝ma③可得a＝ g(3)電場強度變化后小物塊下滑距離L時，重力做正功，電場力做負功，由動能定理得：mgLsin37176。－qE′Lcos37176。＝Ek－0④可得Ek＝答案 (1) (2) (3)14．(10分)為使帶負電的點電荷q在一勻強電場中沿直線從A勻速運動到B，必須對該電荷施加一個恒力F，如圖所示，若AB＝ m，α＝37176。，q＝－310－7 C，F＝10－4 N，A點的電勢φA＝100 V．(不計負電荷受的重力)(1)在圖中用實線畫出電場線，用虛線畫出通過A、B兩點的等勢線，并標明它們的電勢．(2)求q在由A到B的過程中，電勢能的變化量是多少？解析 電荷由A勻速運動到B，說明電荷受到的電場力與恒力F是一對平衡力，等大反向，又因為是負電荷，所以電場力跟場強方向相反，可以判斷出場強與F同向．再根據電場線與等勢面垂直，畫出過A、B兩點的等勢線．要求B點的電勢和由A到B的過程中電荷電勢能的變化量，就要先求出q在由A到B的過程中電場力所做的功．(1)電荷由A到B過程中電場力的功WAB＝FABcos(180176。－α)＝－10－5 J，AB兩點的電勢差UAB＝＝ V＝160 VφA－φB＝UAB＝160 V.所以φB＝－60 V，電場線及過A、B兩點的等勢線如圖所示．(2)W＝qUAB＝－10－5 J，10－5 J答案 (1)圖見解析 (2)10－5 J15.(14分)如圖所示，水平放置的平行板電容器，原來兩板不帶電，上極板接地，它的極板長L＝ m，兩板間距離d＝ cm，有一束相同的帶電微粒以相同的初速度先后從兩板中央平行極板射入，由于重力作用微粒能落到下極板上，微粒所帶電荷立即轉移到下極板且均勻分布在下極板上．設前一微粒落到下極板上時后一微粒才能開始射入兩極板間．已知微粒質量為m＝210－6 kg，電荷量q＝110－8 C，取g＝10 m/：(1)為使第一個微粒的落點范圍能在下極板的中點，求微粒入射的初速度v0.(2)若帶電微粒以第(1)問中的初速度v0入射，則平行板電容器所獲得的電壓最大值是多少？解析 (1)第一個微粒進入電容器后只受重力作用，做平拋運動，所以有：＝v0t，＝gt2解得v0＝＝ m/s(2)當平行板電容器所獲得的電壓最大時，進入電容器的微粒剛好從下極板的右邊緣射出，有：L＝v0t1＝atmg－q＝ma解得U＝6 V答案 (1) m/s (2)6 V16.(10分)(2012浙江寧波八校聯考)如圖所示，在水平方向的勻強電場中有一表面光滑、與水平面成45176。角的絕緣直桿AC，其下端(C端)距地面高度h＝ m．有一質量為500 g的帶電小環(huán)套在直桿上，正以某一速度沿桿勻速下滑，小環(huán)離桿后正好通過C端的正下方P點處．(g取10 m/s2)求：(1)小環(huán)離開直桿后運動的加速度大小和方向．(2)小環(huán)從C運動到P過程中的動能增量．(3)小環(huán)在直桿上勻速運動速度的大小v0.解析 (1)小環(huán)沿AC桿勻速下滑，受力分析如圖所示，小環(huán)共受3個力，由圖可知qE＝mg，小環(huán)離開直桿后，只受重力和電場力，F合＝mg＝ma，a＝g＝10 m/s2，方向垂直于桿向下．(2)設小環(huán)從C運動到P的過程中動能的增量為ΔEk＝W重＋W電，其中W重＝mgh＝4 J，W電＝0，所以ΔEk＝4 J.(3)環(huán)離開桿做類平拋運動：平行桿方向勻速運動：h＝v0t，垂直桿方向勻加速運動：h＝at2，解得v0＝2 m/s.答案 (1)10 m/s2 垂直于桿向下 (2)4 J(3)2 m/s14
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