物理靜電場(chǎng)測(cè)試題(五)(參考版)
2024-08-15 18:02本頁(yè)面
【正文】 角的絕緣直桿AC，其下端(C端)距地面高度h＝ m．有一質(zhì)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(guò)C端的正下方P點(diǎn)處．(g取10 m/s2)求：(1)小環(huán)離開直桿后運(yùn)動(dòng)的加速度大小和方向．(2)小環(huán)從C運(yùn)動(dòng)到P過(guò)程中的動(dòng)能增量．(3)小環(huán)在直桿上勻速運(yùn)動(dòng)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(gè)力，由圖可知qE＝mg，小環(huán)離開直桿后，只受重力和電場(chǎng)力，F(xiàn)合＝mg＝ma，a＝g＝10 m/s2，方向垂直于桿向下．(2)設(shè)小環(huán)從C運(yùn)動(dòng)到P的過(guò)程中動(dòng)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(yùn)動(dòng)：平行桿方向勻速運(yùn)動(dòng)：h＝v0t，垂直桿方向勻加速運(yùn)動(dòng)：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。－α)＝－10－5 J，AB兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB＝＝ V＝160 VφA－φB＝UAB＝160 V.所以φB＝－60 V，電場(chǎng)線及過(guò)A、B兩點(diǎn)的等勢(shì)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(lái)兩板不帶電，上極板接地，它的極板長(zhǎng)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(zhuǎn)移到下極板且均勻分布在下極板上．設(shè)前一微粒落到下極板上時(shí)后一微粒才能開始射入兩極板間．已知微粒質(zhì)量為m＝210－6 kg，電荷量q＝110－8 C，取g＝10 m/：(1)為使第一個(gè)微粒的落點(diǎn)范圍能在下極板的中點(diǎn)，求微粒入射的初速度v0.(2)若帶電微粒以第(1)問(wèn)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(gè)微粒進(jìn)入電容器后只受重力作用，做平拋運(yùn)動(dòng)，所以有：＝v0t，＝gt2解得v0＝＝ m/s(2)當(dāng)平行板電容器所獲得的電壓最大時(shí)，進(jìn)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)(2012q＝－310－7 C，F(xiàn)＝10－4 N，A點(diǎn)的電勢(shì)φA＝100 V．(不計(jì)負(fù)電荷受的重力)(1)在圖中用實(shí)線畫出電場(chǎng)線，用虛線畫出通過(guò)A、B兩點(diǎn)的等勢(shì)線，并標(biāo)明它們的電勢(shì)．(2)求q在由A到B的過(guò)程中，電勢(shì)能的變化量是多少？解析 電荷由A勻速運(yùn)動(dòng)到B，說(shuō)明電荷受到的電場(chǎng)力與恒力F是一對(duì)平衡力，等大反向，又因?yàn)槭秦?fù)電荷，所以電場(chǎng)力跟場(chǎng)強(qiáng)方向相反，可以判斷出場(chǎng)強(qiáng)與F同向．再根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，畫出過(guò)A、B兩點(diǎn)的等勢(shì)線．要求B點(diǎn)的電勢(shì)和由A到B的過(guò)程中電荷電勢(shì)能的變化量，就要先求出q在由A到B的過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功．(1)電荷由A到B過(guò)程中電場(chǎng)力的功WAB＝F－qE′Lcos37176。－qE′cos37176。＝qE①FNcos37176。＝，cos37176。鹽城高三第一次調(diào)研)如圖所示，真空中水平放置長(zhǎng)為L(zhǎng)的平行金屬板，以兩板中間線為x軸，以垂直于極板且過(guò)極板右端為y軸建立坐標(biāo)系．在t＝0時(shí)，將圖中所示的電壓加在兩板上，與此同時(shí)持續(xù)不斷的電子沿x軸以速度v0飛入電場(chǎng)，均能從兩板間飛出．關(guān)于電子穿過(guò)y軸的位置，正確的描述是( )A．當(dāng)Lv0T時(shí)，電子從同一位置穿過(guò)，這個(gè)位置在y軸正方向某處B．當(dāng)Lv0T時(shí)，電子從兩個(gè)不同位置穿過(guò)，一個(gè)在坐標(biāo)原點(diǎn)，一個(gè)在y軸正方向某處C．當(dāng)L＝v0T時(shí)，電子在一段區(qū)域穿過(guò)，這個(gè)區(qū)域在y軸正方向上從原點(diǎn)開始D．當(dāng)L＝v0T時(shí)，電子在一段區(qū)域穿過(guò)，這個(gè)區(qū)域在y軸正方向上不包括原點(diǎn)在內(nèi)解析 當(dāng)L?v0T時(shí)，即在板間運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝?T，則電子在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可忽略不計(jì)，電子在板間運(yùn)動(dòng)時(shí)板間的電壓可認(rèn)為等于電子射入板間時(shí)的電壓，在板間有電壓時(shí)電壓不變，此時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)兩板間的電子偏轉(zhuǎn)距離都相同，穿過(guò)y軸的位置也相同，且因UAB0，有電壓時(shí)電子向上偏，而無(wú)電壓時(shí)電子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從原點(diǎn)經(jīng)過(guò)y軸，A錯(cuò)誤，B正確．當(dāng)L＝v0T時(shí)，電子在板間運(yùn)動(dòng)時(shí)間為一個(gè)周期，在y軸方向上必有加速的半個(gè)周期，y軸方向上的偏移量必不為零，C錯(cuò)誤，D正確．答案 B
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