最新-常州市理想中学高三物理上学期第一轮复习 - 电场压轴题精选

常州市理想中学高三物理上学期第一轮复习——电场压轴题精选

1如图甲所示，平行金属板A和B的距离为d，它们的右端安放着垂直于金属板的靶MN，现在A、B板上加上如图所示的方形波电压，电压的正向值为UO，反向电压为隔

UO，且每2T换向一次，现有质量为m的带正电q的连续粒子束从AB的中点O以平行于金属板的2方向射入。设粒子能全部打在靶上而且所有粒子在AB间的飞行时间均为T，不计重力的影响。试问：

（1）在距靶MN的中点O’点多远的范围内有粒子击中？

（2）要使粒子能全部打在靶MN上，电压UO的数值应满足什么条件？（写出UO、m、d、q、T的关系式即可）

2在电场强度为E的匀强电场中，有一条与电场线平行的几何线，如图中虚线所示。几何线上有两个静止的小球A和B（均可视为质点），两小球的质量均为m，A球带电荷量+Q，B球不带电。开始时两球相距L，在电场力的作用下，A球开始沿直线运动，并与B球发生正对碰撞，碰撞中A、B两球的总动能无损失。设在各次碰撞过程中，A、B两球间无电量转移，且不考虑重力及两球间的万有引力，问： （1）A球经过多长时间与B球发生第一次碰撞？ （2）第一次碰撞后，A、B两球的速度各为多大？

（3）试问在以后A、B两球再次不断地碰撞的时间间隔会相等吗？如果相等，请计算该时

间间隔T。如果不相等，请说明理由。

3 在倾角为θ的足够长的绝缘斜面上，带负电的物块A和不带电的绝缘物块B正沿斜面往上滑，斜面处于范围足够大的匀强电场中，场强方向平行斜面向下。当A刚要追上B时，A的速度vA=1.8m/s，方向沿斜面向上，B的速度恰为零，如图所示，A、B碰撞过程相互作用时间极短、且A的电荷没有转移，碰后瞬间A的速度v1=0.6m/s，方向仍沿斜面向上。碰后经0.60s，A的速率变为v2=1.8m/s，在这段时间内两者没有再次相碰。

已知A和斜面间的动摩擦因数μ=0.15，B与斜面的摩擦忽略不计，A、B均可视为质点，它们质量分别为mA=0.5kg、mB=0.25kg，匀强电场的场强E=5×118N/C，sin θ=0.6，g=10m/s2。

（1）A、B第一次碰撞后瞬间，B的速度多大？ （2）第一次碰后的0.60s内B沿斜面向上最多滑多远？

（3）分析第一次碰撞后至0.60s这段时间内A的运动方向并求出A的电量。

4．如图所示，一质量为m带正电的小球，用长为L的绝缘细线悬挂于O点，处于一水平方向的匀强电场中，静止时细线右偏与竖直方向成450角，位于图中的P点． （1）求静止在P点时线的拉力是多大？

（2）如将小球向右拉紧至与O点等高的A点由静止释放，求小球摆至P点时的速度大小？

（3）如将小球向左拉紧至与O点等高的B点由静止释放，则小球是如何由B点运动至A点的？并求到达A点时绳的拉力是多大？

5（18分）为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器， 容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面是面积 S=0.18m2的金属板，间板L=0.18m，当连接到U=2500V 的高压电源正负两极时，能在两金属板间产生一个匀强

6如图所示，在光滑绝缘水平桌面上固定放置一条光滑绝缘的挡 板

电场，如图所示，现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭 在容器内，每立方米有烟尘颗粒1013个，假设这些颗粒 都处于静止状态，每个颗粒带电量为q??1.0?10?17C， 质量为m?2.0?10?15kg，不考虑烟尘颗粒之间的相互 作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力。求合上电键 后：（1）经过多少时间烟尘颗粒可以被全部吸附？ （2）除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功？ （3）经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大？

ABCD，AB段为直线，BCD段是半径为R的圆环，设直线挡板与圆环之间用一根很短的圆弧相连．整套装置处于场强为E的匀强电场中，电场方向与圆环直径CD平行．现使一带电量为+q、质量为m的小球由静止从直线挡板内侧上某点释放 ，为使小球沿挡板内侧运动恰能从D点通过， (1)求：小球从释放点到C点沿电场强度方向的最小距离s．

(2)在第(1)问求得的结果及题中所提供的已知量的前提下，你还能求得哪些定量的结果(至少一个)?

7物理学家密立根1911年曾以著名的油滴实验推断出自然界存在基本电荷，并推算出基本电荷的带电量．下面让我们追溯这个实验过程，并提出问题．

水平放置的平行板电容器两极板间的距离为d，在上极板的中间开一小孔，使质量为m的带 电油滴从这个小孔落到电容器中．忽略空气浮力，当电容器上没加电压时，由于空气阻力与速度 大小成正比(设比例系数为常数k)，经过一短时间，即可观察到油滴以恒定的速率v1在空气中缓 慢降落．

(1) 若在电容器上加电压U(下极板为正)，可见到油滴以恒定速率v2缓慢上升，试求油滴所带电量q (设重力加速度为g，电量由d、U、K、vl、v2等已知量表示)

(2) 若电容器上不加电压，油滴在电容器内以恒定速率v1下降时，移动某一竖直距离所需时间为t1；加了电压U后，油滴以恒定速率v2上升同一竖直距离所需时间为t2，则油滴的带电量可表示为A(11?)．试用已知量d、g、U、t1及油滴质量m来表示A的表达式． t1t2(3) 若这时把加在电容器上的电压撤除，使油滴以恒定速率下降一段距离；然后向电容器内照射X射线以改变油滴的带电量后，又在电容器上加上电压U，测定该油滴匀速上升同一竖直距离的时间t2．依此类推，多次实验的结果表明自然界中一定存在基本电荷．

已知该实验中测得的一组数据如下：d=2.0′10?2m，m=3.2′10?16kg，t1=11.9s，U=25V，并取g=9.8m/s2，试由此计算基本电荷的带电量(取两位有效数字)．

11?总是0.01835s-1的整数倍．由此可推论：t1t2

8 (18分)如图(a)所示,M、N两平行金属板间距为d，板间加有如图(b)所示的交变电压,在t=0时,M板电势低于N电势,此刻一个带电量为+q、质量为m的粒子经过电压为U(U

⑴对于加速电压U,存在一个值UC,当U>UC时,粒子能沿一个方向运动,一直到从B孔射出,求UC的值.

M N ⑵加速电压U多大时,粒子将不会从B孔射出? U

A B U0 -U0 (a)

T/2 T t (b)

9如图所示为示波管的原理图，电子枪中炽热的金属丝可以发射电子，初速度很小，可视为零。电子枪的加速电压为U0，紧挨着是偏转电极YY′和XX′，设偏转电极的极板长均为l1？，板间距离均为d，偏转电极XX′的右端到荧光屏的距离为l2。电子电量为e，质量为m（不计偏转电极YY′和XX′二者之间的间距）、在YY′、XX′偏转电极上不加电压时，电子恰能打在荧光屏上坐标的原点。

（）1U1?0 求：（1）若只在YY′偏转电极上加电压UYY'?U，则电子到达荧光屏上的速度多大?

）2U2?0（2）在第（1）问中，若再在XX′偏转电板上加上UXX'?U（，试在荧光屏上标出亮点的

大致位置，并求出该点在荧光屏上坐标系中的坐标值。

10如图1所示，真空室中电极K发出的电子(初速不计)经过U0=1000V的加速电场后，由小孔S沿两水平金属板A、B间的中心线射入。A、B板长l＝0.20m，相距d=0.020m，加在A、B两板间电压u随时间t变化的u-t图线如图2所示。设A、B间的电场可看作是均匀的，且两板外无电场。在每个电子通过电场区域的极短时间内，电场可视作恒定的。两板右侧放一记录圆筒，筒在左侧边缘与极板右端距离b=0.15米，筒绕其竖直轴匀速转动，周期T=0.20s，筒的周长s=0.20m，筒能接收到通过A、B板的全部电子。

(1)以t=0时(见图2，此时u=0)电子打到圆筒记录纸上的点作为xy坐标系的原点，并取y轴竖直向上。试计算电子打到记录纸上的最高点的y坐标和x坐标。(不计重力作用)

(2)在给出的坐标纸(图3)上定量地画出电子打到记录纸上的点形成的图线。

11如图1所不，A、B为水平放置的平行金属板，板间距离为d(d远小于板的长和宽)。在两板之间有一带负电的质点P。已知若在A、B间加电压U0，则质点P可以静止平衡。现在A、B间加上如图2所示的随时间t变化的电压U，在t=0时质点P位于A、B间的中点处且初速为0。已知质点P能在A、B之间以最大的幅度上下运动而不与两板相碰，求图2中U改变的各时刻t1、t2、t3及tn的表达式。(质点开始从中点上升到最高点，及以后每次从最高点到最低点或从最低点到最高点的过程中，电压只改变一次。)

(1)以t=0时(见图2，此时u=0)电子打到圆筒记录纸上的点作为xy坐标系的原点，并取y轴竖直向上。试计算电子打到记录纸上的最高点的y坐标和x坐标。(不计重力作用)

(2)在给出的坐标纸(图3)上定量地画出电子打到记录纸上的点形成的图线。

11如图1所不，A、B为水平放置的平行金属板，板间距离为d(d远小于板的长和宽)。在两板之间有一带负电的质点P。已知若在A、B间加电压U0，则质点P可以静止平衡。现在A、B间加上如图2所示的随时间t变化的电压U，在t=0时质点P位于A、B间的中点处且初速为0。已知质点P能在A、B之间以最大的幅度上下运动而不与两板相碰，求图2中U改变的各时刻t1、t2、t3及tn的表达式。(质点开始从中点上升到最高点，及以后每次从最高点到最低点或从最低点到最高点的过程中，电压只改变一次。)

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