电场专题1

一、电容中的电场问题

例1.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地。一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离（ ） A.带点油滴将沿竖直方向向上运动 B.P点的电势将降低

C.带点油滴的电势能将减少 D.若电容器的电容减小，则极板带电量将增大

R R 例2、如图所示电路中，4个电阻阻值均为R，开关S闭合时，有一

个质量为ml，带电量为q的小球静止于水平放置的平行板电容器的正中间。现打开开关S，这个带电小球便向平行板电容器的一个极R S m q 板运动并与该极板碰撞。碰撞过程中小球没有机械能损失，只是碰E R 撞后小球所带电量发生变化，所带电荷的性质与该板所带电荷相同。

碰后小球恰好能运动抵达另一极板。设两极板间距离为d，不计电源 内阻，问：

（1）电源电动势E多大？（2）小球与极板碰撞后所带电量q'为多少？ 练习1．如图所示，水平放置的平行金属板a、b分别与电源的两极相连，带电液滴P在金属板a、b间保持静止，现设法使P固定，再使两金属板a、b分别绕中心点O、O/垂直于纸面的轴顺时针转相同的小角度α，然后释放P，则P在电场内将做（ ）

A．匀速直线运动 B．水平向右的匀加速直线运动 C．斜向右下方的匀加速直线运动 D．曲线运动

练习2．如图所示，A板发出的电子经加速后，沿水平方向射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为U，电子最终打在光屏P上，关于电子的运动，则下列说法中正确的是（ ）

A、当滑动触头向右移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升

B、当滑动触头向左移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升

C、水平金属板电压U增大时，其他不变，则电子打在荧光屏上的速度大小不变 D、水平金属板电压U增大时，其他不变，则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变 二、交变电场中的运动问题

在平行板电容器两板上加如图1所示交变电压，开始A板电势高，原来静止在两板中间的正粒子自零时刻在电场力作用下开始运动，设两板间距离足够大，试分析粒子的运动性质。

uAB uAB uAB uAB A B U0 U0 U0 U0 2T T T T 2T t 2T T 2T t t -U0 t -U0 -U0 -U0 图4 图1 图2 图3

U(V) 1、如图6(甲)所示，在两块相距d=50 cm的平行

100 金属板A、B间接上U=100V的矩形交变电压，如图6(乙)在t=0时刻，A板电势刚好为正，此0 1 2 3 4 t(×10-2s)

-17-16

时正好有质量m=10 kg，电量q=10 C的带-100 正电微粒从A板由静止开始向B板运动，不计

图6(甲)

1

图6(乙)

微粒重力，在t=0.04 s时，微粒离A板的水平距离是多少？微粒经多长时间到达B板？

2、如图10(甲)所示，真空中水平放置的相距为d的平行金属板板长为L，两板上加有恒定电压后，板间可视为匀强电场。在t=0时，将图10(乙)中所示的交变电压加在两板上，t=0时刻恰有一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从两板正中间以速度υ0水平飞入电场，若此粒子离开电场时恰能以平行于两板的速度飞出（不计粒子重力），求： ⑴两板上所加交变电压的频率应满足的条件。 ⑵该交变电压U0的取值范围。

图10(甲)

图10(乙)

三、带电粒子在电场中的圆周运动

1.一长为L的细线,上端固定,下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球,处于如图所示的水平向右的匀强电场中.开始时,将线与小球拉成水平,然后释放,小球由静止开始向下摆动,当细线转过60°角时,小球到达B点速度恰好为零.试求: (1)AB两点的电势差UAB. (2)匀强电场的场强大小.

(3)小球到达B点时,细线对小球的拉力大小.

2.如图所示,在O点系长度为L的细线,线的另一端系质量为m、电荷量为+q的带电小球,小球可绕O点在竖直平面内转动.空间存在水平向右的匀强电场,若电场力大小是重力的3倍.在最低点至少使小球获得多大的速度可使物体在竖直平面内绕O点转动?

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