2014高中物理复习(详解)《电场》2014高中物理复习题(详解)《电场》.ppt

如图所示，水平放置的平行金属板间有匀强电场．一根长为l的绝缘细绳一端固定在O点，另一端系有质量为m并带有一定电荷的小球．小球原来静止在C点．当给小球一个水平速度后，它能在竖直面内绕O点做匀速圆周运动．若将两板间的电压增大为原来的3倍，求：要使小球从C点开始在竖直面内绕O点做圆周运动，至少要给小球多大的水平速度？在这种情况下，在小球运动过程中细绳所受的最大拉力是多大？ 例与练 解析：设原来的电场强度为E，小球带电量q.由题意可知：qE＝mg，两者方向相反，当板间电压变为原来的3倍时，场强变为原来的3倍．则电场力与重力的合力F合＝3qE－mg＝2mg，方向向上．即等效重力的大小为2mg，C点为等效最高点．要使小球恰好能在竖直平面做圆周运动，必须有：F向＝2mg＝mv2/l 如图所示，AB 为光滑水平面，BCD 为半径为 R 的光滑竖直半圆轨道，直径 BD 恰好竖直．空间存在水平向右的匀强电场，场强为 E，现有一带电为－q、质量为 的小球从 A 以初速度 v0 沿水平面运动后滑上 圆弧，AB 间的距离为L＝2R，要使小球恰能到达 D 点，v0 至少为多少？ 例与练 解析：如图所示，小球受电场力和重力作用，合力大小不变，为 ，方向与水平面成450角，在M点速度最小，要过D点，在M点时做圆周运动有： 从A到M由动能定理： 而： 解得： 如图所示，一条长为L的绝缘细线上端固定，下端拴一质量为m的带电小球，将它置于水平方向的匀强电场中，场强为E，已知当细线与竖直方向的夹角为α时，小球处于平衡位置A点，问在平衡位置以多大的速度vA释放小球，刚能使之在电场中做竖直平面内的完整圆周运动？ 例与练 * 典型例题剖析 (2)由上述得 而 所以 ［答案］ (1) (2)16∶13 典型例题剖析 例4 示波器是一种多功能电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压波形，它的工作原理可等效成下列情况：如图甲所示，真空室中电极K发出电子(初速不计)，经过电压为U1的加速电场后，由小孔S沿水平金属板A、B间的中心线射入板中.板长为L，两板间距离为d，在两板间加上如图乙所示的正弦交变电压，周期为T，前半个周期内B板的电势高于A板的电势，电场全部集中在两板之间，且分布均匀.在每个电子通过极板的极短时间内，电场视作恒定的.在两极板右侧且与极板右端相距D处有一个与两板中心线(图中虚线)垂直的荧光屏，中心线正好与屏上坐标原点相交.当第一个电子到达坐标原点O时，使屏以速度v沿负x方向运动，每经过一定的时间后，在一个极短时间内它又跳回到初始位置，然后重新做同样的匀速运动. (已知电子的质量为m，带电量为e，不 典型例题剖析 计电子重力)求： (1)电子进入AB板时的初速度； (2)要使所有的电子都能打在荧光屏上(荧光屏足够大)，图乙中电压的最大值U0需满足什么条件？ (3)要使荧光屏上始终显示一个完整的波形，荧光屏必须每隔多长时间回到初始位置？计算这个波形的峰值和长度，在如图丙所示的xOy坐标系中画出这个波形. 典型例题剖析 ［解析］ (1)电子在加速电场中运动，据动能定理，有 (2)因为每个电子在板A、B间运动时，电场均匀、恒定，故电子在板A、B间做类平抛运动，在两板之外做匀速直线运动打在屏上，在板A、B间沿水平方向的分运动为匀速运动，则有：L=v1t 竖直方向，有 联立解得 只要偏转电压最大时的电子能飞出极板打在屏上，则所有电子都能打在屏上，所以： 典型例题剖析 (3)要保持一个完整波形，需要隔一个周期T时间回到初始位置，设某个电子运动轨迹如右图所示， 有 由相似三角形的性质，得 则 峰值为 ， 波形长度为x1=vT，波形如右图所示. ［答案］ (3)见解析 下列粒子从静止状态经过电压为U的电场加速后，速度最大的是( ) A、质子