综合题-电场1.pptVIP

* 电场综合题 2001年春12.一质量为4.0×10-15kg、电量为2.0×10-9C带正电质点，以v= 4.0×104m/s的速度垂直于电场方向从a点进入匀强电场区域，并从b点离开电场区域．离开电场时的速度为5.0×104m/s ．由此可知，电场中a、b两点间的电势差Ua-Ub= _____ V；带电质点离开电场时，速度在电场方向的分量为 _____ m/s．不考虑重力作用． 解：由动能定理 qUab=1/2 m(vb2 -va2) Uab=1/2 m(vb2 -va2) / q=9×102 V 由运动的合成 vy2 = (vb2 -va2) vy = 3×104 m/s 9×102 3×104 例1、一根对称的“八字”形玻璃管置于竖直平面内，如图所示。管所在的空间有竖直向下的匀强电场，电场强度E=1000牛/库。重力G＝1.0×10-3牛，带电量Q= -2×10-6库的小物体在管内从A点由静止开始运动，它与管壁摩擦系数为0.5，管长AB=BC=3米，管的B处为一极短的光滑圆弧，管AB和BC与水平方向所夹的角度皆为37°,问 （1）小物体最终静止在何处？ （2）从A开始计算时，小物 体运动的总路程是多少？ 解见下页 E=1000N/C L=AB=BC=3米 μ =0.5 解：A—B受力， V mg qE N f 作匀加速运动 B—C受力， V mg qE N f 作匀减速运动， 由于有机械能损失，到不了C点就停止，接着返回作匀加速运动，过B点又作匀减速动， …最后停在B点. 由动能定理，对全过程， (qE-mg)Lsin370- μ(qE-mg) cos370S=0 S=0.6 L /（0.5×0.8） =1.8/0.4=4.5m 例2：如图所示匀强电场方向竖直向下，场强大小为E，三个质量分别为m、2m 、3 m的小球A、B、C，(其中B球带正电Q，A、C两球不带电）用绝缘线连接悬于O点，问(1)当三球均处于静止状态时, A、B之间的细线的张力等于多少?(2)当把OA段细线剪断的瞬间, A、B之间的细线的张力又等于多少? O A m B 2m C 3m E 解: (1)对BC整体,受力如图: B C 2mg 3mg QE T1 T 1 =5mg+QE (2)剪断OA, AB球一起下落 (C自由下落) A m B 2m C 3m QE 对AB整体 3mg+QE=3ma a=g+QE/3m 对B 2mg+QE -T 2=2ma T 2= QE/3 例3、下述为一个观察带电粒子在液体中运动的实验。现进行如下操作，第一步，给竖直放置的平行电容器充电，让A、B两板带上一定电荷，油滴P在两板间的 匀强电场中恰能保持静止状态。第二步，给电容器的电量增加ΔQ1，让油滴开始竖直向上运动t秒。第三步，在上一步的基础上减少电量ΔQ2，观察到又经2t秒后，油滴刚好回到出发点。设油滴在运动中不碰板， （1）说明在上述第二步和第三步两个过程中，带电油滴各做什么运动？ （2）求ΔQ1和ΔQ2的比值ΔQ1/ ΔQ2 解：画出三步的示意图如图示 Q Ⅰ Q+ΔQ1 Ⅱ Q +ΔQ1 – ΔQ2 Ⅲ 对Ⅰ：油滴P平衡有 mg=qE= qU0/d =qQ/Cd O mg qE0 对Ⅱ ：F合1= q ΔQ1 ／Cd 方向向上做匀加速运动 O A v1 a1= q ΔQ1／Cmd v1=a1 t s1 =1/2 a1 t2 对Ⅲ：带电量 Q +ΔQ1 – ΔQ2 = Q - Q2 即 Q2= ΔQ2 – ΔQ1 F合2= q Q2 ／Cd 方向向下，向上做匀减速运动 A O a2= q Q2／Cmd s2 = v1 t - 1/2 a2 t2 = a1 t· t - 1/2 a2 t2 s2 = - s1 1/2 a1 t2 = a1 t· t - 1/2 a2 t2 a2=5 a1/4 Q2= 5/4×ΔQ1 ∴ΔQ1/ ΔQ2=4/9 1999年高考：在光滑水平面上有一质量m=1.0×10-3 kg、电量q＝1.0×10-10 C的带正电小球，静止在O点．以O点为原点，在该水平面内建立直角坐标系Oxy．现突然加一沿X轴正方向、场强大小E＝2.0×106V／m的匀强电场，使小球开始运动．经过1.0s，所加电场突然变为沿y轴正方向，场强大小仍为E＝2.0×106 V／m的匀强电场．再经过1.0s，所加电场又突然变为另一个匀强电场，使小球在此电场作用下经1.0s速度变为零．求此电场的方向及速度变为零时小球的位置． x y