电场压轴大题.pdf

临湘一中物理网： 第13 章《电场》压轴大题 1985年08z题（134） 1、图1中A和B表示在真空中相距为d 的两平行金属板。加上电压后，它们之间的电 场可视为匀强电场。图2表示一周期性的交变电压的波形，横坐标代表时间t ，纵坐标代 表电压U ，从t=0开始，电压为一给定值U0，经过半个周期，突然变为-U0 ；再过半个周 期，又突然变为U0 ；……如此周期性地交替变化。 在t=0 时，将上述交变电压U加在A 、B两板上，使开始时A板电势比B板高，这时在 紧靠B板处有一初速为零的电子(质量为m ，电量为e)在电场作用下开始运动。要想使这电 子到达A板时具有最大的动能，则所加交变电压的频率最大不能超过多少？ 解析：开始t=0 时，因A板电势比B板高，而电子又紧靠B板处，所以电子将在电场力作 用下向A板运动。在交变电压的头半个周期内，电压不变，电子做匀加速直线运动，其动能 不断增大。如果频率很高，即周期很短，在电子尚未到达A板之前交变电压已过了半个周期 开始反向，则电子将沿原方向开始做匀减速直线运动。再过半个周期后，其动能减小到零。 接着又变为匀加速运动，半个周期后，又做匀减速运动，……最后到达A板。 在匀减速运动过程中，电子动能要减少。因此，要想电子到达A板时具有最大的动能， 在电压的大小给定了的条件下，必须使电子从B到A 的过程中始终做加速运动。这就是说， 要使交变电压的半周期不小于电子从B板处一直加速运动到A板处所需的时间。即频率不能 大于某一值。 eU 0 在电场力的作用下，电子的加速度为a ……① md 其中e和m分别为电子的电量大小和质量。令t表示电子从B一直加速度运动到A所需的 1 2 2d 时间，则 d at ，或t ……② 2 a 令T表示交变电压的周期,f表示频率,根据以上的分析,它们应满足以下的要求: T 1 1 =≤ t ，即f ≤ ……③ 2 2f 2t eU eU 由①②③三式可解得 f ≤ 02 ，即频率不能超过 02 。 8md 8md 第 1 页 共 1 页 临湘一中物理网： 第13 章《电场》压轴大题 1989年34z题（134） −q 2 、一个质量为m 、带有电荷 的小物体，可在水平轨道Ox上运动，O端有一与轨 道垂直的固定墙。轨道处于匀强电场中，场强大小为E ，方向沿Ox轴正向,如图所示。小 物体以初速v0从x0点沿Ox轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力f作用，且fqE ；设小 物体与墙碰撞时不损失机械能，且电量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程s 。 qEx 0 2mv 0 + 2 [Key]：s 2f F qE − ，大小不变，方向指向墙；摩擦力f的方向与小 解析：小物体受到的电场力 物体运动方向相反。不管开始时小物体是沿x轴正方向或负方向运动，小物体在多次与墙 1 2 碰撞后，最后将停止在原点