静电场拔高习题.doc

高中物理高二静电场拔高 　 一．解答题（共29小题） 1．（2015秋?上海月考）如图所示，OAB为竖直放置的轻质等腰三角形支架，θ=30°，AB长为2L，C为AB的中点，A端搁在支撑物上，OA水平，支架可绕过O点的水平轴自由转动，质量为M=m带正电的物块P固定在支架上的A点．现将另一质量为m、电荷量为+q的物块Q由中点C静止释放，Q沿斜面向上运动，刚好能到达B点，此时支架恰好不翻倒．已知Q与斜面间的动摩擦因数为μ=，P、Q均可视为点电荷，求： （1）C、B两点间的电势差； （2）释放Q瞬间，它的加速度； （3）若Q运动过程中的最大速度为v，求Q处于平衡状态时的总势能．（以C点为重力势能和电势能的零点） 2．（2011?甘肃模拟）如图所示，水平放置长为L的平行金属板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波电压，电压的正向值为U0，反向电压值为U0/2，且每隔T/2换向一次，现有质量为m、带正电且电量为q的粒子束从A、B的中点O沿平行于金属板OO方向源源不断的射入，设粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、B间的飞行时间均为T．不计重力的影响，则： （1）在靶MN上距其中心0′点有粒子击中的范围是多少？ （2）要使粒子能全部打在靶MN上，电压U0的数值应满足的条件是什么？ （3）粒子能全部打在靶MN上，所有粒子中最大的动能是多少？ 3．（2015?崇明县三模）粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，且沿x轴方向的电势?与坐标值x的关系如表所示： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 x/m 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 φ/105v 9.00 4.50 3.00 2.25 1.80 1.50 1.29 1.13 1.00 根据上述表格中的数据可作出如图的?﹣x图象．现有一质量为0.10kg，电荷量为1.0×10﹣7C带正电荷的滑块（可视作质点），其与水平面的动摩擦因素为0.20．问： （1）由数据表格和图象给出的信息，写出沿x轴的电势?与x的函数关系表达式． （2）若将滑块无初速地放在x=0.10m处，则滑块最终停止在何处？ （3）在上述第（2）问的整个运动过程中，它的加速度如何变化？当它位于x=0.15m时它的加速度多大？ （4）若滑块从x=0.60m处以初速度v0沿﹣x方向运动，要使滑块恰能回到出发点，其初速度v0应为多大？ 4．（2013?福建模拟）如图甲所示，水平放置的平行金属板A、B，两板的中央各有一小孔O1、O2，板间距离为d，开关S接1．当t=0时，在a、b两端加上如图乙所示的电压，同时，在c、d两端加上如图丙所示的电压．此时，一质量为m的带负电微粒P恰好静止于两孔连线的中点处（P、O1、O2在同一竖直线上）．重力加速度为g，不计空气阻力． （1）若在t=时刻，将开关S从1扳到2，当ucd=2U0时，求微粒P加速度的大小和方向； （2）若要使微粒P以最大的动能从A板中的小孔O1射出，问在t=到t=T之间的哪个时刻，把开关S从1扳到2？ucd的周期T至少为多少？ 5．（2013?射洪县校级模拟）如图（a）所示，在直角坐标系0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场，右侧有一个以点（3L，0）为圆心，半径为L的圆形区域，圆形区域与x轴的交点分别为M、N．现有一质量为m，带电量为e的电子，从y轴上的A点以速度v0沿x轴正方向射入电场，飞出电场后恰能从M点进入圆形区域，速度方向与x轴夹角30°，此时圆形区域加如图（b）所示周期性变化的磁场（以电子进入圆形区域开始计时，且磁场方向以垂直于纸面向外为正方向），最后电子运动一段时间后从N点飞出，速度方向与x轴夹角也为30°．求： （1）电子进入圆形区域时的速度大小； （2）0≤x≤L区域内匀强电场的场强大小； （3）写出圆形区域磁场的变化周期T、磁感应强度B0的大小各应满足的表达式． 6．（2013?五华区校级模拟）如图所示，水平放置的A、B平行板电容器与一电源相连，其极板长L=0.4m，两板间距离d=4×10﹣3m．有一质量m=4×10﹣5kg、带电量q=+1×10﹣8C的小球以速度v0从两板中央平行极板射入，取g=10m/s2． （1）若在开关S断开且两板不带电时射入小球，由于重力作用小球落到下板的正中央，求小球的入射速度v0； （2）若在开关S闭合后射入小球，小球刚好能从平行板电容器上的上极板右边缘射出电场，求两板间电势差UAB； （3）若在开关S断开且两板不带电时射入小球，小球落到下极板时再闭合开关S．假设小球每次与极板碰撞后的速度立即变为零，并立即带上与极板电性相同的电荷量q离开极板．从闭合开关开始计时，小球在极板间运动很多