题目列表(包括答案和解析)
8.如图17所示,已充电的平行板电容器,带正电的极板接地,两极板间于P点处固定一负的点电荷,若将上极板下移至虚线位置,则下列说法中正确的是( )
A.两极间的电压和板间场强都变小
B.两极间的电压变小,但场强不变
C.P点的电势升高,点电荷的电势能增大
D.P点的电势不变,点电荷的电势能也不变
7.(1997年,全国题)在图16中所示的实验装置中,平行板电容器的极板A与灵敏的静电计相接,极板B接地,若极板B稍向上移动一点,由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论,其依据是( )
A.两极板间的电压不变,极板上的电量变小
B.两极板间的电压不变,极板上的电量变大
C.极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变小
D.极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变大
图17
6.(1997年,全国题)如图15(1)所示,真空室中电极K发出的电子(初速不计)经过伏的加速电场后,由小孔S沿两水平金属板A、B间的中防线射入,A、B板长米,相距米,加在A、B两板间的电压u随时间t变化u-t图线如图15(2)所示,设A、B间的电场可看作是均匀的,且两板外无电场,在每个电子通过电场区域的极短时间。内,电场可视作恒定的。两板右侧放一记录圆筒,筒的左侧边缘与极右端距离米,筒绕其竖直轴匀速转动,周期T秒,筒的周长米,筒能接收到通过A、B板的全部电子。
(1)以t=0时[见图15(2)],此时u=0,电子打到圆筒记录纸上的点作为xy坐标系的原点,并取y轴竖直向上,试计算电子打到记录纸上的最高点的y坐标和x坐标。(不计重力作用)
(2)在给出的坐标纸图15(3)上定量地画出电子打到记录纸上的点形成的图线。
图16 |
5.如图14所示,电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U2的两平行极板间的电场中,射入方向与极板平行,整个装置处在真空中,重力可忽略,在满足电子能射出平行板区的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角变大的是( )
A.U1变大,U2变大
B.U1变小,U2变大
C.U1变大,U2变小
D.U1变小,U2变小
4.有三根长度皆为的不可伸长的绝缘轻线,其中两根的一端固定在天花板上的O点,另一端分别拴有质量皆为的带电小球A和B,它们的电量分别为和,。A、B之间用第三根线连接起来。空间中存在大小为的匀强电场,场强方向沿水平向右,平衡时A、B球的位置如图13所示。现将O、B之间的线烧断,由于有空气阻力,A、B球最后会达到新的平衡位置。求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少。(不计两带电小球间相互作用的静电力)
图13 |
图14
3.如图12所示,质量为的小球B,带电量为,用绝缘细线悬挂在O点,球心到O点的距离为,在O点的正下方有一个带同种电荷的小球A固定不动,A的球心到O点的距离也为,改变A球的带电量,B球将在不同的位置处于平衡状态。当A球带电量为,B球平衡时,细线受到的拉力为;若A球带的电量为,B球平衡时,细线受到的拉力为,则与的关系为( )
A. > B. <
C. = D. = =
2.一个电量为的正电荷从电场外移到电场里的A点,电场做功,则A点的电势UA等于多少?如果此电荷移到电场里的另一点B,电场力做功2×10-3,则A、B两点间的电势差UAB等于多少?如果有另一电量是的负电荷从A移到B,则电场力做功为多少?
图12 |
1.如图11所示,P、Q是两个电量相等正的电荷,它们连线的中点是O,a、b是中垂线上的两点,,用、、、分别表示a、b两点的场强和电势,则( )
图11
A.一定大于,一定大于
B.不一定大于,一定大于
C.一定大于,不一定大于
D.不一定大于,不一定大于
4、综合问题的处理方法
(1)处理力电综合题的的方法
处理力电综合题与解答力学综合题的思维方法基本相同,先确定研究对象,然后进行受力分析(包括重力)、状态分析和过程分析,能量的转化分析,从两条主要途径解决问题。
①用力的观点进解答,常用到正交分解的方法将力分解到两个垂直的方向上,分别应用牛顿第三定律列出运动方程,然后对研究对象的运动进分解。可将曲线运动转化为直线运动来处理,再运用运动学的特点与方法,然后根据相关条件找到联系方程进行求解。
②用能量的观点处理问题
对于受变力作用的带电体的运动,必须借助于能量观点来处理。即使都是恒力作用的问题,用能量观点处理也常常显得简洁,具体方法有两种:
ⅰ用动能定理处理,思维顺序一般为:
a.弄清研究对象,明确所研究的物理过程
b.分析物体在所研究过程中的受力情况,弄清哪些力做功,做正功还是负功
c.弄清所研究过程的始、末状态(主要指动能)
ⅱ用包括静电势能和内能在内的能量守恒定律处理,列式的方法常有两种:
a从初、末状态的能量相等(即)列方程
b从某些能量的减少等于另一些能量的增加(即)列方程
c若受重力、电场力和磁场力作用,由于洛仑兹力不做功,而重力与电场力做功都与路径无关,只取决于始末位置。因此它们的机械能与电势能的总和保持不变。
(2)处理复合场用等效方法:
各种性质的场与实物(由分子和原子构成的物质)的根本区别之一是场具有叠加性。即几个场可以同时占据同一空间,从而形成叠加场,对于叠加场中的力学问题,可以根据力的独立作用原理分别研究每一种场力对物体的作用效果;也可以同时研究几种场力共同作用的效果,将叠加紧场等效为一个简单场,然后与重力场中的力学问题进行类比,利用力学的规律和方法进行分析与解答。
[典例分析]
图5 |
[例1]如图5所示,AB是一个接地的很大的薄金属板,其右侧P点有带量为Q的正电荷,N为金属板外表面上的一点,P到金属板的垂直距离,M为PN连线的中点,关于M、N两点的场强和电势,有如下说法:
①M点的电势比N点电势高,M点的场强比N点的场强大
②M点的场强大小为
③N点的电势为零,场强不为零
④N点的电势和场强都为零
上述说法中正确的是( )
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
[例2]如图6所示,两根长为的绝缘细线上端固定在O点,下端各悬挂质量为的带电小球A、B,A、B带电分别为、,今在水平向左的方向上加匀强电场,场强E,使连接AB长为的绝缘细线拉直,并使两球处于静止状态,问,要使两小球处于这种状态,外加电场E的大小为多少?
图6 |
[例3]如图7所示,是示波管工作原理示意图,电子经加速电压U1加速后垂直进入偏转电场,离开偏转电场时的偏转量为,两平行板间的距离为,电势差为U2,板长为,为了提高示波管的灵敏度(单位偏转电压引起的偏转量)可采取哪些措施?
图7 |
[例4](2001年,安徽高考题)一平行板电容器,两板间的距离和两板面积都可调节,电容器两极板与电池相连接,以表示电容器的电量,表示两极间的电场强度,则下列说法中正确的是( )
A.当增大,S不变时,减小E减小
B.当S增大,不变时,增大E增大
C.当减小,S增大时,增大E增大
D.当S减小,减小时,不变E不变
[例5]如图8所示,在S点的电量为q,质量为m的静止带电粒子,被加速电压为U,极板间距离为d的匀强电场加速后,从正中央垂直射入电压为U的匀强偏转电场,偏转极板长度和极板距离均为L,带电粒子离开偏转电场后即进入一个垂直纸面方向的匀强磁场,其磁感应强度为B。若不计重力影响,欲使带电粒子通过某路径返回S点,求:
(1)匀强磁场的宽度D至少为多少?
(2)该带电粒子周期性运动的周期T是多少?偏转电压正负极多长时间变换一次方向?
图8 |
[例6]N个长度逐个增大的金属筒和一个靶沿轴线排列成 一串,如图9 所示(图中只画出4个圆筒,作为示意),各筒和靶相间地连接到频率为f,最大电压值为U的正弦交流电源的两端,整个装置放在高度真空容器中,圆筒的两底面中心开有小孔,现有一电量为q、质量为m的正离子沿轴线射入圆筒,并将在圆筒间及圆筒与靶间的缝隙处受到电场力作用而加速(设圆筒内部没有电场),缝隙的宽度很小,离子穿过缝隙的时间可以不计,已知离子进入第一个圆筒左端的速度为v1,且此时第一、二两个圆筒间的电势差U1-U2=-U,为使打到靶上的离子获得最大能量,各个圆筒的长度应满足什么条件?并求出在这种情况下打到靶上的离子能量。
v1 图 9 |
[例7]一水平放置的平行板电容器置于真空中,开始时两极板的匀电场的场强大小为E1,这时一带电粒子在电场的正中处于平衡状态。现将两极板间的场强大小由E1突然增大到E2,但保持原来的方向不变,持续一段时间后,突然将电场反向,而保持场强的大小E2不变,再持续一段同样时间后,带电粒子恰好回到最初的位置,已知在整个过程中,粒子并不与极板相碰,求场强E1的值。
[例8]如图10所示,在xOy平面内,有场强E=12N/C,方向沿x轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为B=2T、方向垂直xOy平面指向纸里的匀强磁场.一个质量m=4×10-5kg,电量q=2.5×10-5C带正电的微粒,在xOy平面内做匀速直线运动,运动到原点O时,撤去磁场,经一段时间后,带电微粒运动到了x轴上的P点.求:(1)P点到原点O的距离;(2)带电微粒由原点O运动到P点的时间.
[跟踪练习]
3、带电物体在复合场的运动类型:
①匀速运动或静止状态:当带电物体所受的合外力为零时
②匀速圆周运动:当带电物体所受的合外力充当向心力时
③非匀变速曲线运动;当带电物体所受的合力变化且和速度不在一条直线上时
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com