1、如图所示,在水平方向的匀强电场中的O 点,用长为l 的轻、软绝缘细线悬挂一质量为m 的带电小球,当小球位于B 点时处于静止状态,此时细线与竖直方向(即OA 方向)成θ角.现将小球拉至细线与竖直方向成2θ角的C 点,由静止将小球释放.若重力加速度为g ,则对于此后小球的受力和运动情况,下列判断中正确的是A .小球所受电场力的大小为mg tan θB .小球到B 点的速度最大C .小球可能能够到达A 点,且到A 点时的速度不为零D .小球运动到A 点时所受绳的拉力最大 2、、半径R=0.8m 的光滑绝缘导轨固定于竖直面内,加上某一方向的匀强电场后,带电小球沿轨道内侧做圆周运动,小球动能最大的位置在A 点,圆心O 与A 点的连线与竖直方向的夹角为θ,如图所示.在A 点时小球对轨道的压力F N =120N ,若小球的最大动能比最小动能多32J ,且小球能够到达轨道上的任意一点(不计空气阻力).试求: (1)小球最小动能等于多少(2)若小球在动能最小位置时突然撤去轨道,并保持其他量不变,则小球经 时间后,其动能与在A 点时的动能相等,小球的质量是多少3、如图14所示,ABCD 为表示竖立放在场强为E=104V/m 的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BCD 部分是半径为R 的半圆环,轨道的水平部分与半圆环相切A 为水平轨道的一点,而且.2.0m R AB ==把一质量m=100g 、带电q=10-4C 的小球,放在水平轨道的A 点上面由静止开始被释放后,在轨道的内侧运动。
(g=10m/s 2)求: (1)它到达C 点时的速度是多大(2)它到达C 点时对轨道压力是多大 (3)小球所能获得的最大动能是多少4、水平放置带电的两平行金属板,相距d,质量为m 的微粒由板中间以某一初速平行于板的方向进入,若微粒不带电,因重力作用在离开电场时,向下偏转d/4,若微粒带正电,电量为q ,仍以相同的初速度进入电场,微粒恰好不再射出电场,则两板的电势差应为多少并说明上下板间带电性5、如图所示,绝缘光滑轨道AB 部分为倾角为30°的斜面,AC 部分为竖直平面上半径为R 的圆轨道,斜面与圆轨道相切。
整个装置处于场强为E 、方向水平向右ABC EOθθ R300EO⌒ .B的匀强电场中。
现有一质量为m 的带正电,电量为Emgq 33=小球,要使小球能安全通过圆轨道,在O 点的初速度应为多大6、如图所示,在离坡顶为l 的山坡上的C 点树直固定一根直杆,杆高也是L 。
杆上端A 到坡底B 之间有一光滑细绳,一个带电量为q 、质量为m 的物体穿心于绳上,整个系统处在水平向右的匀强电场中,已知细线与竖直方向的夹角ο30=θ。
若物体从A 点由静止开始沿绳无摩擦的滑下,设细绳始终没有发生形变,求物体在细绳上滑行的时间。
(2/10s m g =,60.037sin =ο,80.037cos =ο)7、如图所示,匀强电场水平向右,310=E N/C ,一带正电的油滴的质量5100.2-⨯=m kg ,电量5100.2-⨯=q C 。
在A 点时速度大小为20=v m/s ,方向为竖直向上,则油滴在何时速度最小且求出最小速度4.如右图所示,M 、N 是竖直放置的两平行金属板,分别带等量异种电荷,两极间产生一个水平向右的匀强电场,场强为E ,一质量为m 、电荷量为+q 的微粒,以初速度v 0竖直向上从两极正中间的A 点射入匀强电场中,微粒垂直打到N 极上的C 点,已知AB =BC .不计空气阻力,则可知( ) A .微粒打到C 点时的速率与射入电场时的速率相等 B .微粒打到C 点以前最小动能是初动能的一半 C .MN 板间的电势差为qmv 2D .MN 板间的电势差为22Ev U g=.如图所示,A 、B 、C 三个小球(可视为质点)的质量分别为m 、2m 、3m ,B 小球带负电,电荷量为q ,A 、C 两小球不带电(不考虑小球间的电荷感应),不可伸长的绝缘细线将三个小球连接起来悬挂在O 点,三个小球均处于竖直向上的匀强电场中,电场强度大小为E .则以下说法正确的是( ) A .静止时,A 、B 两小球间细线的拉力为5mg +qE B .静止时,A 、B 两小球间细线的拉力为5mg -qEEA v EABCC .剪断O 点与A 小球间细线瞬间,A 、B 两小球间细线的拉力为qE/3D .剪断O 点与A 小球间细线瞬间,A 、B 两小球间细线的拉力为qE/68、如图所示,带电平行金属板A 、B ,板间的电势差大小为U ,A 板带正电,B 板中央有一小孔.一带正电的微粒,带电荷量为q ,质量为m ,自孔的正上方距板高h 处自由落下,若微粒恰能落至A 、B 板的正中央C 点,则( ) A .微粒下落过程中重力做功为mg (h +12d ),电场力做功为12qU B .微粒落入电场中,电势能逐渐增大,其增加量为12qU C .若微粒从距B 板高2h 处自由下落,则恰好能达到A 板 D .微粒在下落过程中动能逐渐增加,重力势能逐渐减小7.如图所示,一电容为C 的平行板电容器,两极板A 、B 间距离为d ,板间电压为U ,B 板电势高于A 板.两板间有M 、N 、P 三点,MN 连线平行于极板,N 、P 连线垂直于极板,M 、P 两点间距离为L ,∠PMN =θ.以下说法正确的是( ) A .电容器带电量为CUB .两极板间匀强电场的电场强度大小为θsin L UC .M 、P 两点间的电势差为dULD .若将带电量为+q 的电荷从M 移到P ,该电荷的电势能减少了dq θsin UL11.如图所示,竖直平面内有一个圆,BD 是其竖直直径,AC 是其另一条直径,该圆处于匀强电场中,场强方向平行于圆周所在平面。
带等量负电荷的相同小球从圆心O 以相同的初动能沿不同方向射出,小球会经过圆周上不同的点,其中通过圆周上A 点的小球动能最小,忽略空气阻力,下列说法中正确的是( ) A .电场方向沿OA 方向B.小球经过圆周上的不同点时,过B点的小球的动能和电势能之和最小C.小球经过圆周上的不同点时,过C点的小球的电势能和重力势能之和最小D.小球经过圆周上的不同点时,机械能最小的小球应经过圆弧CND上的某一点【答案】BC【解析】试题分析:首先明确一点,在这个电场中,小球受到两个力影响:1.重力,2.电场力,在A点动能最小,那说明速度最小了,说明OA方向发射的小球克服合力做功最大,也就是说在这个电场跟重力场中,合力方向是OC,对O点小球受力分析,重力竖直向下,合力方向指向OC,受力方向指向为OB与OC之间,即电场方向应该是由O指向AD弧方向,故A错误;由于只有重力和电场力做功,故任何点的小球,动能+重力势能+电势能=定值;明显B点的重力势能最大,那么肯定B点的动能与电力势能之和最小了,故B正确;动能+重力势能+电势能=定值,从O到C 合力做功最多,故C点动能最大,所以过C点电势能和重力势能之和最小,故C 正确;机械能(重力势能+动能)最小,那么肯定就是电势能最大的地方,负电荷球沿着电场线方向,电场力做负功,电势能增大,所以应该在弧线AD(劣弧)之间,故D错误。
考点:电势差与电场强度的关系、功能关系、电势能【名师点睛】小球运动过程中受到重力和电场力,根据动能最小点判断出合力方向,运用平行四边形定则得到电场力方向;最后根据功能关系列式分析。
12.如图所示,在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动,则关于电子在两板间的运动情况,下列叙述正确的是:A.两板间距增大,不影响加速时间B .两板间距离越小,加速度就越大,则电子到达Q 板时的速度就越大C .电子到达Q 板时的速度与板间距离无关,仅与加速电压有关D .电子的加速度和末速度都与板间距离无关 【答案】C 【解析】试题分析:根据牛顿第二定律得,加速度qE qU a m md ==,加速的时间t ==,可知两板间距增大,加速时间增大,选项A 错误;根据动能定理知,qU=12mv 2,解得v 知电子到达Q 板时的速度与板间距离无关,仅与加速电压有关,故B 错误,C 正确.电子的加速度与板间距离有关,末速度与板间距离无关.故D 错误.故选C 。
考点:带电粒子在电场中的运动【名师点睛】根据电子的运动的规律,列出方程来分析电子的加速度、运动的时间和速度分别与哪些物理量有关,根据关系式判断即可。
13.如图所示,在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方的P 点,固定一电荷量为+Q 的点电荷.一质量为m 、带电荷量为+q 的物块(可视为质点的检验电荷),从轨道上的A 点以初速度v 0沿轨道向右运动,当运动到P 点正下方B 点时速度为v .已知点电荷产生的电场在A 点的电势为φ(取无穷远处电势为零),P 到物块的重心竖直距离为h ,P 、A 连线与水平轨道的夹角为60°,k 为静电常数,下列说法正确的是()A .点电荷+Q 产生的电场在B 点的电场强度大小2B Q E k h=B .物块在A 点时受到轨道的支持力大小为mgC .物块在A 点的电势能E PA =+Q φD .点电荷+Q 产生的电场在B 点的电势220()2B m v v qϕϕ=-+ 【答案】ABD 【解析】试题分析:点电荷+Q 产生的电场在B 点的电场强度大小为:2B KQE h =,选项A 正确;物体受到点电荷的库仑力为:2QqF K r= ,由几何关系可知:60h r sin =︒ 设物体在A 点时受到轨道的支持力大小为N ,由平衡条件有:N-mg-Fsin60°=0,解得:B 正确;物块在A 点的电势能E PA =+q φ,则C 错误;; 设点电荷产生的电场在B 点的电势为φB ,动能定理有:q φ+12mv 02=12mv 2+q φB ,解得:220()2B m v v qϕϕ=-+.故D 正确;故选ABD . 考点:电场强度与电势差的关系;电势及电势能;库仑定律【名师点睛】解决本题的关键知道电场力做功W=qU ,U 等于两点间的电势差.以及掌握库仑定律和动能定理的运用。
14.如图甲所示,有一绝缘的竖直圆环,圆环上分布着正电荷.一光滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环,细杆上套有一质量为m=10g 的带正电的小球,小球所带电荷量C q 4100.5-⨯=,让小球从C 点由静止释放.其沿细杆由C 经B 向A 运动的t v -图像如图乙所示.且已知小球运动到B 点时,速度图像的切线斜率最大(图中标出了该切线)下列说法正确的是( ) A .由C 到A 的过程中,小球的电势能先减小后增大 B .在O 点右侧杆上,B 点场强最大,场强大小为m V E /2.1= C .沿着C 到A 的方向,电势先降低后升高D .C 、B 两点间的电势差V U CB 9.0= 【答案】BD 【解析】试题分析:从C 到A 电场力一直做正功,故电势能一直减小,电势一直减小,故AC 错误;由乙图可知,小球在B 点的加速度最大,故受力最大,加速度有电场力提供,故B 点的电场强度最大,v a t =V V ,qE a m=,解得E=1.2V/m ,故B 正确;由C 到B 电场力做功为W=12mv B 2-0,CB 间电势差为0.9WU V q==,故D 正确;故选BD . 考点:电场强度与电势差的关系【名师点睛】本题主要考查了图象问题,抓住电场力做正功,电势能减小;加速度最大时受到的电场力最大,电场强度最大即可.15.如图所示为一边长为L 的正方形abcd ,P 是bc 的中点,若正方形区域内只存在由d 指向a 的匀强电场,则在a 点沿ab 方向以速度v 入射的质量为m 、电荷量为q 的带负电粒子(不计重力)恰好从P 点射出。