新编精品电场综合题ppt课件

电场综合题,1,06年南通一中训练卷6、,A小物块仍静止B小物块沿斜面加速上滑C小物块沿斜面加速下滑D小物块将脱离斜面运动,6.如图所示，一质量为m的带负电的小物块处于一倾角为370的光滑斜面上,当整个装置处于一竖直向下的匀强电场中时,小物块恰处于静止现将电场方向突然改为水平向右,而场强大小不变,则(),解：电场方向竖直向下时,物块静止,得qEmg,电场方向改为水平向右后,物块受力如图所示,qEsin370o选项C正确,D错,C,2,如图所示，光滑绝缘、互相垂直的固定墙壁PO、OQ竖立在光滑水平绝缘地面上，地面上方有一平行地面的匀强电场E，场强方向水平向左且垂直于墙壁PO，质量相同且带同种正电荷的A、B两小球（可视为质点）放置在光滑水平绝缘地面上，当A球在平行于墙壁PO的水平推力F作用下，A、B两小球均紧靠墙壁而处于静止状态，这时两球之间的距离为L。若使小球A在水平推力F的作用下沿墙壁PO向着O点移动一小段距离后，小球A与B重新处于静止状态，则与原来比较（两小球所带电量保持不变）（）A.A球对B球作用的静电力增大B.A球对B球作用的静电力减小C.墙壁PO对A球的弹力不变D.两球之间的距离减小，力F增大,05年苏锡常镇二模9、,BC,3,解：,对A、B球分析受力如图示；,先对整体考虑，可不计两球之间的静电力，,由平衡条件NA=2qE(1)NA保持不变,C对.,NB=F(2),对B球分析，由平衡条件,qE=FABcos(3),NB=FABsin=F(4),小球A沿墙壁PO向着O点移动一小段距离后,由(3)式,角减小,cos增大,FAB减小,A错B对.,由库仑定律,FAB减小,距离r增大.,由(4)式,角减小,sin减小FAB减小,F减小,D错.,只有BC正确.,4,06年南通一中训练卷9、,9.A、B两导体板平行放置，在t0时将电子从A板附近由静止释放则在A、B板间加上下列哪个图所示的电压时，有可能使电子到不了B板(),解:,对A图,电子一直加速,一定能到B板.,对C图,电子先加速T/2时间,前进一段距离,接着减速T/2时间,又前进一段距离,速度减为0,如此反复,一定能到B板.(见下页),对B图类似于C图情况.,D,对D图,只要在T时间内的位移小于板距,电子就到不了B板.(见下页),5,画出vt图,画出vt图,6,05年南通调研考试一14、,14.如图所示，相距d的A、B两平行金属板足够大，板间电压为U，一束波长为的激光照射到B板中央,，光斑的半径为rB板发生光电效应，其逸出功为W已知电于质量为m，电量e，求：(1)B板中射出的光电子的最大初速度的大小(2)光电子所能到达A板区域的面积,7,解：,(1)根据爱因斯坦光电效应方程,1/2mv2=h-W=hc/-W,解得,(2)由对称性可知，光电子到达A板上的区域是一个圆该圆的半径由从B板上光斑边缘，以最大初速度沿平行于极板方向飞出的光电子到达A板上的位置决定,设光电子在电场中运动时间为t,沿板方向的运动距离为L，则其加速度为a=eUmd；,垂直于极板方向；d=1/2at2,平行于极板方向；L=vt,光电子到达A板上区域最大面积S=(L+r)2,8,05年南京质量检测三14、,14.如图所示，在竖直放置的铅屏A的右表面上贴着射线放射源P，已知b射线实质为高速电子流，放射源放出粒子的速度v01.0108m/s。足够大的荧光屏M与铅屏A平行放置，相距d2.0102m，其间有水平向左的匀强电场，电场强度大小E2.5106N/C。已知电子电量e1.610-19C，电子质量取m9.010-31kg。求（1）电子到达荧光屏M上的动能；（2）荧光屏上的发光面积。,9,解：,（1）由动能定理,EKeEd+1/2mv021/29.010-31(1.0108)21.610-192.51062.010-21.2510-14J,(2)射线在A、B间电场中被加速，除平行于电场线的电子流外,其余均在电场中偏转,其中和铅屏A平行的电子流在纵向偏移距离最大(相当于平抛运动水平射程)。,解得t=310-10s,r=v0t=1.0108310-10=310-2m,在荧光屏上观察到的范围是半径为310-2米的圆,圆面积S=r2=2.8310-3m2,10,2004年上海卷7、,光滑水平面上有一边长为l的正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行。一质量为m、带电量为q的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速v0进入该正方形区域。当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为（）,A0,ABC,11,解：,因为题中有两个不确定：运动的末位置不确定；电场方向不确定，因此要分别讨论。,设小球带正电,从a点运动到b点时,如图示：,由动能定理W=1/2mvb2-1/2mv02,其动能EKb=1/2mvb2=1/2mv02+W,若电场方向沿AB方向，则W=qEl，题中无此答案.,若电场方向沿BA方向，W=-qEl，当1/2mv02=-qEl则EKb=0A正确,若电场方向沿AD方向，小球从a点运动到C点时,EKC=1/2mvC2=1/2mv02+1/2qElB正确,当1/2mv02-qEl则返回到a点时W=0,C正确,12,06年江苏省盐城中学二模10、,10、如图所示，O点置一个正电荷，在过O点的竖直平面内的A点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m，带电荷量为q，小球落下的轨迹如图中的虚线所示，它与以O点为圆心、R为半径的圆(图中实线表示)相交于B、C两点,O、C在同一水平线上，BOC=30,A距OC的竖直高度为h,若小球通过B点的速度为v,则下列叙述正确的是(),A.小球通过C点的速度大小是B.小球通过C点的速度大小是C.小球由A到C电场力做功是D.小球由A到C电场力做功是,BD,解见下页,13,解：小球通过B点的速度为v,则由于B、C在电荷的等势面上，从BC电场力不做功,只有重力做功，由机械能守恒定律得：,mgRsin30+1/2mv21/2mvC2,vC2=v2+gR,从AC电场力做的功等于从AB电场力做的功,由动能定理得:,W电+mg(h-Rsin30)=1/2mv2,W电=-mg(h-Rsin30)+1/2mv2=-mg(h-Rsin30)-1/2mv2,电场力做负功,14,05年南京调研性测试二17、,17.两个正点电荷Q1Q和Q24Q分别固定在光滑绝缘水平面上的A、B两点，A、B两点相距L，且A、B两点正好位于水平放置的光滑绝缘半圆细管两个端点的出口处，如图所示。（1）现将另一正点电荷置于A、B连线上靠近A处由静止释放，求它在AB连线上运动过程中,达到最大速度时的位置离A点的距离。（2）若把该点电荷放于绝缘管内靠近A点处由静止释放，已知它在管内运动过程中速度为最大时的位置在P处。试求出图中PA和AB连线的夹角,15,解：,（1）正点电荷q在A、B连线上速度最大处C,对应该电荷q所受的合力为零，即,解得x=L/3,（2）点电荷在P点处所受库仑力的合力沿OP方向，（切向合力为0）则它在P点处速度最大,即此时满足,即得,16,2006年高考上海卷23、,23（14分）电偶极子模型是指电量为q、相距为l的一对正负点电荷组成的电结构，O是中点，电偶极子的方向为从负电荷指向正电荷，用图（a）所示的矢量表示。科学家在描述某类物质的电性质时，认为物体是由大量的电偶极子组成的，平时由于电偶极子的排列方向杂乱无章，因而该物质不显示带电的特性。当加上外电场后，电偶极子绕其中心转动，最后都趋向于沿外电场方向排列，从而使物质中的合电场发生变化。（1）如图（b）所示,有一电偶极子放置在电场强度为E0的匀强外电场中,若电偶极子的方向与外电场方向的夹角为，求作用在电偶极子上的电场力绕O点的力矩；（2）求图（b）中的电偶极子在力矩的作用下转动到外电场方向的过程中，电场力所做的功；（3）求电偶极子在外电场中处于力矩平衡时，其方向与外电场方向夹角的可能值及相应的电势能；,17,（4）现考察物质中的三个电偶极子，其中心在一条直线上，初始时刻如图（c）排列，它们相互间隔距离恰等于l。加上外电场E0后，三个电偶极子转到外电场方向，若在图中A点处引入一电量为+q0的点电荷（q0很小，不影响周围电场的分布），求该点电荷所受电场力的大小。,题目,下页,18,解：,（1）力矩M=qE0lsin,（2）电偶极子在力矩的作用下转动到外电场方向的过程中，电场力所做的功为,W=qE0l(1cos),（3）只有当电极矩方向与场强共线时，此时无力矩，系统才可能力矩平衡，此时电极矩与场强夹角为0或180。,当夹角为0时，要组成此系统，电场力做功为qEl，所以系统电势能为qEl,当夹角为180时，要组成系统，需克服电场力做功qEl，所以系统电势能为qEl,题目,上页,下页,19,（4）加上外电场E0后，三个电偶极子转到图(d)位置，,中间的四个正负电荷对+q0的作用力相互抵消，所以电场力大小为：,题4,上页,题目,20,2003年上海卷23、,为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面是面积A=0.04m2的金属板，间距L=0.05m，当连接到U=2500V的高压电源正负两极时，能在两金属板间产生一个匀强电场，如图所示。现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，每立方米有烟尘颗粒1013个，假设这些颗粒都处于静止状态，每个颗粒带电量为q=+1.010-17C，质量为m=2.010-15kg，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力。求合上电键后：经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附？除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功？经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大？,21,解：,当最靠近上表面的烟尘颗粒被吸附到下板时，烟尘就被全部吸附。,烟尘颗粒受到的电场力F=qU/L，,L=at2/2=qUt22mL，,故t=0.02s,W=nALqU/2=2.510-4J,设烟尘颗粒下落距离为x，每个颗粒的动能为,EK1=1/2mv2=qEx=qUx/L,则当时所有烟尘颗粒的总动能,EK总=nA(L-x)mv2/2=nA(L-x)qUx/L，,当x=L/2时EK总达最大，,而x=at12/2，故t1=0.014s,22,2005年全国卷25、,25（20分）图中B为电源，电动势=27V，内阻不计。固定电阻R1=500，R2为光敏电阻。C为平行板电容器，虚线到两极板距离相等,极板长l1=8.010-2m,两极板的间距d=1.010-2m。S为屏，与极板垂直，到极板的距离l2=0.16m。P为一圆盘，由形状相同、透光率不同的三个扇形a、b和c构成，它可绕AA轴转动。当细光束通过扇形a、b、c照射光敏电阻R2时，R2的阻值分别为1000、2000、4500。有一细电子束沿图中虚线以速度v0=8.0106m/s连续不断地射入C。已知电子电量e=1.610-19C，电子质量m=9.110-31kg。忽略细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力。假设照在R2上的光强发生变化时R2阻值立即有相应的改变。,23,（1）设圆盘不转动，细光束通过b照射到R2上，求电子到达屏S上时，它离O点的距离y。（计算结果保留二位有效数字）。（2）设转盘按图1中箭头方向匀速转动，每3秒转一圈。取光束照在a、b分界处时t=0，试在图2给出的坐标纸上，画出电子到达屏S上时，它离O点的距离y随时间t的变化图线（06s间）。要求在y轴上标出图线最高点与最低点的值。（不要求写出计算过程，只按画出的图线评分。）,题目,上页,下页,24,解:（1）圆盘不转动，细光束通过b照射到R2上，,设电容器C两板间的电压为U，电场强度大小为E，电子在极板间穿行时y方向上的加速度大小为a,穿过C的时间为t1，穿出时电子偏转的距离为y1,U=R1/(R1+R2),E=U/d,eE=ma,t1=l1/v0,y1=1/2at12,由以上各式得,代人数据得y1=4.810-3m,由此可见y1d/2，电子可通过C。,=27VR1=500l1=8.010-2md=1.010-2mR2b2000、v0=8.0106m/se=1.610-19Cm=9.110-31kg,题目,上页,下页,25,设电子从C穿出时，沿y方向的速度为vy，穿出后到达屏S所经历的时间为t2，在此时间内电子在y方向移动的距离为y2，,y2=vyt2,vy=at,t2=l2/v0,由以上有关各式得,代人数据得y2=1.9210-2m,由题意y=y1y2=2.410-2m。,=27VR1=500l1=8.010-2md=1.010-2ml2=0.16mR2a1000、R2b2000、R2c4500v0=8.0106m/se=1.610-19Cm=9.110-31kg,题目,上页,下页,26,R1=500R2a1000、R2b2000、R2c4500d=1.010-2m,（2）解：,由上分析得y1=2.410-2R1/(R1+R2)y=y1+y2=5y1,细光束通过b照射到R2上y=2.410-2m,细光束通过c照射到R2上y1=2.410-20.1=2.410-3my=5y1=1.21