电场专题(复合场及交变电场)

电场专题（复合场及交变电场）类型一：带电粒子在电场中的偏转1、 如图所示，两平行金属板水平放置，板长为L，板间距离为d，板间电压为U，一不计重力、电荷量为q的带电粒子以初速度v0沿两板的中线射入，恰好沿下板的边缘飞出，则( )A在前时间内，电场力对粒子做的功为B在后时间内，电场力对粒子做的功为C在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为11D在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为122、如图所示，静止的电子在加速电压为U1的电场作用下从O经P板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压为U2的电场作用下偏转一段距离现使U1加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，应该（ ）A使U2加倍B使U2变为原来的4倍C使U2变为原来的倍D使U2变为原来的3、(多选)如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转,最后打在屏上整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么( )A 偏转电场E2对三种粒子做功一样多 B三种粒子打到屏上时的速度一样大C三种粒子运动到屏上所用时间相同 D三种粒子一定打到屏上的同一位置类型二：带电粒子在复合场中的运动（重力场与电场）4、如图所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异号电荷。一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么( )A若微粒带正电荷，则A板一定带正电荷 B微粒从M点运动到N点电势能一定增加 C微粒从M点运动到N点动能一定增加 D微粒从M点运动到N点机械能一定增加5、如图所示，倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面的夹角为，极板间距为，带负电的微粒质量为、带电荷量为，微粒从极板的左边缘处以初速度水平射入极板间，沿直线运动并从极板的右边缘处射出，则( ) A微粒到达点时动能为B微粒的加速度大小等于C微粒从点到点的过程中电势能减少D两极板间的电势差6、(多选)如图所示，一个带电量为，质量为的油滴，从以速度射入水平向右的匀强电场中，的方向与电场方向成角油滴运动到最高点时，它的速度大小又恰好为，与的竖直高度差为，则（ ）A在的左上方 B在的右上方C与的电势差为 D与的电势差为7、(多选)如图，在某一真空中，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为的带电粒子，恰能沿图示虚线由向做直线运动，那么（ ）A微粒带正电B从到运动过程中，粒子的动能减小C粒子做匀变速直线运动D从到运动过程中，粒子的电势能减小8、如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为，最低点为，不计空气阻力，则下列说法正确的是( )A小球带负电B电场力跟重力平衡C小球在从点运动到点的过程中，电势能减少D小球在运动过程中机械能守恒9、(多选)如图所示，为有界的竖直向下的匀强电场(边界上有电场)，电场强度为，为光滑固定的半圆形轨道，轨道半径为，为圆水平直径的两个端点，为圆弧，一个质量为，电荷量为的带电小球，从点正上方高为处由静止释放，并从点沿切线进入半圆轨道，不计空气阻力及一切能量损失，关于带电小球的受力及运动情况，下列说法正确的是( )A小球到达点时对轨道压力为B小球在部分运动时，加速度不变C适当增大，小球到达点的速度可能为零D若，要使小球沿轨道运动到，则应将至少调整为10、一长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中，开始时，将线与小球拉成水平，然后释放，小球由静止开始向下摆动，当细线转过120角时，小球到达C点速度恰好为零试求：(1)两点的电势差UAC；OAEBC(2)匀强电场的场强大小；(3)小球到达点时，细线对小球的拉力大小；(4)小球从到的过程中的最大速度.11、如图所示,绝缘光滑轨道部分为倾角为30的斜面,部分为竖直平面内半径为的圆轨道,斜面与圆轨道相切。整个装置处于场强为、方向水平向右的匀强电场中。现有一个质量为的小球,带正电荷量为，要使小球能安全通过圆轨道,在点的初速度应为多大?12、水平放置带电的两平行金属板，相距,质量为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，若微粒带正电，电量为，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？类型三：带电粒子在交变电场中的运动问题13、如图甲所示，一电子以的初速度沿平行金属板的轴线射入金属板空间从电子射入的时刻开始在金属板间加如图乙所示的交变电压，假设电子能穿过平行金属板则下列说法正确的是（ ）A电子只可能从轴线到上极板之间的空间射出（不包括轴线）B电子只可能从轴线到下极板之间的空间射出（不包括轴线）C电子可能从轴线到上极板之间的空间射出，也可能沿轴线方向射出D电子射出后动能一定增大 14、（多选）如图甲所示，平行金属板中央有一个静止的电子（不计重力），两板间距离足够大当两板间加上如图乙所示的交变电压后，在下图中，反映电子速度、位移和加速度三个物理量随时间的变化规律可能正确的是（ ） 甲 乙15、如图所示，两金属板平行放置，在时刻将电子从A板附近由静止释放(电子的重力忽略不计)。分别在两板间加上下列哪种电压时，有可能使电子到不了B板 ( )来源:学。科。网Z。X。X。K16、(多选)如图甲所示，两极板间加上如图乙所示的交变电压A板的电势为0，一质量为、电荷量为的电子仅在静电力作用下，在时刻由静止释放进入两极板开始运动，恰好到达板则( )A两板间的距离为 B电子在两板间的最大速度为C电子在两板间做匀加速直线运动D若电子在时刻进入两极板，它将时而向B板运动，时而向A板运动，最终打向B板17、(多选)如图甲，两水平金属板间距为，板间电场强度的变化规律如图乙所示时刻，质量为的带电微粒以初速度沿中线射入两板间，时间内微粒匀速运动，时刻微粒恰好经金属板边缘飞出.微粒运动过程中未与金属板接触重力加速度的大小为.关于微粒在时间内运动的描述，正确的是( )A末速度大小为 B末速度沿水平方向C重力势能减少了 D克服电场力做功为18、如图甲所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为U0，电容器板长和板间距离均为L10 cm，下极板接地，电容器右端到荧光屏的距离也是L10 cm，在电容器极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示（每个电子穿过平行板的时间都极短，可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的)，求：（1）在t0.06 s时刻，电子打在荧光屏上的何处？（2）荧光屏上有电子打到的区间有多长？（3）屏上的亮点如何移动？19、如图（甲）为平行板电容器，板长l=0.1 m，板距d=0.02 m.板间电压如图（乙）示，电子以v=1107 m/s的速度，从两板中央与两板平行的方向射入两板间的匀强电场，为使电子从板边缘平行于板的方向射出，电子应从什么时刻打入板间？并求此交变电压的频率.(电子质量m=9.110-31 kg,电量e=1.610-19 C)20、如图甲所示，A、B为两块距离很近的平行金属板，板中央均有小孔.一电子以初动能EkO=120 eV,从A板上的小孔O不断地垂直于板射入A、B之间，在B板的右侧，偏转板M、N组成一匀强电场，板长L=210-2 m，板间距离d=410-3 m；偏转板加电压为U2=20 V，现在A、B间加一个如图乙所示的变化电压U1，在t=2 s时间内，A板电势高于B板，则在U1随时间变化的第一周期内.(1)在哪段时间内，电子可从B板上小孔O射出？(2)在哪段时间内，电子能从偏转电场右侧飞出？（由于A、B两板距离很近，可以认为电子穿过A、B所用时间很短，忽略不计）电场专题（复合场及交变电场）参考答案1、 C 2、A 3、AD 4、C 5、D 6、 AC 7、BC 8、 B 9、 AD 10、（1）； （2） ； （3）；（4） 11、解析：小球先在斜面上运动，受重力、电场力、支持力、然后在圆轨道上运动，受重力、电场力、轨道的作用力，如图所示，类比重力场，将电场力与重力的合力视为等效重力mg，大小为，解得=30，等效重力的方向与斜面垂直指向右下方小球在斜面上匀速运动，因要使小球能安全通过圆轨道，在圆轨道的等效最高点（D）点满足等效重力提供向心力，有：，因=30，与斜面倾角相等，由几何关系可知AD=2R令小球以最小初速度v0运动，由动能定理知 解得12、解析：当微粒不带电时，只受重力做平抛运动d/4=1/2gt2 带电后，应根据极板电性不同分两种情况讨论GF+_(a)（1）若上极板带正电，下极板带负电（如图a）微粒水平方向仍作匀速直线运动时间为t竖直方向受重力和电场力均向下，竖直位移s=1/2(g+qU/md) t2 F+-(b)要使微粒不再射出电场，则sd/2,解得Umgd/q.（2）若上极板带负电，下极板带正电（如图b） G分析方法上同，只是此时电场力向上竖直位移s=1/2(qU/md-g) t2要使微粒不再射出电场，则sd/2，解得U3mgd/q.由于微粒不带电时能射出电场，故当重力大于电场力时，微粒一定能射出，满足条件13、C 14、AD 15、B 16、AB 17、BC 18、解析：（1）设电子经电压U0加速后的速度为，根据动能定理得 解得经偏转电场偏转后偏移量 解得由题图知时刻 代入数据解得设打在屏上的点距O点距离为，根据相似三角形得 代入数据解得（2）由题知电子偏移量的最大值为，所以当偏转电压超过时，电子就打不到荧光屏上了所以荧光屏上的电子能打到的区间长为（3）屏上的亮点由下而上匀速上升，间歇一段时间后又重复出现.19、解析：电子水平方向匀速直线运动，竖直方向做变加速运动.要使电子从板边平行于板方向飞出，则要求电子在离开板时竖直方向分速度为，并且电子在竖直方向应做单向直线运动向极板靠近.此时电子水平方向（x）方向、竖直方向（y）方向的速度图线分别如图所示 . 电子须从t0=n (n=0,1，2,)时刻射入板间，且穿越电场时间t=kT(k=1,2) 而电子水平位移l=vt ； 竖直位移d= ；三式联立得T=2.510-9