高考物理材料大题集练电场.docx
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高考物理材料大题集练电场
高中物理大题集练——电场
1、如图所示,一示波器偏转电极长为L=5.0cm,板间距离为d=1.0cm两极板上加有90V的偏转电压。
一个电子以初速度V0="2.0"×107m/s沿两板的中轴线射入,已知电子的质量m="9"×10-31kg,电量E=-1.6×10-19C.求:
(1)电子经过偏转电场后的偏移Y,
(2)如果偏转电极的右边缘到荧光屏的距离为s=10cm,则电子打到荧光屏上产生的光点偏离中心O点的距离y/多大?
2、一电路如图所示,电源电动势
,内阻
,电阻
,
,
,C为平行板电容器,其电容C=3.0pF,虚线到两极板距离相等,极板长
,两极板的间距
。
(1)若开关S处于断开状态,则当其闭合后,求流过R4的总电量为多少?
(2)若开关S断开时,有一带电微粒沿虚线方向以
的初速度射入C的电场中,刚好沿虚线匀速运动,问:
当开关S闭合后,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中,能否从C的电场中射出?
(要求写出计算和分析过程,g取
)
3、如图的环状轨道处于竖直面内,它由半径分别为R和2R的两个半圆轨道,半径为R的两个四分之一圆轨道和两根长度分别为2R和4R的直轨道平滑连接而成,以水平线MN和PQ为界,空间分为三个区域,区域一和区域三有磁感应强度为B的水平向里的匀强磁场,区域一和二有竖直向上的匀强电场。
一质量为m、电荷量为+q的带电小环穿在轨道内,它与两根直轨道的动摩擦因数为
(
),而轨道的圆弧形部分均光滑,将小环在较长的直轨道CD下端的C点无初速度释放(已知区域一和二的匀强电场强度大小为
,重力加速度为g),求:
(1)小环在第一次通过轨道最高点A时的速度
的大小
(2)小环在第一次通过轨道最高点A时受到轨道的压力
的大小
(3)若从C点释放小环的同时,在区域二再另加一垂直轨道平面向里的水平匀强电场,其场强大小为
,则小环在两根直轨道上通过的总路程多大
4、如图所示,A、B为真空中相距为d的一对平金属板,两板间的电压为U,一电子以v0的速度从带负电A板小孔与板面垂直地射入电场中。
已知电子的质量为m,电子的电荷量为e。
求:
(1)电子从B板小孔射出时的速度大小;
(2)电子离开电场时所需要的时间;
5、如图甲所示,质量为m、电荷量为e的电子由静止开始经加速电压U1加速后,在水平方向沿O1O2垂直进入偏转电场.已知形成偏转电场的平行板电容器的极板长为L(不考虑电场边缘效应),两极板间距为d,O1O2为两极板的中线,P是足够大的竖直放置的荧光屏,且屏与极板右边缘的距离也为L。
求:
(1)粒子进入偏转电场的速度v的大小;
(2)若偏转电场两板间加恒定电压,电子经过偏转电场后正好打中屏上的A点,A点与极板M在同一水平线上,求偏转电场所加电压U2;
(3)若偏转电场两板间的电压按如图乙所示作周期性变化,要使电子经加速电场后在t="0"时刻进入偏转电场后水平击中A点,试确定偏转电场电压U0以及周期T分别应该满足的条件.
6、如图所示,在x轴下方的区域内存在+y方向的匀强电场,电场强度为E.在x轴上方以原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内存在匀强磁场,磁场的方向垂直于xoy平面向外,磁感应强度为B.﹣y轴上的A点与O点的距离为d,一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点由静止释放,经电场加速后从O点射入磁场,不计粒子的重力.
(1)求粒子在磁场中运动的轨道半径r;
(2)要使粒子进人磁场之后不再经过x轴,求电场强度的取值范围;
(3)改变电场强度,使得粒子经过x轴时与x轴成θ=30°的夹角,求此时粒子在磁场中的运动时间t及经过x轴的位置坐标值x0.
7、如图,静止于A处的离子,经电压为U的加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场,电场方向水平向左。
静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场,已知圆弧所在处场强为E0,方向如图所示;离子质量为m、电荷量为q;
、
,离子重力不计。
(1)求圆弧虚线对应的半径R的大小;
(2)若离子恰好能打在NQ的中点上,求矩形区域QNCD内匀强电场场强E的值。
8、如图所示,光滑竖直绝缘杆与一圆周交于B.C两点,圆心固定并有电量为+Q的点电荷,一质量为m,电量为+q的环从杆上A点由静止释放.已知AB=BC=h,q< ,求A.C两点间的电势差及环达C点时的速度。 9、水平放置的两块平行金属板长L,两板间距d,两板间电压为U,且上板为正,一个电子沿水平方向以速度v0从两板中间射入,已知电子质量m,电荷量e,如图,求: (1)电子偏离金属板时的侧位移y是多少? (2)电子飞出电场时的速度是多少? (3)电子离开电场后,打在屏上的P点,若屏与金属板右端相距S,求OP的长? 10、在光滑绝缘的水平面上有半圆柱形的凹槽ABC,截面半径为R=0.4m.空间有竖直向下的匀强电场,一个质量m=0.02kg,带电量q=+l.0×l0﹣3C的小球(可视为质点)以初速度v0=4m/s从A点水平飞人凹槽,恰好撞在D点,D与O的连线与水平方向夹角为θ=53°,重力加速度取g=10m/s2,sin53°=0.8.cos53°=0.6,试求: (1)小球从A点飞到D点所用的时间t; (2)电场强度E的大小; (3)从A点到D点带电小球电势能的变化量. 11、如图所示,四分之一光滑绝缘圆弧轨道AP和水平绝缘传送带PC固定在同一竖直平面内,圆弧轨道的圆心为O,半径为R;P点离地高度也为R,传送带PC之间的距离为L,沿逆时针方向的传动,传送带速度v= ,在PO的左侧空间存在方向竖直向下的匀强电场.一质量为m、电荷量为+q的小物体从圆弧顶点A由静止开始沿轨道下滑,恰好运动到C端后返回.物体与传送带间的动摩擦因数为μ,不计物体经过轨道与传送带连接处P时的机械能损失,重力加速度为g.求: (1)物体由P点运动到C点过程,克服摩擦力做功; (2)匀强电场的场强E为多大; (3)物体返回到圆弧轨道P点,物体对圆弧轨道的压力大小. 12、半径为R,均匀带正电荷的球体在空间产生球对称的电场;场强大小沿半径分布如图所示,图中E0已知,E﹣r曲线下O﹣R部分的面积等于R﹣2R部分的面积. (1)写出E﹣r曲线下面积的单位; (2)己知带电球在r≥R处的场强E= ,式中k为静电力常量,该均匀带电球所带的电荷量Q为多大? (3)求球心与球表面间的电势差△U; (4)质量为m,电荷量为q的负电荷在球面处需具有多大的速度可以刚好运动到2R处? 13、如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10﹣11kg、电荷量q=+1.0×10﹣5C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电场时的偏转角θ=30°,并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域.重力忽略不计.求: (1)带电微粒进入偏转电场时的速率v1; (2)偏转电场中两金属板间的电压U2; (3)为使带电微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大? 14、水平放置的两块平金属板长L,两板间距d,两板间电压为U,且上板为正,一个电子沿水平方向以速度v0,从两板中间射入,如图所示,已知电子质量为m,电量为e,求: (电子的重力不计) (1)电子偏离金属板时侧位移Y大小是多少? (2)电子飞出电场时的速度v1是多少? (3)电子离开电场后,打在屏上的P点,若平金属板右端到屏的距离为s,求OP之长. 15、如图所示,四分之一光滑绝缘圆弧轨道AP和水平绝缘传送带PC固定在同一竖直平面内,圆弧轨道的圆心为O,半径为R;P点离地高度也为R,传送带PC之间的距离为L,沿逆时针方向的传动,传送带速度v= ,在PO的左侧空间存在方向竖直向下的匀强电场.一质量为m、电荷量为+q的小物体从圆弧顶点A由静止开始沿轨道下滑,恰好运动到C端后返回.物体与传送带间的动摩擦因数为μ,不计物体经过轨道与传送带连接处P时的机械能损失,重力加速度为g.求: (1)物体由P点运动到C点过程,克服摩擦力做功; (2)匀强电场的场强E为多大; (3)物体返回到圆弧轨道P点,物体对圆弧轨道的压力大小. 16、如图所示,一足够长的斜面倾斜角度为 ,现有一个质量为0.4kg,带电荷量 的小球以初速度v0="5"m/s从斜面上A点竖直向上抛出。 已知斜面所在的整个空间存在水平向右的匀强电场,电场强度为 ,重力加速度g=10m/s2。 试求: (1)小球在空中运动过程中速度的最小值 ; (2)小球相对A所在水平面上升的最大高度H和小球再次落到与A在同一水平面的B点(图上未标出)时,小球距离A点的距离LAB; (3)小球再次落到斜面上时,速度方向与水平向右电场方向夹角的正切值。 (4)小球在空中运动过程中距离斜面最远的距离d 17、在xoy平面内,有沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E(图中未画出),由A点斜射出一质量为m,带电量为+q的粒子,B和C是粒子运动轨迹上的两点,如图所示,其中 为常数,粒子所受重力忽略不计,求: (1)粒子从A到C过程所经历的时间 (2)粒子经过C时的速率 18、如图所示,在直角坐标系xoy的第一象限中,存在竖直向下的匀强电场,电场强度大小为 ,虚线是电场的理想边界线,虚线右端与x轴的交点为A,A点坐标为(L,0),虚线与x轴所围成的空间内没有电场;在第二象限存在水平向右的匀强电场,电场强度大小为 ,M(-L,L)和N(-L,0)两点的连线上有一个产生粒子的发生器装置,不断产生质量均为m,电荷量均为q的带正电的静止粒子,不计粒子的重力和粒子之间的相互作用力,且整个装置处于真空中, (1)若粒子从M点由静止开始运动,进入第一象限后始终在电场中运动并恰好到达A点,求这个过程中该粒子运动的时间及到达A点的速度大小; (2)若从MN线上M点下方由静止发出的所有粒子,在第二象限的电场加速后,经第一象限的电场偏转穿过虚线边界后都能到达A点,求此边界(图中虚线)方程 19、如图(a)所示,MN是长为a倾斜放置的光滑绝缘细杆,倾角为37°,MNP构成一直角三角形.MP中点处固定一电量为Q的正电荷,杆上穿有一带正电的小球(可视为点电荷),小球自N点由静止释放,小球的重力势能和电势能随MN上位置x(取M点处x=0)的变化图象如图(b)所示,其中E0、E1、E2为已知量,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,静电力常量为k,重力加速度为g.(不得使用Ep=﹣ ) (1)求势能为E1时的横坐标x1和带电小球的质量m (2)已知在x1处时小球与杆间的弹力恰好为零,求小球的电量q (3)求小球运动到M点时的速度大小. 20、一束电子从静止开始经加速电压U1加速后,以水平速度射入水平放置的两平行金属板中间,如下图所示,金属板长为l,两板距离为d,竖直放置的荧光屏距金属板右端为L.若在两金属板间加直流电压U2时,光点偏离中线打在荧光屏上的P点,求: (1)电子刚进入偏转电场时的速度大小; (2)电子离开偏转电场时垂直于板面方向的位移大小; (3)求 。 答案 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、
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