物理电场难题(经典)(2)

2020-06-21 14:32

12、(12分)一束电子流(电子质量为m,电量绝对值为e)经电压为U的加速电场加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若两板间距为d,板长为l,那么,要使电子能从平行板间飞出,则(1)电子进入偏转电场的速度大小是多少?(4分)(2)两个极板上最多能加多大的偏转电压U ′?(8分)

13、如图所示,质量为m,电荷量为+q的小球从距地面一定高度的O点,以初速度v0沿着水平方向抛出,已知在小球运动的区域里,存在着一个与小球的初速度方向相反的匀强电场,如果测得小球落地时的速度方向恰好是竖直向下的,且已知小球飞行的水平距离为L, (l)电场强度E为多大?(2)小球落地点A与抛出点O之间的电势差为多大? (3)小球落地时的动能为多大?

14、如下图所示,在一个范围较大的匀强电场中,用长为L绝缘丝线将质量为m带电小球系于电场中固定点O处,当小球静止于A时,悬线与竖直方向夹角θ=45°。将小球拉到B时,使线刚水平伸直,然后自由释放小球。 (1)小球运动到最低点处的时间;2)小球运动到A位置时的动能。

15、如图所示,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径R = 0.40m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E =1.0×10N/C。现有一质量m = 0.10kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s = 1.0m的位置,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零。已知带电体所带电荷q = 8.0×10C,取10g=10m/s,求:

(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小; (2)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小;

(3)带电体沿圆弧形轨道运动过程中,电场力和摩擦力带电体所做的功各是多少。

-5

4

16、如图所示,在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑离心轨道,一个带负电的小球从斜轨道上的A点由静止释放,沿轨道滑下,已知小球的质量为,电量为,匀强电场的场强大小为E,斜轨道的倾角为α(小球的重力大于所受的电场力)。

(1)求小球沿斜轨道下滑的加速度的大小;

(2)若使小球通过圆轨道顶端的B点时不落下来,求A点距水平地面的高度h至少应为多大?

(3)若小球从斜轨道h=5R 处由静止释放。假设其能够通过B点,求在此过程中小球机械能的改变量。

17、如图所示,质量为知板长

,板间距

的带电粒子以,当AB间加电压

2

的速度从水平放置的平行金属板A、B中央飞入电场,已时,带电粒子恰好沿直线穿过

电场(设此时A板电势高),重力加速度取g=10m/s

求:(1)粒子带什么电?电荷量为多少?(2)A、B间所加电压为多少时,带电粒子刚好能从上极板右端飞出?

18、如图所示,一个电子以100ev的初动能从A点垂直电场线方向飞入匀强电场,在B点离开电场时,其运动方向与电场线成150角,则A与B两点间的电势差多大?

19、如图所示,ABCD为表示竖立放在场强E=10v/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

,把一质量m = 100g,带电量q=10C的小球放在水平轨道的A

2

-4

4

0

点上面由静止开始释放后,在轨道内侧运动(g=10m/s)求:

(1)它到达C点的速度多大(2)它到达C点时对轨道的压力是多大?3)小球所能获得的最大的动能是多少?

20、如图所示,设从灼热金属丝逸出的电子流初速为零,并设该电子流,经加速后进入偏转电场。已知加速电场的电压是U0,偏转极间的电压是U,偏转板长L,相距d,电子电量为e,质量为m0,求

(1)电子进入偏转电场时的速度v0大小;(2)电子离开偏转电场时的侧移距离y;(3)电子离开偏转电场时的速度v大小。

21、如图所示,BC是半径为R的圆弧形的光滑且绝缘的轨道,位于竖直平面内,其下端与水平绝缘轨道平滑连接,整个

轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度为 E. 现有一质量为m、带正电q的小滑块(可视为质点),从C点由静止释放,滑到水平轨道上的A点时速度减为零。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为(1)滑块通过B点时的速度大小;

(2)滑块经过圆弧轨道的B点时,所受轨道支持力的大小; (3)水平轨道上A、B两点之间的距离。

,求:


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