安徽省舒城中学2016-2017学年高二物理寒假作业第六天专题交变电场

第六天 专题 交变电场、等效场1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（ ）ABMNvA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2如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示。t=0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间，时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为g。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3如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子（ ）A.所受重力与电场力平衡 B.电势能逐渐增加C.动能逐渐增加 D.做匀变速直线运动4如图（a）所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图（b）所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处。若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上。则t0可能属于的时间段是（ ）A BC D5如图(a)，平行金属板A和B间的距离为d，现在A、B板上加上如图（b）所示的方波形电压，t=0时A板比B板的电势高，电压的正向值为U0，反向值也为U0现有由质量为m的带正电且电荷量为q的粒子组成的粒子束，从AB的中点O以平行于金属板方向OO/的速度v0=射入，所有粒子在AB间的飞行时间均为T，且均能射出电场，不计重力影响求：（1）粒子飞出电场时的速度；（2）粒子飞出电场时位置离O/点的距离范围。6 如图（a）所示，A、B为两块平行金属板，极板间电压为，板中央有小孔O和O。现有足够多的电子源源不断地从小孔O由静止进入A、B之间。在B板右侧，平行金属板M、N长L1=410-2m，板间距离d=410-3m，在距离M、N右侧边缘L2=0.1m处有一荧光屏P，当M、N之间未加电压时电子沿M板的下边沿穿过，打在荧光屏上的并发出荧光。现给金属板M、N之间加一个如图（b）所示的变化电压u1，在t=0时刻，M板电势低于N板。已知电子质量为kg，电量为C。（1）每个电子从B板上的小孔O射出时的速度多大？（2）打在荧光屏上的电子长度是多长?（3）打在荧光屏上的电子的最大动能是多少？t/s(a) (b) Nu1/V0 225 0.40.81.21.62.0MP ABeOO7在间距d=0.1m、电势差U=103V的两块竖立平行板中间，用一根长L=001m的细线悬挂一个质量m=0.2g、电量q=110-7C的带正电荷的小球，将小球拉到使丝线恰呈水平的位置A后轻轻释放如图，问：（1）小球摆至最低点B时的速度和线中的拉力多大？（2）若小球摆至B点时丝线突然断裂，以后小球恰能经过B点正下方的C点， 则BC相距多远？（g=10ms2）8 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，求：（1）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？9如图所示，一个质量为m，带电量为+q的微粒，从a点以大小为v0的初速度竖直向上射入水平方向的匀强电场中。微粒通过最高点b时的速度大小为2v0方向水平向右。求：（1）该匀强电场的场强大小E；（2）a、b两点间的电势差Uab；（3）该微粒从a点到b点过程中速率的最小值vmin.10如图所示，两平行金属板A、B长l8cm，两板间距离d8cm，A板比B板电势高300V，即UAB300V一带正电的粒子电量q10-10C，质量m10-20kg，从R点沿电场中心线垂直电场线飞入电场，初速度v02106m/s，粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后，进入固定在中心线上O点的点电荷Q形成的电场区域（设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响）已知两界面MN、PS相距为L12cm，粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏EF上（静电力常数k9109Nm2/C2）求（1）粒子穿过界面MN时的速度；（2）粒子穿过界面PS时偏离中心线RO的距离多远；（3）点电荷的电量第六天 专题 交变电场、等效场1C 2BC 3BD 4B5（1），=30； （2）在距离O/中点下方至上方范围内有粒子打出。6（1）； （2） （3）EK=1.81810-16J7 (1) ，；(2) 8 (1)E=；(2)U=；(3)EK2=9解析：(1）分析：沿竖直方向和水平方向建立直角坐标系，带电微粒受到重力及电场力 作用，两力分别沿竖直方向和水平方向，将物体的运动分解为竖直方向和水平方向的两个分运动： 在竖直方向物体做匀减速运动，加速度ay=g， 在水平方向物体做匀加速运动，初速度为0，加速度ax=qE/m。 b点是最高点，竖直分速度为0，在竖直方向有：v0=g t； 在水平方向有：2v0=qEt/m 联立以上两式得：E=2mg/q（2）水平位移： x=t=v0.t=v02/g ab两点间的电势差：Uab=Ex=2m v02/q（3）设重力与电场力的合力为F，其与水平方向的夹角为，则：tan=mg/qE=1/2 如图所示，开始一段时间内，F与速度方向夹角大于90，合力做负功，动能减小，后来F与速度夹角小于90，合力做正功，动能增加，因此，当F与速度v的方向垂直时，小球的动能最小，速度也最小，设为vmin。即：tan=vx/vy vx=qEt/m=2gt vy=v0 gt联立以上三式得：t=v0/5g， vx=2v0/5， vy=4v0/5所以最小速度：vmin=2v0/510解：（1）粒子在平板电容器中飞行的时间：t=l/v0=410-8（s）则粒子飞出电容器时沿电场方向的速度：vy=qut/dm=15106（m/s）则粒子穿过界面MN时的速度：v=25106（m/s）（2）粒子穿过界面MN时的侧移量：y1=vyt/2=3（cm） 则穿过界面PS时偏离中心线的距离由相似三角形得（如图） y2/y1=(L+l/2)/(l/2)=4 解得：y2=12cm（3）由题，粒子在PS右边区域做匀速圆周运动，半径R=y2/cos=15（cm）且kQq/R2=mv2/R2解得：Q=10410-8（C）- 7 -