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1、简答题 如图所示,水平放置的平行板电容器,两板间距为d=8cm,板长为L=25cm,接在直流电源上,有一带电液滴以v0=0.5m/s的初速度从板间的正中点水平射入,恰好做匀速直线运动,当它运动到P处时迅速将下板向上提起4/3cm,液滴刚好从金属板末端飞出,求:

(1)下极板上提后液滴经过P点以后的加速度(g取10m/s2)
(2)液滴从射入开始匀速运动到P点所用时间。
参考答案:(1)2m/s2?(2)0.3s
本题解析:(1)带电液滴在板间受重力和竖直向上的电场力,因为液滴匀速运动,所以有:


当下板向上提后,d减小,E增大,电场力增大,故液滴向上偏转,在电场中做类平抛运动.
(2)因液滴刚好从金属末端飞出,所以液滴在竖直方向上的位移是d/2,
设液滴从P点开始在匀强电场中的飞行时间为,则:
本题难度:简单
2、计算题 两圆形平行金属板M、N,正对竖直放置,其半径r=0.3m,相距d=10cm,两板间加电压1000V;一个质
量为m=0.02g,电量q=1×10-7C的带电液滴,从M板上的A点,以初速度v0=5m/s水平射向N板如图所示,恰好打在M板的B点,
求:

小题1:该圆形平
行板电容器的电容
和所带电量的大小;
小题2:A、B两点间的距离为多少?(g=10m/s2,静电力常量9×10
9 Nm2/C2,空气介电常数为1)
参考答案:
小题1:
小题2:
本题解析:r="0.3m?" d="0.1m?" UNM=1000V
m=0.02g=2×10-5kg? q=1×10-7C? V0=5m/s
恰出B点?油滴重力

(1)S=xr2

(2)竖直?只受G?自由落体?
水平?
?只受Eq?竖直上抛(类似)?

本题难度:一般
3、选择题 如图所示,空间存在足够大的竖直向下的匀强电场,带正电荷的小球(可视为质点且所受电场力与重力相等)自空间O点以水平初速度v0抛出,落在地面上的A点,其轨迹为一抛物线.现仿此抛物线制作一个光滑绝缘滑道并固定在与OA完全重合的位置上,将此小球从O点由静止释放,并沿此滑道滑下,在下滑过程中小球未脱离滑道.P为滑道上一点,已知小球沿滑道滑至P点时其速度与水平方向的夹角为45°,下列说法正确的是(? )

A.小球两次由O点运动到P点的时间相等
B.小球经过P点时,水平位移与竖直位移之比为1:2
C.小球经过滑道上P点时,电势能变化了
m
D.小球经过滑道上P点时,重力的瞬时功率为
mgv0
参考答案:C
本题解析:由于杆对小球的作用,则两次由O点运动到P点的时间不相等,A错误;由P点时其速度与水平方向的夹角为45°,有
,由于轨迹为类平抛轨迹,故得
,B错误;做类平抛运动时,有
,
,,当小球从0点由静止释放,到达P点,根据动能定理有
,得
,则电势能变化了
,C正确;根据功率公式
,D错误。
点评:带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同.先分析受力情况再分析运动状态和运动过程(平衡、加速、减速,直 线或曲线),然后选用恰当的规律解题.解决这类问题的基本方法有两种,第一种利用力和运动的观点,选用牛顿第二定律和运动学公式求解;第二种利用能量转化 的观点,选用动能定理和功能关系求解.
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限有沿-y方向的匀强电场,第Ⅳ象限有垂直于纸面向外的匀强磁场.现有一质量为m、带电量为+q的粒子(重力不计)以初速度v0沿-x方向从坐标为(3l,l)的P点开始运动,接着进入磁场后由坐标原点O射出,射出时速度方向与y轴方向夹角为45°,求:

(1)粒子从O点射出时的速度v;
(2)电场强度E的大小;
(3)粒子从P点运动到O点所用的时间.
参考答案:(1) v=
v0?(2) E=
?(3) T=t1+t2=(2+
)
本题解析:(1)带电粒子在电场中做类平抛运动,进入磁场后做匀速圆周运动,最终由O点射出.(如图)

根据对称性可知,粒子在Q点时的速度大小与粒子在O点的速度大小相等,均为v,方向与-x轴方向成45°角,则有?
vcos45°=v0?(2分)?解得v=
v0?
(2)在P到Q过程中,由动能定理得
qEl=
mv2-
m
?解得E=
?
(3)设粒子在电场中运动的时间为t1,则l=
a
=
?
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r,由几何关系得
=3l-v0t1?
r=
?
粒子在磁场中的运动时间为? t2=
×
?
由以上各式联立求得粒子在由P到O过程中的总时间为T=t1+t2=(2+
)
?
点评:带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同.先分析受力情况再分析运动状态和运动过程,然后选用恰当的规律解题.解决这类问题的基本方法有两种,第一种利用力和运动的观点,选用牛顿第二定律和运动学公式求解;第二种利用能量转化的观点,选用动能定理和功能关系求解.
本题难度:一般
5、计算题 如图所示,带负电的小球静止在水平放置的两平行金属板间,距下板h=0.8 m.两板间的电势差为300 V,如果两板间电势差减小到60 V,则带电小球运动到极板上需多长时间?(取g=10 m/s2)

参考答案:
本题解析:当板间电压为
时平衡
故有:
?① ?2分
当板间电压为
时
小球受到的合力为:
?② ?2分
根据牛顿第二定律可得:
?③
由①②③得
?3分
在竖直方向上有:
所以代入可得
?3分
本题难度:一般