1、计算题 如图所示,两平行金属板相距为d,加上如图所示(b)所示的方波形电压,电压的最大值为U0,周期为T.现有重力可忽略的一束离子,每个离子的质量为m,电量为q,从与两板等距处的O点,沿着与板平行的方向连续地射入两板中。已知每个离子通过平行板所需的时间恰为T(电压变化周期)且所有离子都能通过两板间的空间,打在两金属板右端的荧光屏上,试求:

(1)离子打在荧光屏上的位置与O′点的最小距离
(2)离子打在荧光屏上的位置与O′点的最大距离。
参考答案:(1)
;(2)
本题解析:
试题分析: 在T/2、3T/2……等时刻进入的粒子,前T/2时间做匀速直线运动,后T/2做类平抛运动,垂直金属板方向的位移最小
=
在0、T、2T、3T……等时刻进入的粒子,前T/2时间做类平抛运动,后T/2做匀速直线运动,位移最大
第T/2时垂直金属板方向的速度 V=
前T/2时垂直金属板方向的位移 Y1=
后T/2时垂直金属板方向的位移Y2="V"
=
离子在垂直金属板方向的总位移
时间内,在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做匀加速直线运动,竖直方向的位移为
本题难度:一般
2、计算题 在如图所示的电路中,两平行正对金属板A、B水平放置,两板间的距离d=4.0cm。电源电动势E=400V,内电阻r=20Ω,电阻R1=1980Ω。闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球(可视为质点)从B板上的小孔以初速度v0=1.0m/s竖直向上射入两板间,小球恰好能到达A板。若小球所带电荷量q=1.0×10-7C,质量m=2.0×10-4kg,不考虑空气阻力,忽略射入小球对电路的影响,取g=10m/s2。求:

小题1:A、
B两金属板间的电压的大小U;
小题2:滑动变阻器消耗的电功率P滑;
小题3:电源的效率η。
参考答案:
小题1:U=200V…
小题2:20W
小题3:
本题解析:(1)小球从B板上的小孔射入恰好到达A板的过程中,在电场力和重力的作用下做匀减速直线运动,设A、B两极板间电压为U,根据动能定理有
-qU- mgd="0" -
mv02?……………………………………………………………(2分)
解得U=200V…………………………………………………………………………(1分)
(2)设此时滑动变阻器接入电路中的电阻值为R滑,根据闭合电
路欧姆定律可知,电路中的电流? I=
……………………………………
……
……………(1分)
根据部分电路欧姆定律可知? U=IR滑……………………………………………(1分)
解得? R滑=2.0×103Ω……………………………………………………
…………(1分)
滑动变阻器消耗的电功率?
=20W……………………………………(1分)
(3)电源的效率
………………………………………(2分)
本题难度:一般
3、选择题 为模拟空气净化过程,有人设计了如图所示的含灰尘空气的密闭玻璃圆桶,圆桶的高和直径相等.第一种除尘方式是:在圆桶顶面和底面间加上电压U,沿圆桶的轴线方向形成一个匀强电场,尘粒的运动方向如图甲所示;第二种除尘方式是:在圆桶轴线处放一直导线,在导线与桶壁间加上的电压也等于U,形成沿半径方向的辐向电场,尘粒的运动方向如图乙所示.已知空气阻力与尘粒运动的速度成正比,即f=kv(k为一定值),假设每个尘粒的质量和带电荷量均相同,初速度和重力均可忽略不计,不考虑尘粒之间的相互作用,则在这两种方式中( )

A.尘粒都做直线运动
B.尘粒受到的电场力大小相等
C.电场对单个尘粒做功的最大值相等
D.在乙容器中,尘粒做类平抛运动