高二物理竞赛辅导练习：电场2答案

高二物理竞赛辅导15(电场常规训练)1、如图22-1所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有小孔M、N。今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N三点在同一竖直线上)，空气阻力不计，到达N点时速度恰好为零，然后按原路径返回。若保持两板间的电压不变，则：选项A和D是正确的。A.若把A板向上平移一小段距离，质点自P点下落仍能返回。B.若把B板向下平移一小段距离，质点自P点下落仍能返回。C.若把A板向上平移一小段距离，质点自P点下落后将穿过N孔继续下落。D若把B板向下平移一小段距离，质点自P点下落后将穿过N孔继续下落2.一平行板电容器，两极之间的距离d和两极板面积S都可以调节，电容器两板与电池相连。以Q表示电容器的电量，E表示两极板间的电场强度，则A当d增大、S不变时，Q减小、E减小B当d减小、S增大时，Q增大、E增大C当S增大、d不变时，Q增大、E增大D当S减小、d减小时，Q不变、E不变答案：A、B3．如图所示，在场强为E，方向竖直向上的匀强电场中，水平固定一块长方形绝缘薄板。将一质量为m，带有电荷－q的小球，从绝缘板上方距板h高处以速度v0竖直向下抛出。小球在运动时，受到大小不变的空气阻力f的作用，且f(qE+mg)，设小球与板碰撞时不损失机械能，且电量不变。求小球在停止运动前所通过的总路程s。s=fmvqEhmgh222204．如图所示，ABCDF为一绝缘光滑轨道，竖直放置在水平方向的匀强电场中，BCDF是半径为R的圆形轨道，已知电场强度为E，今有质量为m的带电小球在电场力作用下由静止从A点开始沿轨道运动，小球受到的电场力和重力大小相等，要使小球沿轨道做圆周运动，则AB间的距离至少为多大？图22-1RqERqEmgRmgRL)221(2222)221(5、两平行金属板相距为d，加上如图23-1(b)所示的方波形电压，电压的最大值为U0，周期为T。现有一离子束，其中每个离子的质量为m，电量为q，从与两板等距处沿着与板平行的方向连续地射入两板间的电场中。设离子通过平行板所需的时间恰为T(与电压变化周期相同)，且所有离子都能通过两板间的空间打在右端的荧光屏上。试求：离子击中荧光屏上的位置的范围。(也就是与O‘点的最大距离与最小距离)。重力忽略不计。6、平行金属，板长1.4米，两板相距30厘米，两板间匀强磁场的B为1.3×10-3特斯拉，两板间所加电压随时间变化关系如29-1图所示。当t=0时，有一个a粒子从左侧两板中央以V=4×103米/秒的速度垂直于磁场方向射入，如29-2图所示。不计a粒子的重力，求：该粒子能否穿过金属板间区域?若不能，打在何处?若能，则需多长时间?(已知a粒子电量q=3.2×10-19库，质量m=6.64×10-27千克)故经13/4周期飞出板外(t=6.5×10-4秒)图23-1图23-1(b)图29-2图29-17、如图31-1所示，从阴极K射出的电子经U0=5000V的电势差加速后，沿平行于板面的方向从中央射入两块长L1=10cm，间距d=4cm的平行金属板AB之间。在离金属板边缘L2=75cm处放置一个直径D=20cm，带有记录纸的圆筒。整个装置放在真空内，电子发射的初速度不计。(1)若在金属板上加以U1=1000V的直流电压(A板电势高)后，为使电子沿入射方向作匀速直线运动到达圆筒，应加怎样的磁场(大小和方向)；B=E1/V0=(2.5×104)/(4.2×107)=6×10-4T方向为垂直于纸面向里。(2)若在两金属板上加以U2=1000cos2πtV的交流电压，并使圆筒绕中心轴按图示方向以n=2转/秒匀速转动。试确定电子在记录纸上的轨迹形状，并画出1秒钟内所记录到的图形。y=y1+y2=(L1/2+L2)(eE2L1/mV02)=(L1/2+L2)(L1U2/2U0d)=(10/2+75)×10-2×(10×1000cos2πt)/(2×5000×4)=0.20cos2πtm8．有三根长度皆为l=1.00m的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板上的O点，另一端分别拴有质量皆为m=1.0010-2kg的带电小球A和B，它们的电量分别为-q和q，q=1.0010-7C，AB之间用第三根线连接起来。空间中存在大小为E＝1.00106N/C的匀强电场，场强方向沿水平向右，平衡时A、B球的位置如图所示，现将O、B之间的线烧断，由于有空气阻力，A、B球最后会达到新的平衡位置。求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少。（不计两带电小球间的相互静电力）答案：6.810-2J图31-3图31-19．为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上、下底面的面积A＝0.04m2的金属板，间距L＝0.05m，当连接到U=2500V的高压电源正、负两极时，能在金属板间产生一个匀强电场,如图所示.现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内,每立方米有烟尘颗粒1013个,假设这些颗粒都处于静止状态,每个颗粒带电量q=+1.0×10-17C,质量m=2.0×10-15kg,不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力,并忽略烟尘颗粒所受重力.求合上开关后：（1）经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附；（2）附尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功；（3）经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大。答案：（1）t=0.02s（2）W=2.5×10-4J（3）t1=0.014s