物理电场经典常考题型

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电场难题——经典题2.如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内、管口B、C的连线是水平直径,现有一带正电小球(可视为质点)从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R,从小球进入管口开始,整个空间中突然加上一个匀强电场,电场力在竖直向上的分力大小与重力大小相等,结果小球从管口C处脱离圆管后,其运动轨迹最后经过A点,设小球运动过程中带电量没有改变,重力加速度为g,求:(1)小球到达B点的速度大小;(2)小球受到的电场力的大小和方向;(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力。3、如图所示,一固定在竖直平面内的光滑绝缘半圆形轨道ABC,其半径为R=0.4m.轨道在C处与水平绝缘板相切.在绝缘板上距C点2m的D点静置一质量m=20g的小物块(可看作质点),小物块带负电,电量为q=1C,今在空间加一水平向左的匀强电场,场强方向与导轨共面,发现小物块恰能通过轨道最高点A.取g=10m/s2,求:(1)匀强电场的电场强度E;(2)小物块的落点到C点的距离x.(自认为第二问答案有误,不应水平方向匀速运动,请勿看答案。)4、如图8-21所示,长为L的绝缘细线,一端悬于O点,另一端连接一质量为m的带负电小球,置于水平向右的匀强电场中,在O点向右水平拉直后从静止释放,细线碰到钉子后要使小球刚好饶钉子O′在竖直平面内作圆周运动,求OO′长度。5、两块平行金属板A、B彼此平行放置,板间距离为d,两板分别带有等量异种电荷,且A板带正电,两板中间有一带负电的油滴P,当两板水平放置时,油滴恰好平衡,若把两板倾斜60°,把油滴从P静止释放,油滴可以打在金属板上,问:(1)油滴将打在哪块金属板上?(2)油滴打在金属板上的速率是多少?6、如图所示,在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45°角的绝缘直杆AC,其下端(C端)距地面高度h=0.8m。有一质量500g的带电小环套在直杆上,正以某一速度,沿杆匀速下滑,小环离杆后正好通过C端的正下方P点处。(g取l0m/s2)求:(1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向。(2)小环从C运动到P过程中的动能增量。(3)小环在直杆上匀速运动速度的大小v0。7、如图所示,水平地面上方被竖直线MN分隔成两部分,M点左侧地面粗糙,动摩擦因数为μ=0.5,右侧光滑.MN右侧空间有一范围足够大的匀强电场.在O点用长为R=5m的轻质绝缘细绳,拴一个质量mA=0.04kg,带电量为q=+210-4的小球A,在竖直平面内以v=10m/s的速度做顺时针匀速圆周运动,运动到最低点时与地面刚好不接触.处于原长的弹簧左端连在墙上,右端与不带电的小球B接触但不粘连,B球的质量mB=0.02kg,此时B球刚好位于M点.现用水平向左的推力将B球缓慢推至P点(弹簧仍在弹性限度内),MP之间的距离为L=10cm,推力所做的功是W=0.27J,当撤去推力后,B球沿地面右滑恰好能和A球在最低点处发生正碰,并瞬间成为一个整体C(A、B、C均可视为质点),碰后瞬间立即把匀强电场的场强大小变为E=6103N/C,电场方向不变.(取g=10m/s2)求:(1)A、B两球在碰前匀强电场的大小和方向.(2)碰撞后整体C的速度.(3)整体C运动到最高点时绳的拉力大小.8、如图所示,为一个从上向下看的俯视图,在光滑绝缘的水平桌面上,固定放置一条光滑绝缘的挡板轨道ABCD,AB段为直线,BCD段是半径为R的一部分圆弧(两部分相切于B点),挡板处于场强为E的匀强电场中,电场方向与圆的直径MN平行.现使一带电量为+q、质量为m的小球由静止从斜挡板内侧上某点释放,为使小球能沿挡板内侧运动,最后从D点抛出,试求:(1)小球从释放点到N点沿电场强度方向的最小距离s;(2)在上述条件下小球经过N点时对挡板的压力大小.9、质量为2m,带2q正电荷的小球A,起初静止在光滑绝缘水平面上,当另一质量为m、带q负电荷的小球B以速度V0离A而去的同时,释放A球,如图12所示。若某时刻两球的电势能有最大值,求:(1)此时两球速度各多大?(2)与开始时相比,电势能最多增加多少?10、如图所示,在方向水平向右的匀强电场中,一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球,另一端固定于O点,当小球静止在B点时,细线与竖直方向夹角θ=30°问:(1)小球带电量多少?(2)若将小球拉到A点使细线呈水平状态,当小球无初速释放后,从A到B过程,电场力对小球做功多少?(3)小球过最低点C时,细线对小球拉力多大?11、如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在Oxy平面的ABCD区域内,存在两个场强大小均为E的匀强电场I和II,两电场的边界均是边长为L的正方形(不计电子所受重力)。(1)在该区域AB边的中点处由静止释放电子,求电子离开ABCD区域的位置。(2)在电场I区域内适当位置由静止释放电子,电子恰能从ABCD区域左下角D处离开,求所有释放点的位置。(3)若将左侧电场II整体水平向右移动L/n(n≥1),仍使电子从ABCD区域左下角D处离开(D不随电场移动),求在电场I区域内由静止释放电子的所有位置。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=1.0×104N/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=8.0×10-5C,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。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,质量为的带电粒子以的速度从水平放置的平行金属板A、B中央飞入电场,已知板长,板间距,当AB间加电压时,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/s2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1500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=104v/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=10-4C的小球放在水平轨道的A点上面由静止开始释放后,在轨道内侧运动(g=10m/s2)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,求:(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。22、如图所示,在竖直平面内的直角坐标系xoy中,第Ⅳ象限内存在沿x员负方向的匀强电场.一质量为m、电量为q的带正电小球从x轴上的A点由静止释放,打在y轴上的B点.已知A点坐标为(2l,0),B点坐标为(0,-l).求:(1)电场强度E(2)若小球从距A点高度为l的C点由静止释放,则打在y轴上的坐标如何?这时速度大小方向如何?23、如图所示,电荷量均为+q、质量分别为m、2m的小球A和B,中间连接质量不计的绝缘细绳,在竖直方向的匀强电场中以速度v0匀速上升,某时刻细绳断开,若忽略A、B间的静电力,求:(1)电场的场强(2)当B球速度为零时,A球的速度大小。24、(14分)如图所示,一示波管偏转电极的长度d=1.5cm,两极间电场是均匀的,E=1.2×104V/m,(E垂直于管轴),一个电子以v0=2.6×107m/s的初速度沿管轴射入,已知电子质量m=9.1×10-31kg,电荷量q=-1.6×10-19C.求:(1)电子穿出两极板的时间(2)电子经过电极后,发生的偏转量y.25、如图所示,在O点处放置一个正电荷。在过O点的竖直平面内的A点,自由释放一个带正电的小球,小球的质量为m、电荷量为q。小球落下的轨迹如图中虚线所示,它与以O为圆心、R为半径的圆(图中实线表示)相交于B、C两点,O、C在同一水平线上,∠BOC=30°,A距离OC的竖直高度为h。若小球通过B点的速度为v,则下列说法中正确的是()A.小球通过C点的速度大小是B.小球通过C点的速度大小是C.小球由A到C电场力做功是-mghD.小球由A到C机械能的损失是、A、B是电场中的同一条直线形电场线上的两点.若将一个带负电的点电荷从A点由静止释放,它在沿电场线从A向B运动过程中的速度图象如图所示.比较A、B两点的电势U和场强E,下列说法中正确的是A.UAUB,EAEBB.UAUB,EAEBC.UAUB,EAEBD.UAUB,EAEB27、如图所示,A、B、C为等量异种电荷产生的静电场中的三个等势面,已知三个等势面的电势关系为φAφBφC。一带电粒子进入此静电场后,沿实线轨迹运动,依次与三个等势面交于a、b、c、d、f五点。不计粒子重力,下列说法中正确的A.该带电粒子带负电B.粒子在ab段速率逐渐增大C.粒子在a点的速率大于在e点的速率D.a点的场强大小小于b点的场强大小28、某电场的分布如图所示,带箭头的实线为电场线,虚线为等势面.A、B、C三点的电场强度分别为EA、EB、EC,电势分别为、、,关于这三点的电场强度和电势的关系,以下判断正确的是A.EAEB,=B.EAEB,C.EA

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