高三限时训练21    电场小专题

一、单选

(    )1. A、B是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点,其速度-时间图像如图甲所示。则这一电场可能是图乙中的                                                    

(  )2. 一平行板电容器充电后,把电源断开,在保持正对面积不变时,将两极板绝缘地拉开一些距离,这时

(A)由于电容减小,两板间电场能减少      (B)由于电荷量不变,两板间电场能不变

(C)由于两板间电压变大,两板间电场强度增大 (D)两板间电场能增大

(   )3. 如图所示,相距为d的两平行金属板水平放置,开始开关S合上使平行板电容器带电.板间存在垂直纸面向里的匀强磁场.一个带电粒子恰能以水平速度v向右匀速通过两板间.在以下方法中,要使带电粒子仍能匀速通过两板,(不考虑带电粒子所受重力)正确的是   (  )

A.把两板间距离减小一倍,同时把粒子速率增加一倍

B.把两板的距离增大一倍,同时把板间的磁场增大一倍

C.把开关S断开,两板的距离增大一倍,同时把板间的磁场减小一倍

D.把开关S断开,两板的距离减小一倍,同时把粒子速率减小一倍

(   )4. 一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示,图中一组平行实线可能是电场线也可能是等势面,则以下说法正确的是

    A.无论图中的实线是电场线还是等势面,a点的场强都比b点的场强小

    B.无论图中的实线是电场线还是等势面,a点的电势都比b点的电势高

    C.无论图中的实线是电场线还是等势面,电子在a点的电势能都比在b点的电势能小

    D.如果实线是等势面电子在a点的速率一定大于在b点的速率

二、多选择

(  )5。如图所示,三条平行等距的虚线表示电场中的三个等势面,电势值分别为10V、20V、30V,实线是一带负电的粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹,对于轨迹上的a、b、c三点来说

A、粒子在三点的合力Fa=Fb=Fc;B、粒子必先过a,再到b,然后到c;

C、粒子在三点的动能大小为EKb>EKa>EKc;D、粒子在三点的电势能大小为EPc<EPa<EPb

6.如图所示,a、b是竖直方向上同一电场线上的两点,一带负电质点在a点由静止释放,到达b 点时速度最大。则不正确的是(       )

A.a点的电势高于b点的电势    B.a点的电场强度大于b点的电场强度

C.质点从a点运动到b点的过程中电势能增加

D.质点在a点受到的电场力小于在b点受到的电场力

(  )7.一个质量为m、电荷量为+q的小球以初速度v0水平抛出,在小球经过的竖直平面内,存在着若干个如图所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区,两区域相互间隔、竖直高度相等,电场区水平方向无限长,已知每一电场区的场强大小相等、方向均竖直向上,不计空气阻力,下列说法正确的是  A.小球在水平方向一直作匀速直线运动

B.若场强大小等于mg/q,则小球经过每一电场区的时间均相同

C.若场强大小等于2mg/q,则小球经过每一无电场区的时间均相同

D.无论场强大小如何,小球通过所有无电场区的时间均相同

三、计算

8.带等量异种电荷的两平行金属板相距L,板长H,竖直放置,x轴从极板中点O通过,如图所示。板间匀强电场的场强为E,且带正电的极板接地。将一质量为m、电量为+q的粒子(重力不计)从坐标为x0处释放。

 (1)试从牛顿第二定律出发,证明该带电粒子在极板间运动的过程中,电势能与动能总和保持不变。

(2)为使该粒子从负极板上方边缘的P点射出,须在x0处使该粒子获得竖直向上的初速度v0为多大?

 

 

 

9.静电喷漆技术具有效率高,浪费少,质量好,有利于工人健康等优点,其装置如图所示.A、B为两块平行金属板,间距d=0.40m,两板间有方向由B指向A,大小为E=1.0×103N/C的匀强电场.在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P,油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒,油漆微粒的初速度大小均为v02.0 m/s,质量m=5.0×1015kg、带电量为q=-2.0×1016C.微粒的重力和所受空气阻力均不计,油漆微粒最后都落在金属板B上.试求:

(1)微粒打在B板上的动能;

(2)微粒到达B板所需的最短时间;

(3)微粒最后落在B板上所形成的图形及面积的大小

             

 

 

 

10.如图所示,真空中水平放置的两个相同极板Y和Y'长为L,相距d,足够大的竖直屏与两板右侧相距b.在两板间加上可调偏转电压U,一束质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力)从两板左侧中点A以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出.

(1)证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点;(2)求两板间所加偏转电压U的范围;(3)求粒子可能到达屏上区域的长度.

 

 

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一、单选

1A2 D3A4D5 AD6ACD7AC

三、计算8.解:(1)在带电粒子运动方向上任取一点,设其坐标为,取接地极板为零势能点。将粒子从O点移到处电场力做正功,,即粒子在x处的电势能为,在处的电势能为

再由牛顿第二定律①,②,解得③,又④,⑤,,得⑥,即该带电粒子在极板间运动的过程中,电势能与动能总和保持不变,证毕。

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  (2)粒子在竖直向上射出后做类平抛运动。故竖直方向做匀速直线运动,到达P点时有⑦;水平方向做初速度为零的匀加速运动,有⑧,联立解得

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9.(1)据动能定理,电场力对每个微粒做功为   

微粒打在B板上时动能为

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(2)微粒初速度方向垂直于极板时,到达B板时间最短,到达B板时速度为vt  ,有

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            所以                                      

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(3)微粒落在B板上所形成的图形是圆形.              加速度                            

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  圆面积为              

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10. 1)设粒子在运动过程中的加速度大小为a,离开偏转电场时偏转距离为y,沿电场方向的速度为vy,偏转角为θ,其反向延长线通过O点,O点与板右端的水平距离为x,则有y=                         ①(1分)

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                              ②(1分)

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                      (1分)

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                   (1分)

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联立可得                       (1分)

即粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心.

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(2)           ③(1分)

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           ④

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由①②③④式解得                       (1分)

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时,                                     (1分)

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则两板间所加电压的范围  (1分)

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(3)当时,粒子在屏上侧向偏移的距离最大(设为y0),则

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                                                  (2分)

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                                                           (1分)

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解得                                      

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          则粒子可能到达屏上区域的长度为    (1分)

 

 

 

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