高中物理-8电磁学 1电场 4压轴题 (金华常青藤家教题库).docx

电场 压轴题1如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速度V1从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点，此时速度为V2（V2V1）。若小物体电荷量保持不变，OMON，则A小物体上升的最大高度为B从N到M的过程中，小物体的电势能逐渐减小C从M到N的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功D从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小2如图所示，实线表示某电场的电场线，过O点的虚线MN与电场线垂直，两个相同的带负电的粒子P、Q分别从A、B两点以相同的初速度开始运动，速度方向垂直于MN，且都能从MN左侧经过O点。设粒子P、Q在A、B两点的加速度大小分别为a1和a2，电势能分别为Ep1和Ep2，以过O点时的速度大小分别为v1和v2，到达O点经过的时间分别为t1和t2。粒子的重力不计，则（ ）Aa1a2 Bv1v2Ct1t2DEp11），到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点，求：（1）小滑块与水平面间的动摩擦因数；（2）Ob两点间的电势差Uob；（3）小滑块运动的总路程s。56（13分）如图所示，在竖直平面内有一平面直角坐标系xoy,第一、四象限内存在大小相等方向相反且平行于y轴的匀强电场。在第四象限内某点固定一个点电荷Q（假设该点电荷对第一象限内的电场无影响）。现有一质量为m=910-4kg，带电量为 q=310-12C的带电微粒从y轴上A 点（y=0.9cm）以初速度v0=0.8m/s垂直y轴射入第一象限经x轴上的B点进入第四象限做匀速圆周运动且轨迹与y轴相切（图中A、B及点电荷Q的位置均未标出）。不考虑以后的运动。（重力加速度g=10ms2，静电力常量k=9.0109Nm/C2、，、sin37=06，cos37=08）试求：（1）点电荷通过B的速度(要求画出带点微粒运动轨迹）（2）点电荷Q的电荷量 57两平行金属板A、B水平放置，一个质量为m=510-6kg 的带电微粒以v0=2m/s的水平速度从两板正中位置射入电场，如图所示，A、B 间距为d=4cm，板长L= 10cm. （g取10m/s2 ） （1）当A、B间电压UAB=1.0103V时，微粒恰好不发生偏转，求该微粒的电性和电荷量；（2）令B板接地，要使该微粒能穿过电场，求A板的电势。58如图所示，有一磁感强度B=9.110-4T的匀强磁场，C、D为垂直于磁场方向的同一平面内的两点，它们之间的距离L=0.05m，今有一电子在此磁场中运动，它经过C点的速度v的方向和磁场垂直，且与CD之间的夹角=30。（电子的质量m=9.110-31kg，电量e=1.610-19C）（1）若此电子在运动后来又经过D点，则它的速度应是多大？（2）电子从C点到D点所用的时间是多少？59（10分）如图所示电子射线管.阴极K发射电子，阳极P和阴极K间 加上电压后电子被加速。A、B是偏向板，使飞进的电子偏离.若已知P、K间所加电压UPK2.5103V，两极板长度L6.010-2m，板间距离d3.610-2m，所加电压UAB1000V，R310-2m， 电子质量me9.110-31kg，电子的电荷量e-1.610-19C。设从阴极出来的电子速度为0，不计重力。 试问：(1)电子通过阳极P板的速度0是多少? （2分）(2)电子通过偏转电极时具有动能Ek是多少?（3分）(3)电子过偏转电极后到达距离偏转电极R310-2m荧光屏上O点，此点偏离入射方向的距离y是多少?（5分）60如图甲所示，真空中相距为d=6cm的两块平行金属板A、B与某一电源（图中未画）连接，其中B板接地（电势为零），A板的电势随时间的变化规律如图乙所示（U0已知）。将一个质量m、电荷量q的带负电粒子从临B板处无初速度释放，不计粒子重力。求A板电势变化周期T（未知）为多大时，在T到T时刻内，任意时刻释放的该粒子，粒子都不能到达A板（粒子若运动到B板，将被吸附在B板不再运动）。61(12分)如图18所示，在xOy平面上第象限内有平行于y轴 的有界匀强电场，方向如图所示y轴上一点P的坐标为(0，y0)，有一电子以垂直于y轴的初速度v0从P点垂直射入电场中，当匀强电场的场强为E1时，电子从A点射出，A点坐标为(xA,0)，当场强为E2时，电子从B点射出，B点坐标为(xB,0)已知电子的电荷量为e，质量为m，不计电子的重力，E1、E2未知(1)求匀强电场的场强E1、E2之比； (2)若在第象限过Q点放一张垂直于xOy平面的感光胶片，Q点的坐标为(0，y0)，求感光胶片上曝光点的横坐标xA、xB之比62如图所示的装置,U1是加速电压,紧靠其右侧的是两块彼此平行的水平金属板.板长为l,两板间距离为d,一个质量为m、带电量为-q的粒子,经加速电压加速后沿金属板中心线水平射入两板中,若两水平金属板间加一电压U2,当上板为正时,带电粒子恰好能沿两板中心线射出;当下板为正时,带电粒子则射到下板上距板的左端1/4处,求:(1)为多少?(2)为使带电粒子经U1加速后,沿中心线射入两金属板,并能够从两板之间射出,两水平金属板所加电压U2应满足什么条件?63在光滑绝缘的水平面上,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B.A球的带电荷量为+2q,b球的带电荷量为-3q,组成一带电系统,如图所示,虚线MP为AB两球连线的垂直平分线,虚线 NQ与MP平行且相距4L.最初A和B分别静止于虚线MP的两侧,距MP的距离均为L,且A球距虚线 NQ的距离为3L.若视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MP NQ间加上水平向右的匀强电场E后,求:(1)B球刚进入电场时,带电系统的速度大小.(2)带电系统从开始运动到速度第一次为零所需时间以及B球电势能的变化量.64如图所示，直角坐标系xOy，X轴正方向沿着绝缘粗糙水平面向右，y轴正方向竖直向上。空间充满沿X轴负方向、的匀强电场。一个质量、电量的带正电的物块（可作为质点），从O点开始以v0=10.0m/s的初速度沿着X轴正方向做直线运动，物块与水平面间动摩擦因数=0.5，g=10m/s2。(1) 求带电物体在t=0.8s内通过的位移x(2) 若在0.8s末突然将匀强电场的方向变为沿y轴正方向，场强大小保持不变。求在01.0s内带电物体电势能的变化量。65在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy，x轴沿水平方向，如图甲所示。第二象限内有一水平向右的匀强电场，场强为E1。坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场，电场方向竖直向上，场强，匀强磁场方向垂直纸面。处在第三象限的某种发射装置（图中没有画出）竖直向上射出一个比荷的带正电的微粒（可视为质点），该微粒以v0=4m/s的速度从-x上的A点进入第二象限，并以v1=8m/s速度从+y上的C点沿水平方向进入第一象限。取微粒刚进入第一象限的时刻为0时刻，磁感应强度按图乙所示规律变化（以垂直纸面向外的磁场方向为正方向），g=10 m/s2.试求：T0/2T02T03T0/2B0-B0Ot/sB/T乙v0v1ACOyB0E1E2x甲D带电微粒运动到C点的纵坐标值h及电场强度E1；+x轴上有一点D，OD=OC，若带电微粒在通过C点后的运动过程中不再越过y轴，要使其恰能沿x轴正方向通过D点，求磁感应强度B0及其磁场的变化周期T0为多少？要使带电微粒通过C点后的运动过程中不再越过y轴，求交变磁场磁感应强度B0和变化周期T0的乘积B0 T0应满足的关系？ 66如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d =0.10m，a、b间的电场强度为E =3.0103 N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B =0.3T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m =2.410-13 kg、电荷量为q =4.010-8 C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0 =1.0104 m/s的初速度从A点水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处(图中未画出).求：（1）粒子到达P处时的速度大小和方向；（2）P、Q之间的距离L ；（3）粒子从A点运动到Q点所用的时间t .y67在水平光滑的绝缘桌面内建立如图所示的直角坐标系，第、象限有方向垂直桌面的匀强磁场第、象限有大小为E的匀强电场，方向与x轴成45。现把一个质量为m，电量为q的正电荷从坐标为(0，b)的M点处由静止释放，电荷以一定的速度第一次经x轴进入磁场区域。经过一段时间，从坐标原点O再次回到电场区域。求：（不计电荷的重力）MxOBE（1）电荷第一次经x轴进入磁场时的速度； （2）磁感应强度的大小；（3）粒子从M到O运动时间。68(15分)如图所示，在xoy坐标系内存在周期性变化的电场和磁场，电场沿y轴正方向，磁场垂直纸面(以向里为正)，电场和磁场的变化规律如图所示。一质量、电荷量的带电粒子，在t=0时刻以的速度从坐标原点沿x轴正向运动，不计粒子重力。求: (1)粒子在磁场中运动的周期; (2)时粒子的位置坐标; (3)时粒子的速度。69在动摩擦因数m0.2的粗糙绝缘足够长的水平滑漕中，长为2L的绝缘轻质细杆两端各连接一个质量均为m的带电小球A和B，如图为俯视图（槽两侧光滑）。A球的电荷量为2q，B球的电荷量为3q（均可视为质点，也不考虑两者间相互作用的库仑力）。现让A处于如图所示的有界匀强电场区域MPQN内，已知虚线MP恰位于细杆的中垂线，MP和NQ的距离为3L，匀强电场的场强大小为E1.2mg/q，方向水平向右。释放带电系统，让A、B从静止开始运动（忽略小球运动中所产生的磁场造成的影响）。求：（1）小球B第一次到达电场边界MP所用的时间；（2）小球A第一次离开电场边界NQ时的速度大小（3）带电系统运动过程中，B球电势能增加量的最大值。70如图所示的直角坐标系中，在，的区域有一对平行金属板M和N，其中N板位于轴上，M、N板加有如图所示电压，平行金属板右侧存在沿y轴负向与平行金属板等宽度的匀强电场，场强大小为E，在的区域存在垂直纸面的矩形有界磁场，其下边界和左边界分别与、轴重合。时刻一质量为，电量为的带电微粒沿着平金属板的轴线以初速度向右开始运动，恰从M板右边缘的P点沿轴正向进入平行金属板右侧电场，经过一段时间后以的速度经Q点进入磁场，Q点为与y轴的交点，再经磁场偏转带电微粒恰好从坐标原点沿轴负向返回电场，不计带电微粒的重力。求：（1）平行金属板M、N间的距离及右侧电场的宽度；（2）平行金属板上所加电压满足的条件；（3）矩形磁场区域的最小面积。71如图所示为示波管的示意图，竖直偏转电极的极板长l4.0 cm，两板间距离d1.0 cm，极板右端与荧光屏的距离L18 cm。由阴极发出的电子经电场加速后，以v=1.6107 m/s沿中心线进入竖直偏转电场。若电子由阴极逸出时的初速度、电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计，已知电子的电荷量e1.610-19 C，质量m0.9110-30 kg。（1）求加速电压U0的大小；（2）要使电子束不打在偏转电极的极板上，求加在竖直偏转电极上的电压应满足的条件；（3）在竖直偏转电极上加的交变电压，求电子打在荧光屏上亮线的长度。72如图所示，一对半径均为的金属板M、N圆心正对平行放置，两板距离为，N板中心镀有一层半径为的圆形锌金属薄膜，两板之间电压为，两板之间真空且可视为匀强电场。N板受到某种单色光照射后锌金属薄膜表面会发射出最大速率为，方向各异的电子，已知电子的电荷量为，质量为，每秒稳定发射个电子。电子在板间运动过程中无碰撞且不计电子的重力和电子间相互作用，电子到达M板全部被吸收。M板右侧串联的电流表可以测量到通过M板的电流。试求：R1R21（1）当取什么值时，始终为零；（2）当取什么值时，存在一个最大值，并求这个最大值；（3）请利用（1）（2）的结论定性画出随变化的图像。73如图甲所示，两块相同的平行金属板M、N正对着放置，相距为，板M、N上的小孔s1、s2与 O三点共线，s2O=R，连线s1O垂直于板M、N。以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。收集屏PQ上各点到O点的距离都为2R，两端点P、Q关于连线s1O对称，屏PQ所对的圆心角=120。质量为m、电荷量为e的质子连续不断地经s1进入M、N间的电场，接着通过s2进入磁场。质子重力及质子间的相互作用均不计，质子在s1处的速度看作零。U0OUMNtT2T3T乙+eBMNOPQ甲s2s1v0m若M、N间的电压UMN=+U时，求质子进入磁场时速度的大小。若M、N间接入如图乙所示的随时间t变化的电压（式中，周期T已知），且在质子通过板间电场区域的极短时间内板间电场视为恒定，则质子在哪些时刻自s1处进入板间，穿出磁场后均能打到收集屏PQ上？在上述问的情形下，当M、N间的电压不同时，质子从s1处到打在收集屏PQ上经历的时间t会不同，求t的最大值。74相距很近的平行板电容器，在两板中心各开有一个小孔，如图甲所示，靠近A板的小孔处有一电子枪，能够持续均匀地发射出电子，电子的初速度为v0 ，质量为m，电量为-e，在AB 两板之间加上图乙所示的交变电压，其中0 k 1，；紧靠B 板的偏转电场电压也等于U0 ，板长为L，两板间距为d，距偏转极板右端处垂直放置很大的荧光屏PQ。不计电子的重力和它们之间的相互作用，电子在电容器中的运动时间可以忽略不计。（1）在0T 时间内，荧光屏上有两个位置会发光，试求这两个发光点之间的距离。（结果用L、d 表示，第2 小题亦然）（2）只调整偏转电场极板的间距（仍以虚线为对称轴），要使荧光屏上只出现一个光点，极板间距应满足什么要求？（3）撤去偏转电场及荧光屏，当k 取恰当的数值，使在0T 时间内通过电容器B 板的所有电子，能在某一时刻形成均匀分布的一段电子束，求k 值。75如图甲所示，在xoy平面内加有空间分布均匀、大小随时间周期性变化的电场和磁场，变化规律如图乙所示（规定竖直向上为电场强度的正方向，垂直纸面向里为磁感应强度的正方向）。在t=0时刻，质量m、电荷量为q的带电粒子自坐标原点O处，以v0=2m/s的速度沿x轴正向水平射出。已知电场强度E0=、磁感应强度B0=，不计粒子重力。求：（1）t=1s末粒子速度的大小和方向；（2）1s2s内，粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期；（3）画出04s内粒子的运动轨迹示意图（要求：体现粒子的运动特点）；（4）（2n-1）s2ns（n=1，2，3，）内粒子运动至最高点的位置坐标。76有一带负电的小球，其带电量q=210-3C。如图所示，开始时静止在场强E=200 N/C的匀强电场中的P点,靠近电场极板B有一挡板S,小球与挡板S的距离h=5cm，与A板距离H=45 cm，重力作用不计。在电场力作用下小球向左运动，与挡板S相碰后电量减少到碰前的k倍,已知k=5/6 ,而碰后小球的速度大小不变. (1)设匀强电场中挡板S所在位置处电势为零,则电场中P点的电势为多少?小球在P点时的电势能为多少?(电势能用Ep表示)(2)小球从P点出发第一次回到最右端的过程中电场力对小球做了多少功?(3)小球经过多少次碰撞后,才能抵达A板?(取lg1.2=0.08)77(2009江苏淮安市二月四校联考)在足够大的绝缘光滑水平面上有一质量m1.0103kg、带电量q1.01010C的带正电的小球，静止在O点以O点为原点，在该水平面内建立直角坐标系xOy.在t00时突然加一沿x轴正方向、大小E12.0106V/m的匀强电场，使小球开始运动在t11.0s时，所加的电场突然变为沿y轴正方向、大小E22.0106V/m的匀强电场在t22.0s时所加电场又突然变为另一个匀强电场E3，使小球在此电场作用下在t34.0s时速度变为零求：(1)在t11.0s时小球的速度v1的大小；(2)在t22.0s时小球的位置坐标x2、y2；(3)匀强电场E3的大小；(4)请在如图所示的坐标系中绘出该小球在这4s内的运动轨迹78平行板电容大路两极板之间距离为在中央有一块带电网，网与正极板B之间的电势差为网与负极板A之间电势差的2倍，从板A与水平成角飞出一个带正电粒子，最高到达B板处，求粒子起飞到返回A上点之间的距离。（重力作用不计）79如左图所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m=0.2kg，带电量为的带正电的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数。从t=0时刻开始，空间加上一个如右图所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场，（取水平向右的方向为正方向，取10m/s2。）求：（1）23秒内小物块的位移大小；（2）23秒内电场力对小物块所做的功80（12分）如图所示，在虚线所示宽度范围内，用场强为的匀强电场可使初速度是的某种正离子偏转角.在同样宽度范围内，若改用方向垂直纸面向外的匀强磁场，使该离子穿过该区域，并使偏转角也为，（不计离子的重力）求：（1）匀强磁场的磁感应强度是多大？（2）离子穿过电场和磁场的时间之比是多大?81（19分）如图所示，在a、b两端有直流恒压电源，输出电压恒为Uab，R2=40，右端连接间距d=0.04m、板长l=10cm的两水平放置的平行金属板，板间电场视为匀强电场。闭合开关，将质量为m=1.610-6kg、带电量q=3.210-8C的微粒以初速度v0=0.5m/s沿两板中线水平射入板间。当滑动变阻器接入电路的阻值为15时，微粒恰好沿中线匀速运动，通过电动机的电流为0.5A。已知电动机内阻R1=2，取g=10m/s2。试问：（1）输出电压为Uab是多大？ （2）在上述条件下，电动机的输出功率和电源的输出功率？（3）为使微粒不打在金属板上，R2两端的电压应满足什么条件？