高考总复习物理专题八专题资料包word版

曲一线2023版《5年高考3年模拟》B版第页专题八静电场一、选择题1.物理生活|(2022江苏无锡模拟)高压电线落地可能导致行人跨步触电,如图所示,设人的两脚M、N间最大跨步距离为d,电线触地点O流入大地的电流为I,大地的电阻率为ρ,O、N间的距离为R,电流在以O点为球心、半径为r的半球面上均匀分布,其电流密度为I2πr2,若电流密度乘以电阻率等于电场强度,该电场强度可以等效为把正点电荷Q放在真空中O点处产生的电场强度,A.越靠近O点,电势越低B.当两脚间的距离处于最大跨步时,跨步电压不可能为零C.等效点电荷Q的电荷量为ρI2πkD.若M、N、O在一条直线上,图中两脚M、N间的跨步电压等于ρId答案C高压电线落地在地面形成的电流场可以等效为把正点电荷Q放在真空中O点产生的静电场,所以越靠近O点,电势越高,A错误;当两脚位于同一等势线上时,即两脚到O点的距离相等时,跨步电压为零,B错误;根据题意有I2πr2ρ=kQr2,解得Q=ρI2πk,C正确;N处电流密度为I2πR2,由于M、N间的电场是非匀强电场,越靠近O点电场强度越大,则知M、N间的电场强度大于2.(2022山东淄博一模,6)如图甲所示,直线AB是电场中的一条电场线,沿与直线AB成θ=37°角的方向建立直线坐标轴Ox,令原点O处电势为零,则沿Ox坐标轴上各点的电势φ与x坐标关系如图乙所示,直线上P点坐标已标注在图中,下列说法正确的是()甲乙A.电场方向由B指向AB.电场方向沿x轴正方向C.原点O处场强大小为2.0×102V/mD.原点O处场强大小为1.6×102V/m答案C由图乙沿着x正方向电势逐渐降低可知,电场方向有A指向B,由于φ-x图像为直线,图像斜率代表场强,不变,故该电场为匀强电场,该电场的场强大小为E=φxcosθ=3.22×10-2×0.83.(2022山东潍坊二模,10)(多选)如图所示,正三棱柱的A点固定一个电荷量为+Q的点电荷,C点固定一个电荷量为-Q的点电荷,D、D'点分别为AC、A'C'边的中点,选无穷远处电势为0。下列说法中正确的是()A.B、B'、D、D'四点的电场强度相同B.将一正试探电荷从A'点移到C'点,其电势能减少C.将一负试探电荷沿直线从B点移到D点,电场力始终不做功D.若在A'点再固定一电荷量为+Q的点电荷,C'点再固定一个电荷量为-Q的点电荷,则D点的电势升高答案BC等量异种点电荷的电场线分布如图可知,B、B'、D、D'四点的电场强度方向相同,大小不同,故A错误;根据等量异种点电荷的电势分布可知,A'点的电势大于C'点的电势,根据Ep=qφ可知正电荷在A'点的电势能大于C'的电势能,将一正试探电荷从A'点移到C'点,其电势能减少,故B正确;由电场线的分布可知,面BB'D'D为等势面,则将一负试探电荷沿直线从B点移到D点,电场力始终不做功,故C正确;若在A'点再固定一电荷量为+Q的点电荷,C'点再固定一个电荷量为-Q的点电荷,面BB'D'D依然为一个等势面,电势不变依然为零,故D错误。4.(2022山东淄博二模,11)(多选)如图甲所示,粗糙、绝缘的水平地面上,一质量m=2kg的带负电小滑块(可视为质点)在x=1m处以v0=1.5m/s的初速度沿x轴正方向运动,滑块与地面间的动摩擦因数μ=0.05。整个区域存在沿水平方向的电场,滑块在不同位置所具有的电势能Ep如图乙所示,P点是图线最低点,虚线AB是图像在x=1m处的切线,取g=10m/s2,下列说法正确的是()甲乙A.x=3m处的电势最低B.滑块向右运动过程中,速度始终减小C.滑块运动至x=3m处时,速度大小为52D.滑块向右一定可以经过x=4m处的位置答案BC滑块在x=3m处电势能最小,因为滑块带负电,所以x=3m处的电势最高,故A错误。Ep-x图像斜率的绝对值表示滑块所受电场力的大小,所以滑块在x=1m处所受电场力大小为F1=1N,滑块所受滑动摩擦力大小为f=μmg=1N,在1~3m区间内,滑块所受电场力与滑动摩擦力方向相反,且不断减小,则滑块所受合外力方向与速度方向相反;在x=3m之后,滑块所受电场力与滑动摩擦力同向,且不断增大,则滑块所受合外力方向也与速度方向相反,综上所述可知滑块向右运动过程中,在x=1m处速度最大,速度始终减小,故B正确;滑块在x=1m处所具有的机械能为E1=Ep+Ek=2J+12×2×(1.5)2J=4.25J,在1~3m区间内,摩擦力做功使机械能减小,则有E3=E1-Wf=4.25J-1×2J=2.25J,滑块在x=3m处的电势能等于1J,故此刻动能为1.25J,根据动能表达式可得此刻的速度大小为52m/s,C正确。滑块在x=1m处的电势能与在x=4m处的电势能相等,根据能量守恒定律,若滑块能够经过x=4m处,则应满足12mv02≥fΔx,根据题中数据可知实际情况并不满足上式,所以滑块一定无法经过x=4m5.物理生活|(2022广东广州一模,9)(多选)如图所示,在干燥的冬天,手接触房间的金属门锁时,会有一种被电击的感觉,带负电的手在缓慢靠近门锁还未被电击的过程中,门锁()A.近手端感应出正电荷B.电势比手的电势低C.与手之间的场强逐渐增大D.与手之间的场强保持不变答案AC放电前手指靠近金属门锁的过程中,门锁在手的影响下,发生静电感应,近手端感应出正电荷,故A正确;门锁近手端带正电,手带负电,电场线由门锁近手端指向手,则门锁的电势比手的电势高,故B错误;随着手的靠近,二者间距逐渐减小,将门锁与手看成一个电容器,当两者距离减小时,根据C=εrS4πkd,E=Ud,C=QU,联立得E=4πkQεrS,由于异种电荷相互吸引易错警示由E=4πkQεrS知,电容器极板间的电场强度与电荷密度Q6.物理探索|(2022广东碧桂园学校3月模拟,6)如图甲为科技小组的同学们设计的一种静电除尘装置示意图,其主要结构为一长为L、宽为b、高为d的矩形通道,其前、后板使用绝缘材料,上、下板使用金属材料。图乙是该装置主要结构的截面图,上、下两板与输出电压可调的高压直流电源(内电阻可忽略不计)相连。质量为m、电荷量为-q的带负电尘埃无初速度地进入A、B两极板间的加速电场。尘埃被加速后进入矩形通道,当尘埃碰到下极板后其所带电荷被中和,同时尘埃被收集。尘埃的重力、空气阻力、尘埃间的作用力均忽略不计,下列判断正确的是()A.靠近上极板的尘埃更容易被吸附B.若只将矩形通道的电场方向反向,该除尘装置则无法正常工作C.仅增大A、B之间的加速电压,可以有效增大被吸附尘埃的比例D.仅增加板长L,有可能将所有的尘埃吸附到除尘装置中答案D由题图乙可知,下板带正电,上板带负电,板间电场方向向上,带负电的尘埃在极板间受到向下的电场力,落到下极板被中和收集,故靠近下极板的尘埃更容易被吸附,A错误;若只将矩形通道的电场方向反向,带负电的尘埃在极板间受到向上的电场力,落到上极板被中和收集,所以除尘装置仍能正常工作,B错误;仅增大A、B之间的加速电压,尘埃进入偏转电场的速度变大,尘埃在偏转电场中从右侧飞出电场所用时间变短,向下偏转的距离变小,使得更多的尘埃不会打到下极板,可以离开电场,故减小了被吸附尘埃的比例,C错误;仅增加板长L,使得原来从极板右侧飞出电场的尘埃在电场中的运动时间变长,从而向下偏转的距离也变大,当板长L增加到一定程度,从上极板左侧进入的尘埃都飞不出电场而打到下极板时,所有的尘埃都会被收集,故仅增加板长L,有可能将所有的尘埃吸附到除尘装置中,D正确。7.(2022衡阳一模,4)人体的细胞膜模型图如图a所示,由磷脂双分子层组成,双分子层之间存在电压(医学上称为膜电位),现研究某小块均匀的细胞膜,厚度为d,膜内的电场可看作匀强电场,简化模型如图b所示,初速度可视为零的一价正钠离子仅在电场力的作用下,从图中的A点运动到B点,下列说法正确的是()图a图bA.A点电势等于B点电势B.钠离子的电势能增大C.若膜电位不变,钠离子进入细胞内的速度变大D.若膜电位增加,钠离子进入细胞内的速度变大答案D初速度可视为零的一价正钠离子仅在电场力的作用下,从A点运动到B点,则电场线从A指向B,沿电场线方向电势降低,所以A点电势高于B点电势,A错误;钠离子运动过程中电场力做正功,所以钠离子的电势能减小,B错误;由动能定理可知qU=12mv2,若膜电位不变,即电压U不变,钠离子进入细胞内的速度不变,若膜电位增加即电压U增加,速度增大,C错误,D8.(2022株洲一模,6)如图,一带电的平行板电容器固定在绝缘底座上,底座置于光滑水平面上,一光滑绝缘轻杆左端固定在电容器的左极板上,并穿过右极板上的小孔,电容器极板连同底座总质量为2m,底座锁定在水平面上时,套在杆上质量为m的带电环以某一初速度由小孔进入电容器后,最远能到达距离右极板为d的位置。底座解除锁定后,将两极板间距离变为原来的2倍,其他条件不变,则带电环进入电容器后,最远能到达的位置距离右极板()A.12dB.d C.23dD.答案C设带电环所带电荷量为q,初速度为v0,底座锁定时电容器两极板间电场强度为E,则由功能关系有qEd=12mv02;底座解除锁定后,两极板间距离变为原来的2倍,极板间电场强度大小不变,电容器及底座在带电环作用下一起向左运动,当与带电环共速时,带电环到达进入电容器最远位置,整个过程满足动量守恒,则有mv0=3mv1,再由功能关系有qEd'=12mv02-12×3mv19.(2022河北一模,7)(多选)空间存在如图所示的静电场,a、b、c、d为电场中的四个点,则()A.a点的场强比b点的大B.d点的电势比c点的低C.质子在d点的电势能比在c点的小D.将电子从a点移动到b点,电场力做正功答案AD根据电场线的疏密程度表示电场强度的大小,可知a点的场强比b点的场强大,故A正确;根据沿着电场线方向电势不断降低,可知d点的电势比c点的电势高,故B错误;根据正电荷在电势越高的点,电势能越大,可知质子在d点的电势能比在c点的电势能大,故C错误;由图可知,a点的电势低于b点的电势,而负电荷在电势越低的点电势能越大,故电子在a点的电势能高于在b点的电势能,所以将电子从a点移动到b点,电势能减小,电场力做正功,故D正确。10.(2020滨海七校期末)(多选)如图甲所示,两个点电荷Q1、Q2固定在x轴上距离为L的两点,其中Q1带正电位于原点O,a、b是它们连线延长线上的两点,其中b点与O点相距3L。现有一带正电的粒子q以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用),设粒子在a、b两点时的速度分别为va、vb,其速度随坐标x变化的图像如图乙所示,则以下判断正确的是()A.Q2一定带负电B.b点的场强一定为零C.Q1与Q2电荷量的大小之比为4∶9D.a点的电势比b点的电势高答案AB在b点前做减速运动,b点后做加速运动,可见在b点的加速度为0,则b点场强为零,在b点受到两点电荷的电场力平衡,可知Q2带负电,且有kQ1q(3L)2=kQ2q(2L)2,Q1∶Q2=9∶4,故A、B正确,C错误;该电荷从a点到b点做减速运动,动能减小,且该电荷为正电荷,电场力做负功11.(2022南开二模,5)如图所示,虚线表示某点电荷Q所激发电场的等势面,已知a、b两点在同一等势面上,c、d两点在另一个等势面上。甲、乙两个带电粒子以相同的速率,从同一点a沿不同的方向射入电场,在电场中甲、乙分别沿曲线acb、adb运动到点b。则()A.甲、乙两粒子所带的电荷电性相同B.甲粒子经过c点时的速率大于乙粒子经过d点的速率C.两个粒子的电势能都是先减小后增大D.经过b点时,两粒子的动能一定相等答案B由轨迹看出,甲受引力,乙受斥力,甲、乙所带的电荷电性不同,故A错误;电场力先对甲做正功,先对乙做负功,故B正确;甲粒子电势能先减小后增大,乙粒子电势能先增大后减小,故C错误;到b点时,电场力对两粒子做功都为零,但动能不一定相等,因为质量不一定相等,故D错误。12.(2022北京东城一模,13)“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。电子偏转器的简化剖面结构如图所示,A、B表示两个同心半圆金属板,两板间存在偏转电场,板A、B的电势分别为φA、φB。电子从偏转器左端的中央M进入,经过偏转电场后到达右端的探测板N。动能不同的电子在偏转电场的作用下到达板N的不同位置,初动能为Ek0的电子沿电势为φC的等势面C(图中虚线)做匀速圆周运动到达板N的正中间。动能为Ek1、Ek2的电子在偏转电场作用下分别到达板N的左边缘和右边缘,动能改变量分别为ΔEk左和ΔEk右。忽略电场的边缘效应及电子之间的相互影响。下列判断正确的是()A.偏转电场是匀强电场B.φA>φBC.Ek1>Ek2D.|ΔEk左|>|ΔEk右|答案D初动能为Ek0的电子在电场内做匀速圆周运动,电场力提供向心力,故电场的方向是沿半径背离圆心的,偏转电场不是匀强电场,A错;沿电场线方向电势降低,故φA<φB,B错;设初动能为Ek0的电子速度为v0,Ek0=12mv02,则有eE=mv02R,电子打在N左端,说明电子做向心运动,mv1R<eE,则v1<v0,Ek1<Ek0;反之电子打在N右端,Ek2>Ek0,即Ek1<Ek2,C错;根据电场线特点,等势面B、C间的场强大于C、A之间的场强,考虑到等势面距离相等,有|φB-φC|>|φA-φC|,UBC>UAC,根据动能定理有ΔEk=eU,即思路点拨本题考查电子在放射场中的运动与电场力做功,抓住电场力提供向心力这一条件列式解答。13.(2022北京朝阳一模,4)如图所示为某种静电推进装置的原理图,发射极与吸极接在高压电源两端,两极间产生强电场,虚线为等势面,在强电场作用下,一带电液滴从发射极加速飞向吸极,a、b是其路径上的两点,a、b两点的电场强度分别为Ea、Eb,电势分别为φa、φb。下列说法正确的是()A.Ea>Eb,φa>φbB.Ea<Eb,φa>φbC.Ea>Eb,φa<φbD.Ea<Eb,φa<φb答案A发射极与高压电源正极相连,吸极与负极相连,因此电场线由发射极指向吸极,沿电场线方向电势降低,因此φa>φb。由于等势面密的地方电场线也密集,电场强度大,因此Ea>Eb,选A项。14.物理生活|(2022浙江上虞中学模拟,8)在一次科学晚会上,一位老师表演了一个“魔术”:如图所示,一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐(金属)片,把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香,很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。则下列说法错误的是()A.锯条和金属片之间为匀强电场B.锯条尖端附近的电场强度最大C.若锯条接电源负极,金属片接正极,当摇动起电机时,烟雾会向金属片移动D.当把起电机一摇动,顿时塑料瓶清澈透明,当起电机停止摇动一段时间后,又会烟雾缭绕答案A由于锯条和金属片形状不同,面积不等,且锯条上电荷分布不均匀,则锯条和金属片之间的电场不是匀强电场,故A错误;由于锯条上尖端部分比较多,聚集的电荷最多,则电场强度最大,故B正确;起电机产生高电压使锯条和金属片之间的电场将空气中的分子电离,电离出来的电子被烟尘颗粒吸附,俘获电子的烟尘颗粒带负电,容易被带正电的金属片吸引,故烟雾会向金属片移动,故C正确;当把起电机一摇动,锯条和金属片之间形成电场,电离空气中的分子,烟尘颗粒吸附电子后被带正电的金属片(或锯条)吸引,从而使塑料瓶清澈透明,当起电机停止摇动一段时间后,锯条和金属片上的电荷被中和,电场消失,则瓶中又会烟雾缭绕,故D正确。15.物理科技|(2022江苏无锡一中月考,2)“超级电容器”由于电极中加入了表面积非常大的石墨烯,所以具备超大的容量。相对于普通电容器,“超级电容器”()A.极板电荷量较大B.极板间的电场强度较大C.单位电压容纳的电荷量较大D.带相同电荷量时电压较大答案C由于超级电容器具备超大的容量,即单位电压容纳的电荷量较大,也就是电容C较大,故带相同电荷量时电压较小,C正确,D错误;电容器的容纳能力较大,并不代表实际使用中极板电荷量较大、场强较大,也有可能极板电荷量很小,场强很小,A、B错误。16.物理生活|(2022江苏镇江月考,5)如图所示为某汽车上的电容式加速度传感器的俯视图。金属块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧,弹簧与电容器固定在外框上,金属块可带动电介质相对于外框无摩擦左右移动,电容器与恒压电源连接,并串联计算机的信号采集器。当汽车向右做加速度增大的加速运动时,电介质相对于外框向左移动,则电容器()A.电容变小B.极板间的电压变大C.极板间的电场强度不变D.极板间的电场强度变小答案C因为电介质相对于外框向左移动,根据C=εrS4πkd,可知电容器电容变大,选项A错误;电容器极板与电源连接,则两板间的电压不变,选项B错误;根据E=Ud,两板电压和间距都不变,则场强不变17.物理生活|(2022江苏扬州八校联考,6)如图甲所示为可变电容器,图乙为其简化模型,即两个完全相同的半圆形的平行金属板接在电路中,开始两金属板正对。闭合开关S,将上侧金属板转过60°,同时将两板之间的距离增大到原来的32;调节前、后将同一重力不计的正粒子由下侧极板无初速释放,释放位置都在两极板正对面内。假设两极板正对面之间的电场始终为匀强电场,则调整前后(甲乙A.两极板间的电场强度之比为2∶3B.平行板电容器的电容之比为9∶4C.电容器所带的电荷量之比为3∶2D.粒子在极板间运动的时间之比为3∶2答案B由于电容器的两极板与固定的电源相连接,则调整前后两极板之间的电压不变,由公式E=Ud可知,调整前、后两极板间的电场强度之比为3∶2,故A错误;由平行板电容器电容决定式C=εrS4πkd,可知C1C2=S1S2·d2d1=32×32=94,故B正确;由公式Q=CU可知Q1Q2=C1C2=94,故C错误;粒子由静止从下侧极板运动到上侧极板的过程中,由动能定理有18.物理科技|(2022江苏南京六校联考,10)富兰克林为研究雷电现象,设计了如图所示的装置,避雷针线路与接地线分开,并在分开处装上帽形的金属钟A与B,两钟之间以丝线悬挂一个金属小球C,A钟下方用导线连接两个很轻的金属小球形成验电器D,避雷针上空附近的云不带电时,三个金属小球均静止下垂。若带负电的云接近避雷针顶端时,则()A.避雷针顶端带负电B.接地线上有正电荷流入大地C.验电器D上的两个金属小球最后会下垂并相互接触D.金属小球C会在A与B之间摆动,不断来回撞击A与B答案D根据异种电荷相互吸引、同种电荷相互排斥,可知若带负电的云接近避雷针顶端时,避雷针顶端带正电,故A错误;金属内的正电荷不会移动,故B错误;由上述分析可知,验电器D下端应带负电,小球C在验电器D下端的吸引下撞击A,然后和A带同种电荷,即带负电,然后相互排斥,和B接触,此时电子通过B导入大地,然后C不带电,如此反复,验电器下端两小球始终带负电,所以两小球相互排斥,故D正确,C错误。审题指导带负电的云“接近”避雷针顶端,由于静电感应,使避雷针顶端带正电、下端带负电;要注意区分“接近”与“接触”的差别,“接近”发生的是感应起电现象,而“接触”就是接触带电现象,若接触,则避雷针上只带负电荷。二、非选择题19.物理探索|(2022浙江宁波二模)如图所示,在竖直平面内,某一游戏轨道由直轨道AB、光滑圆弧细管道BCD和光滑圆弧轨道DE平滑连接组成,两段圆弧半径相等,R=0.5m,B、D等高,图中θ角均为37°,AB与圆弧相切,AM水平。直轨道AB上方有与AB平行的匀强电场,电场强度E=108N/C,且电场只分布在AB上方。直轨道AB底端装有弹射系统(弹簧长度很短,长度和质量不计,可以认为滑块从A点射出),具有初始弹性势能Ep=2.5J。某次弹射系统将尺寸略小于管道内径的带正电的滑块弹出,冲上直轨道AB,直轨道AB上铺有特殊材料,使滑块与轨道AB间的动摩擦因数μ大小可调。滑块进入光滑圆轨道后,最后能在E点与弹性挡板相互作用后以等速率弹回。已知滑块的质量为m=0.1kg,带电荷量为q=+8.0×10-9C,B点的高度h=1.8m,整个过程中滑块可视为质点,所带电荷量保持不变,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。(1)若调节AB上的特殊材料,使其变为光滑,求滑块在最高点C点时对轨道的作用力;(2)现调节滑块与AB间的动摩擦因数μ,求滑块首次到达E点时的速率vE与μ之间的关系式;(3)若滑块与弹性挡板相碰后最终能静止在轨道AB的中点,求动摩擦因数μ。答案见解析解析(1)由几何关系得l=hsinθ=3由A点到C点,由动能定理:Ep+Eql-mgh-mgR(1-cosθ)=12m在C点,根据牛顿第二定律:FN+mg=mv解得FN=11N根据牛顿第三定律知滑块对轨道的作用力FN'=FN=11N,方向竖直向上(2)由A点到E点,根据动能定理:Ep+Eql-mgh+mgR(1-cosθ)-μmgcosθ·l=12m解得vE=64-48考虑到滑块需先过C点:Ep+Eql-mgh-mgR(1-cosθ)-μmgcosθ·l≥0则μ≤5所以vE=64-48μm/s(μ(3)滑块经多次碰撞,最终在轨道AB中点速度减为0,由动能定理可得Ep+12Eql-mgh2-μmgcosθ·其中n=0,1,2,3,…解得μ=73(2n+3),要让滑块在中点能停住:Eq-mgsinθ≤μmgcosθ所以μ≥1因此,只有n=0,1,2,3时满足条件,所以动摩擦因数μ只能取79,715,13,720.物理探索|(2022广东江门调研,13)某实验小组想测量元电荷的大小。装置如图所示,在真空容器中有正对的两平行金属板A和B,两板与外部电路连接,两板间相距d=0.3m。外部电路电源电动势ε=300V,内阻r=1.0Ω,保护电阻R0=19.0Ω,电阻箱的阻值R可调。实验时,电键S1闭合、S2断开时,小组通过显微镜发现容器中有一个小油滴正好在两板中间处于静止状态,该油滴质量为m=3.2×10-13kg,取g=10m/s2,求:(1)该油滴带电性质及所带电荷量q;(2)调节电阻箱R=20.0Ω,闭合电键S2,油滴将加速下落,求油滴下落到B板的时间t(结果可以保留根号)。答案(1)负电3.2×10-15C(2)610解析(1)电键S1闭合、S2断开时,UAB=ε=300V该油滴处于静止状态,受力平衡,Eq=mg,E=U解得q=3.2×10-15C由于电场方向竖直向下,油滴所受电场力竖直向上,故该油滴带负电(2)闭合电键S2,电容器与R并联,因此UAB'=UR根据闭合电路欧姆定律ε=I(R+R0+r)UR=IR电场强度E'=U根据牛顿第二定律得mg-E'q=ma油滴下落到B板,由运动学公式得d2=12联立解得t=61021.(2022湖南新高考物理精创预测卷,14)在纳米薄膜制备时,利用高频电场使惰性气体发生电离,产生辉光放电,电离产生的正离子和电子高速轰击靶材,使靶材上的原子或分子溅射出来,然后沉积到基板上形成薄膜。如图甲所示,装置的工作电极可简化为真空中间距为d的两平行极板,加在极板A、B间的电压UAB周期性变化,其正向电压为U0,反向电压为-34U0,电压变化的周期为2t0,如图乙所示。在t=0时,极板B附近有质量为m、电荷量为e的一群电子,在电场作用下由静止开始运动,在第一个周期内未碰到极板A,不计电子的重力。求(1)电子在0~2t0时间内的位移大小;(2)若电子在20t0时恰好碰到极板A,则两极板间的距离d与e、m和U0的关系;(3)若电子在n个周期结束的时刻打到极板A上,且形成的薄膜厚度与电子到达极板的动能成正比,比例系数为k,则在基板上形成薄膜的厚度Δd与n、k的关系。甲乙答案(1)9eU08mdt02(2)d=3解析(1)电子在0~t0时间内做匀加速运动,有a1=ex1=12a1t0在t0~2t0时间内做匀减速运动,有a2=3初速度的大小v1=a1t0电子在这段时间内的位移大小x2=v1t0-12a2t00~2t0时间内电子的