2022年西藏高考物理总复习：电场

2022年西藏高考物理总复习：电场

1.如图所示，平行板电容器水平放置，两极板间距d。质量为m、电荷量为q的带电液滴

以速度vo从电容器左端沿两板间的中线水平射入电容器，液滴恰好做匀速直线运动。不

计空气阻力。

（1）求电容器两板间的电压Uo；

（2）己知电容器极板的长度L=voJ。现改变两板间的电压，让液滴仍以速度vo从左

端沿两板间的中线水平射入，液滴恰好从上极板右端飞离。求此时电容器两板间的电压

Uo

【分析】（1）液滴恰好做匀速直线运动时，受到的电场力和重力平衡，根据平衡条件，

结合电场强度与电势差的关系进行解答；

（2）改变两板间的电压，液滴在电场中做类平抛运动，由牛顿第二定律分位移公式相结

合求解。

【解答】解：（1）设电容器板间的电场强度大小为E。

液滴恰好做匀速直线运动时，受到的电场力和重力平衡，根据平衡条件可得：qE=mg

而电场强度：E*

解得:助=噜

（2）改变两板间的电压，液滴在电场中做类平抛运动，设液滴的加速度为a,液滴在电

容器中运动的时间为t。

则水平方向有L=vol

竖直方向有二=^at2

22

解得：a=g

设此时电容器板间的电场强度大小为E',由牛顿第二定律得

qEz-mg=ma

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联立解得u=

答：

(1)电容器两板间的电压Uo是‘史。

Q

(2)此时电容器两板间的电压U为网空。

q

【点评】解答本题的关键是弄清楚液滴的受力情况和运动情况，根据牛顿第二定律、平

衡条件结合类平抛运动的规律进行解答。

2.如图所示，柱形区域内有平行纸面的匀强电场，其横截面是以O为圆心、半径为R的圆，

AB为圆的直径。质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子自A点由静止释放，粒子从

圆周上的C点以速率vo穿出电场，AC与AB的夹角6=60°。若将该粒子从A点先后

以不同的速率平行纸面、垂直电场线方向射入电场，只考虑电场力的作用。

(1)求电场强度的大小；

(2)为使粒子从B点离开电场，粒子进入电场时的速度应是多大？

【分析】(1)带电粒子自A点由静止释放，初速度为零，粒子沿电场力方向做匀加速直

线运动，粒子由C点射出电场，电场线方向由A指向C.根据动能定理求电场强度的大

小。

(2)粒子从A点垂直电场线方向射入电场，粒子在电场中做类平抛运动，根据牛顿第二

定律和分位移公式分别列式，结合几何关系求解。

【解答】解：(1)由题意知在A点速度为零的粒子由C点射出电场，由于q>0,故电场

线方向由A指向C。

由几何关系得AC间距离：XAC=R

由动能定理得

qExAC=|THVQ—0

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2

联立解得E=舞

(2)粒子从A点垂直电场线方向射入电场，从B点离开电场，粒子在电场中做类平抛

运动，由牛顿第二定律和运动学公式得

垂直于电场方向，有x=2Rsin60°=vit

平行于电场方向，有y=2Rcos60°

根据牛顿第二定律得qE=ma

解得粒子进入电场时的速度Vi=坐火

答：

(1)电场强度的大小为?

2qR

_V3

(2)为使粒子从B点离开电场，粒子进入电场时的速度应是三气。

【点评】本题考查带电粒子在电场中偏转问题，要明确粒子的受力情况，确定其运动情

况，会熟练运用运动的分解法处理类平抛运动，结合几何知识帮助解答。

3.如图所示，区域I内有电场强度为E=2X1()4N/C、方向竖直向上的匀强电场；区域］I中

有一光滑绝缘圆弧轨道，轨道半径为R=2m,轨道在A点的切线与水平方向成60°角，

在B点的切线与竖直线CD垂直；在区域III有一宽为d=3m的有界匀强电场，电场强度

大小未知，方向水平向右。一质量为m=0.4kg、带电荷量为q=-2X10“c的小球(质

点)从左边界O点正上方的M点以速度vo=2m/s水平射入区域I,恰好从A点沿圆弧

轨道切线进入轨道且恰好不能从区域川中电场的右边界穿出，在电场中不计小球的重力,

但在区域H中不能忽略小球的重力，(g®10m/s2)求：

(1)OM的长L；

(2)小球从B点进入区域IH时的速度大小；

(3)区域III中电场的电场强度大小E，。

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【分析】（1）小球在区域I中做类平抛运动，结合A点的速度方向和初速度求出竖直分

速度，根据牛顿第二定律求出竖直方向上的加速度，结合速度-位移公式求出0M的长

L。

（2）根据动能定理求出小球从B点进入区域in时的速度大小。

（3）小球在区域in中水平方向上做匀减速运动，结合牛顿第二定律和速度位移公式求出

区域ni中电场的电场强度大小E'。

【解答】解：（1）小球在区域I中做类平抛运动，设小球在A点的速度为VA,竖直分速

度为Vy,则有：

VA=而旃=2vo=4m/s

vy=votan6O°—2V3m/s

由牛顿第二定律可得：a=挖皿=蒙+（）.4><叫而=20桢2

tnu.q

由匀变速直线运动的速度-位移公式得：vy2=2aL

解得：L=0.3m

R

（2）在区域H中，由A至B下降的高度为二，由A到B,根据动能定理得：

2

R1212

mg*-=-mvB-2mvA

解得：vB=3vo=6m/s

（3）在区域HI中，小球在水平方向做匀减速直线运动，到达右边界时水平速度刚好减为

零

由匀变速直线运动的速度位移公式得：VB2=2也d

m

解得:E'=1.2X104N/C

答：

(1)0M的长L为0.6m；

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(2)小球从B