匀强电场_章节学习

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题型：简答题

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简答题

（2015秋•成都校级月考）如图所示，光滑绝缘，半径为R的半圆形轨道，固定在竖直面内，B、C的连线是水平直径．现有一带正电的小球（可视为质点）从B点正下方的A点以初速度v0=4向上抛出，A、B两点间距离为4R．从小球进入半圆形轨道的B点开始，整个空间中突然加上一个匀强电场，电场力在竖直方向上的分力大小与重力大小相等．小球沿轨道内侧运动，从C处脱离半圆形轨道后，其运动轨迹经过A点．在A点的右下方有一足够大的绝缘板D，D垂直于竖直面，且与水平面的夹角为450．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）小球经过C处时对轨道的压力？

（3）小球回到A点的同时，再对小球施加一个恒力F．若施加恒力后，保持板垂直于竖直面且与水平面的夹角不变，在A点右下方任意改变板的位置，小球都能垂直打在板上，求出所有满足条件的恒力？

正确答案

解：（1）从A到B，由动能定理：

（2）从B到C，由动能定理：

从C到A：

4R=vct

解得：Fx=mg

在C点，由牛顿第二定律：

解得：N=3mg

又由牛顿第三定律得：小球在C点对轨道的压力为：N‘=3mg

（3）小球再次到A的水平分速度：

α=450

沿速度和垂直于速度建立x'和y'轴，设恒力F与y'负半轴的夹角为β，且顺时针为正．-450≤β＜900

答：（1）小球到达B点的速度大小为

（2）小球经过C处时对轨道的压力3mg

（3）满足条件的恒力为，-450≤β＜900

解析

解：（1）从A到B，由动能定理：

（2）从B到C，由动能定理：

从C到A：

4R=vct

解得：Fx=mg

在C点，由牛顿第二定律：

解得：N=3mg

又由牛顿第三定律得：小球在C点对轨道的压力为：N‘=3mg

（3）小球再次到A的水平分速度：

α=450

沿速度和垂直于速度建立x'和y'轴，设恒力F与y'负半轴的夹角为β，且顺时针为正．-450≤β＜900

答：（1）小球到达B点的速度大小为

（2）小球经过C处时对轨道的压力3mg

（3）满足条件的恒力为，-450≤β＜900

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题型：简答题

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简答题

电子束焊接机中的电子枪如图所示，K为阴极，A为阳极，A上有一小孔．阴极发射的电子在阴极和阳极间的电场作用下聚集成一细束，以极高的速率穿过阳极板上的小孔．射到被焊接的金属上，使两块金属熔化而焊接在一起．已知φA-φK=2.5×104V，并设电子从阴极发射时的初速度为零．求：

（1）电子到达被焊接的金属时具有的动能（用电子伏表示）．

（2）电子射到金属上时的速率．

正确答案

解：（1）由动能定理得：eUAK=EK-0，

解得：EK=e×2.5×104V=2.5×104eV；

（2）电子的动能：EK=mv2，

电子速率：v==≈9.4×107m/s；

答：（1）电子到达被焊接的金属时具有的动能为：2.5×104eV．

（2）电子射到金属上时的速率为：9.4×107m/s．

解析

解：（1）由动能定理得：eUAK=EK-0，

解得：EK=e×2.5×104V=2.5×104eV；

（2）电子的动能：EK=mv2，

电子速率：v==≈9.4×107m/s；

答：（1）电子到达被焊接的金属时具有的动能为：2.5×104eV．

（2）电子射到金属上时的速率为：9.4×107m/s．

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题型：单选题

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单选题

（2015秋•深圳校级期中）在电场强度、电势、电势能、电场力共4个物理量中，哪些与检验电荷无关、仅由电场本身决定（　　）

A电场强度、电势

B电势、电势能

C电势能、电场力

D电场强度、电场力

正确答案

A

解析

解：电场强度和电势φ=分别从力和能量的角度来描述电场的，均是采用比值定义法定义的，它们的大小均与电量无关，由电场本身决定的，与检验电荷无关，而电势能EP=qφ和电场力F=qE均与电荷有关，故BCD错误，A正确．

故选：A

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题型：多选题

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多选题

如图，在点电荷Q形成的电场中有A、B、C三点，BC是以Q为圆心的一段圆弧．AB两点的电势差为10v，正点电荷q沿A→B→C移动，则（　　）

A点电荷Q带正电

B沿BC运动时电场力做正功

CB点的电场强度与C点的大小相等

Dq在A点时具有的电势能比在C点时的大

正确答案

C,D

解析

解：A、根据AB两点的电势差为10v，可知电场方向沿AB，可知Q为负电荷，故A错误；

B、BC为等势面，故沿BC运动时电场力不做功；

C、根据点电荷的电场强度公式，可知两点的电场强度大小相等，故C正确

D、根据AB两点的电势差为10v，且q为正电荷，故在A点时具有的电势能比在B点时的大，而BC 电势相等，故D正确

故选：CD

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题型：简答题

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简答题

（2015秋•周口期末）如图所示，一个系在丝线下端的带正电、可视为点电荷的小球B，静止在图示位置．若固定的带正电、可视为点电荷的小球A的电量为Q，B球的质量为m，电量为q，丝线偏向角为θ，A和B在同一水平线上，整个装置处在真空中．

（1）小球B所在位置的电场强度的大小为多少？方向如何？

（2）A、B两球之间的距离为多少？

正确答案

解：（1）取B球为研究对象，受到重力mg、电场力qE和绳中拉力T的作用．

根据平衡条件可知qE=mgtanθ，

解得，

方向：水平向右．

（2）根据库仑定律可知：，

将（1）式中

带入可得．

答：（1）小球B所在位置的电场强度的大小为得，方向水平向右．

（2）A、B两球之间的距离为得．

解析

解：（1）取B球为研究对象，受到重力mg、电场力qE和绳中拉力T的作用．

根据平衡条件可知qE=mgtanθ，

解得，

方向：水平向右．

（2）根据库仑定律可知：，

将（1）式中

带入可得．

答：（1）小球B所在位置的电场强度的大小为得，方向水平向右．

（2）A、B两球之间的距离为得．

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