电场中综合题讲汇总.docx
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电场中综合题讲汇总.docx
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电场中综合题讲汇总
电场综合题(电场中的平衡和运动问题)
1、如下图所示,在一个范围较大的匀强电场中,用长为L绝缘丝线将质量为m带电小球系于电场
中固定点0处,当小球静止于A时,悬线与竖直方向夹角0=45°。
将小球拉到B时,使线刚水平伸直,然后自由释放小球。
求:
(1)小球运动到最低点处的时间;
(2)小球运动到A位置时的动能
2、(10分)如图所示,质量为0.2Kg的物体带电量为+4X10-4C,从半径为1.0m的光滑的1/4圆弧的绝缘滑轨上端静止下滑到底端,然后继续沿水平面滑动。
物体与水平面间的滑动摩擦系数为0.4,整个装置处于E=103N/C水平向左的匀强电场中,求
(1物体滑到A点时的速度
(2物体在水平面上滑行的最大距离
3、在水平方向的匀强电场中,一根丝线悬挂着质量为1g的带电小球,静止在竖直偏左30°的OA
位置,如图所示•设法把小球提到B点使线水平伸直,然后由静止释放,让小球绕O点摆动•求:
(1)小球摆到最低点时线上的拉力;
(2)小球摆过最低点时,还能向右摆动的角度为多大?
(g=10m/一「)
4、如图所示,在距地面一定高度的地方以初速度:
向右水平抛岀一个质量为m带负电,带电量
为Q的小球,小球的落地点与抛出点之间有一段相应的水平距离(水平射程),求:
2倍,求此电场的场
(1)若在空间加上一竖直方向的匀强电场,使小球的水平射程增加为原来的强的大小和方向;
(2)若除加上上述匀强电场外,再加上一个与一方向垂直的水平匀强磁场,使小球抛岀后恰
好做匀速直线运动,求此匀强磁场的磁感应强度的大小和方向。
(1)小球带何种电荷,电荷量是多少?
6、如图所示,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC
平滑连接,圆弧的半径R=0.40m。
在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E
=1.0x104N/C。
现有一质量m=0.10kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s=
1.0m的位置,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速
度恰好为零。
已知带电体所带电荷q=8.0x10-5C,取10g=10m/s,求:
AB
(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小;
(2)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小;
(3)带电体沿圆弧形轨道运动过程中,电场力和摩擦力带电体所做的功各是多少。
7、如图所示,在E=103V/m的水平匀强电场中,有一光滑的半圆形绝缘轨道OPN与一水平绝缘轨
道MN连接,半圆形轨道平面与电场线平行,P为ON圆弧的中点,其半径R=40cm。
一带正电q=10-
4C的小滑块质量m=10g,与水平轨道间的动摩擦因数卩=0.2,取g=10m/s2;求:
(1)小滑块恰能运动到圆轨道的最高点0时,滑块应在水
平轨道上离N点多远处释放?
(2)这样释放的滑块通过P点时对轨道的压力是多大
8、如图所示,质量为m,电荷量为+q的小球从距地面一定高度的0点,以初速度v0沿着水平方向
抛岀,已知在小球运动的区域里,存在着一个与小球的初速度方向相反的匀强电场,如果测得小球落地时的速度方向恰好是竖直向下的,且已知小球飞行的水平距离为L,求:
(l)电场强度E为多大?
(2)小球落地点A与抛岀点0之间的电势差为多大?
(3)小球落地时的动能为多大?
9、如图所示,BC是半径为R的圆弧形的光滑且绝缘的轨道,位于竖直平面内,其下端与水平绝
缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度为E.现有一质量为m带正
电q的小滑块(可视为质点),从C点由静止释放,滑到水平轨道上的A点时速度减为零。
若已知
滑块与水平轨道间的动摩擦因数为J,求:
(1)滑块通过B点时的速度大小;
(2)滑块经过圆弧轨道的B点时,所受轨道支持力的大小;
(3)水平轨道上A、B两点之间的距离
10、如图所示,ABCD为表示竖立放在场强E=104v/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道
的BCD部分是半径为R的半圆环,轨道的水平部分与半圆环相切,A为水平轨道的一点,而且
-lv.;.,把一质量m=100g,带电量q=10—4C的小球放在水平轨道的A点上面由静止
开始释放后,在轨道内侧运动(g=10m/s2)求:
(1)它到达C点的速度多大?
(2)它到达C点时对轨道的压力是多大?
(3)小球所能获得的最大的动能是多少?
11、如图所示,在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑离心轨道,一个带负电的小球从斜轨道上
的A点由静止释放,沿轨道滑下,已知小球的质量为,电量为/,匀强电场的场强大小为E,
斜轨道的倾角为a(小球的重力大于所受的电场力)。
(1)求小球沿斜轨道下滑的加速度的大小;
(2)若使小球通过圆轨道顶端的B点时不落下来,求A点距水平地面的高度h至少应为多大?
(3)若小球从斜轨道h=5R处由静止释放。
假设其能够通过B点,求在此过程中小球机械能的改
变量。
12、如图所示,在竖直平面内建立xOy直角坐标系,Oy表示竖直向上的方向,已知该平面内存在
沿x轴负方向的区域足够大的匀强电场,现有一个质量为0.5kg,带电荷量为2.5X10—4C的小球
(1)指岀小球带何种电荷;
(2)求匀强电场的电场强度大小;
14、如图所示,一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN竖直固定在场强为E=1.0X105N/C、与
水平方向成0=30°角的倾斜向上的匀强电场中。
杆的下端M固定一个带电小球A,电荷量Q=
+4.5X10-6C;另一带电小球B穿在杆上可自由滑动,电荷量q=+1.0X10一6C,质量m=
1.0X10一2kg。
现将小球B从杆的上端N静止释放,小球B开始运动。
(静电力常量k=
9.0X109N?
m2/C2,取g=10m/s2)
⑴小球B开始运动时的加速度为多大?
⑵小球B的速度最大时,距M端的高度h1为多大?
⑶小球B从N端运动到距M端的高度h2=0.61m时,速度为v=1.0m/s,求此过程中小球B的电
势能改变了多少?
15、如图所示,空间存在着强度E=2.5X102N/C方向竖直向上的匀强电场,在电场内一长为
L=0.5m的绝缘细线,一端固定在0点,一端拴着质量m=0.5kg、电荷量q=4X10—2C的小球.现将
细线拉直到水平位置,使小球由静止释放,当小球运动最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受
的最大值而断裂.取g=10m/s2.求:
(1)小球的电性;
(2)细线能承受的最大拉力;
(3)当小球继续运动后与0点水平方向距离为L时,小球距0点的高度.
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16、在电场强度大小为E的水平匀强电场中的A点,有一个质量为m带电量为+Q的小球,若将小球以初速度v逆着电场方向水平抛岀(已知重力加速度为g),求:
(1)小球经多长时间运动到A点的正下方?
(2)小球经过A点正下方时离A点的距离为多大?
(3)小球经过A点正下方时的速度大小多大?
17、如图所示,在竖直平面内的直角坐标系xoy中,第W象限内存在沿x员负方向的匀强电场.一
质量为m电量为q的带正电小球从x轴上的A点由静止释放,打在y轴上的B点.已知A点坐标为(2l,0),B点坐标为(0,—l).求:
(1)电场强度E
(2)若小球从距A点高度为丨的C点由静止释放,则打在y轴上的坐标如何?
这时速度大小方向如何?
(3)小球在h高度处的动能多大?
21、如图所示,一根长L=15m的光滑绝缘细直杆MN,竖直固定在场强为E=1.0X105N/方向成0=30°角的倾斜向上的匀强电场中。
杆的下端M固定一个带电小球A,电荷量
X10—6C;另一带电小球B穿在杆上可自由滑动,电荷量q=+1.0X10—6C,质量
C与水平
Q=+4.5
m=1.0X10—2kg。
现将小球B从杆的上端N静止释放,小球B开始运动。
(静电力常量
(2小球B的速度最大时,距M端的高度hl为多大?
(3小球B从N端运动到距M端的高度h2=0.61m时,速度为V=1.Om/s,求此过程中小球B的
电势能改变了多少?
22、如图所示,光滑水平面上放有用绝缘材料制成的“L”型滑板,其质量为M,平面部分的上表
面光滑且足够长。
在距滑板的A端为丨的B处放置一个质量为m带电荷时为+q的物体C(可视为
质点),在水平的均强电场作用下,由静止开始运动。
已知:
M=3m电场强度为E。
假设物体C在
运动及与滑板A端相碰过程中电荷量不变。
(1)求物体C第一次与滑板A端相碰前瞬间的速度大小。
(2)若物体C与滑板A端相碰的时间极短,而且碰后弹回的速度大小是碰前速度大小
的:
,求滑板被碰后的速度大小。
(3)求物体C从开始运动到与滑板A第二次碰撞这段时间内,电场力对小物体
C做的功。
球。
现加一水平方向的匀强电场使小球由A点运动到B点,电场力做功为W=0.2J,已知AB两
点间距离为L=0.1m,电势差为I一"
24、如图所示,电荷量均为+q、质量分别为m和2m的小球A和B,中间连接质量不计的细绳,在竖直方向的匀强电场中以速度v0匀速上升,某时刻细绳断开。
求:
(3)
当B球速度为零时,A球的速度大小?
自绳断开至B球速度为零的过程中,两球组成系统的机械能增量为多少?
25、如图所示,一带电为一:
、质量为..的小球,从距地面高':
处以一定的初速度水平抛岀,在距h
-。
为了使小球能无碰
1)小球的初速度[的
(3)小球落地时的动能。
27、如图所示,一根光滑的绝缘直杆与水平面成;二叽角倾斜放置,其BC部分在水平向右的匀强电场中,电场强度■-III'',在细杆上套一个电量\'----,带负电的小
球,其质量为/-,今使小球从静止起沿杆下滑,从b点进入电场,已知
■-1■”£,试问:
(1小球进入电场后能滑行多远?
(2)小球从A滑至最远处的时间是
多少?
(2)在第
(1)问的条件下,小物块通过B点的动能是多少
为L,AB连线与水平方向成0夹角,求:
么?
(1)匀强电场的电场强度E=?
(2)•丄(3)小球从A运动到B过程中机械能变化量。
30、如图所示,a粒子从A点以V0的速度沿垂直电场线方向的直线AO方向射入电场,由B点飞岀
匀强电场时速度方向与AO方向成4亍°。
已知a粒子质量为m电荷量为2e。
求OB两点间电势差。
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