江苏省淮安中学高三物理第一轮复习电场综合问题选编.doc

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1、2020年江苏省淮安中学第一轮复习电场综合问题选编1.如图所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板；a板接地；P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连，Q板接地。开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度a。在以下方法中，能使悬线的偏角a变大的是A.缩小a、b间的距离B.加大a、b间的距离C.取出a、b两极板间的电介质D.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质答案：BC2.(2020重庆)飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的

2、荷质比q/m.如题24图1,带正电的离子经电压为U的电场加速后进入长度为L的真空管AB,可测得离子飞越AB所用时间11.改进以上方法，如图24图2,让离子飞越AB后进入场强为E(方向如图)的匀强电场区域BC,在电场的作用下离子返回B端，此时，测得离子从A出发后飞行的总时间t2,(不计离子重力)(1)忽略离子源中离子的初速度，①用tι计算荷质比；②用t2计算荷质比.(2)离子源中相同荷质比离子的初速度不尽相同，设两个荷质比都为q/m的离子在A端的速度分别为V和V'(v≠v'),在改进后的方法中，它们飞行

3、的总时间通常不同，存在时间差Δt.通过调节电场E使Δt=0.求此时E的大小.解：(1)①设离子带电量为q，质量为m经电场加速后的速度为V，则qU12mv离子飞越真空管，AB做匀速直线运动，则：L=m(2)■厶由(1)、(2)两式得离子荷质比q―2(3)m2Utι2②离子在匀强电场区域BC中做往返运动，设加速度为a,则qE=ma(4)L2=—2v(5)Va由(1)、(4)、(5)式得离子荷质比2■—2q14UIfqL2.2U1(6)(10)(11)I口或m2UEt；m,2UEL2IL2vL2vL-^qE

4、(7)l'=+(8)nmVmL2mΔt=t-t'=(VV)(9)VVqE要使Δt:=0，则须L2m0VVqE(2)两离子初速度分别为v、v',则所以E=2mVVqL3、(2020重庆)如图，Xoy坐标系中，在y>0的空间内，存在沿y轴负方向场强y/mE为4×103V∕m的匀强电场；在y

5、在y方向的运动周期；⑵带电粒子在一个周期内沿X轴方向的位移。解：⑴沿电场方向，由FmaqE…①得在y>0区域粒子的加速度大小a14106m∕s2②在y<0区域粒子的加速度大小a22106m∕s2③1由yat2，得粒子到达X轴时间tι0.5103S……④2由V=at1,粒子到达X轴时沿y轴方向的速度为W2103m∕s⑤粒子进y<0区域后沿y轴方向速度减到零需时间t2也,得a2t21103S⑥所以，粒子在电场中运动的周期T2（t1t2）3103S⑦⑵粒子沿X轴方向做匀速运动，由XVt⑧得一个周期内粒子沿X

6、轴方向的位移Xv°T3m⑨4、（2020四川）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=1.0×105N∕C与水平方向成θ=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=+4.5×10-6C;另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q=+1.0×10-6C,质量m=1.0×10-2kg。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=9.0×109N∙m∕C2,取g=l0m/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

7、，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=0.6lm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？解：（1）开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得mgkqEsinma①解得kQqqEsinWag2②Lmm代入数据解得：a=3.2m/s2③⑵小球B速度最大时合力为零，即kQqqEsinmg④h2kQq解得hi∖mgqEsin⑤代入数据解得hι=0.9m(3)小球B从开始运动到速度为V的过程中，设重力做功为仑力做功为W,根据

8、动能定理有W-W2W3-mv2⑧W2=-qE(L-h2)sinθW,电场力做功为W,库W=mg(L-h2)1解得W3-mv2mg(L2设小球的电势能改变了△1mv2h?)qE(Lh2)sin&,则ΔE==-(W+WEPmg(Lh2)-2ΔEP=8.2×10J5、(2020上海)如图所示，带正电小球质量为m=1×10-2kg，带电量为q=l×10-6C,置于光滑绝缘水平面上的A点.当空间存在着斜向上的匀强电场时，当运动到B点时，测得其速度该小球从静止开始始