1、(福建)如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地、一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态.现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离( )

A.带电油滴将沿竖直方向向上运动
B.P点的电势将降低
C.带电油滴的电势能将减少
D.若电容器的电容减小,则极板带电量将增大
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1、上极板向上移动一小段距离后,板间电压不变,仍为E,故电场强度将减小,油滴所受电场力减小,故油滴将向下运动,A错;P点的电势大于0,且P点与下极板间的电势差减小,所以P点的电势减小,B对;油滴向下运动时电场力做负功,油滴的电势能应增加,C错;电容器的电容 ,由于d增大,电容C应减小,极板带电量q=CU将减小,D错. |
2、如图所示,O点置一个正点电荷,在过O点的竖直平面内的A点,自由释放一个带正电的小球,小球的质量为m,带电量为q,小球落下的轨迹如图中的实线所示,它与以O点为圆心、R为半径的圆(图中虚线表示)相交于B、C两点,O、C在同一水平线上,∠BOC=30°,A距OC的高度为h,若小球通过B点的速度为v,则下列叙述正确的是( )

①小球通过C点的速度大小是 ;
②小球通过C点的速度大小 ;
③小球由A到C电场力做功是 ;
④小球由A到C电场力做功是 .
A.①③ B.①④
C.②④ D.②③
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2、解析:由于B、C在同一等势面上,故从B→C电场力不做功.从B→C只有重力做功有: 从A→C由动能定理有: |
3、带电粒子以速度v0沿竖直方向垂直进入匀强电场E中,如图所示,经过一段时间后,其速度变为水平方向,大小仍为v0,则一定有( )

A.电场力与重力大小相等
B.粒子运动的水平位移大小等于竖直位移大小
C.电场力所做的功一定等于重力做的功的负值
D.电势能的减小一定等于重力势能的增大
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3、粒子在水平方向上: ,vx=axt;竖直方向上:vy=v0-gt,到达B点时:vx=v0,vy=0,所以有:v0=axt,0=v0-gt,故ax=g,qE=mg.所以A正确,由动能定理:qEx-mgh=0,x=h,B对.WG=-WE,△EPG=-△EPE,C、D均对. |
4、(海门模拟)一个质量为m,电荷量为+q的小球以初速度v0水平抛出,在小球经过的竖直平面内,存在着若干个如图所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区,两区域相互间隔,竖直高度相等,电场区水平方向无限长、已知每一电场区的场强大小相等,方向均竖直向上,不计空气阻力,下列说法正确的是( )

A.小球在水平方向一直做匀速直线运动
B.若场强大小等于 ,则小球经过每一电场区的时间均相同
C.若场强大小等于 ,则小球经过每一无电场区的时间均相同
D.无论场强大小如何,小球通过所有无电场区的时间均相同
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4、小球在水平方向不受力作用,因此,在水平方向一直做匀速直线运动,A正确;当 时,小球通过一、二电场区时在竖直方向均做匀速直线运动,但竖直速度不同,故B错误;当 时,小球通过第一、二无电场区时在竖直方向的初速度是相同的,C正确;如取 ,则小球通过无电场区的速度越来越大,对应的时间也越来越短,故D错误. |
5、如图所示,在距地面一定高度的位置以初速度v0向右水平抛出一个质量为m,电荷量为q的带负电小球,小球的落点与抛出点之间有一段相应的水平距离(水平射程).若在空间加上一竖直方向的匀强电场,使小球的水平射程变为原来的 ,求此电场的大小和方向.

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5、 方向竖直向上
解析:不加电场时小球在空间运动的时间为t,水平射程为s,s=v0t
下落高度
加电场后小球在空间的运动时间为t′,小球运动的加速度为a

设场强方向竖直向上,根据牛顿第二定律:mg+qE=ma
联立解得: ,方向竖直向上.
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6、一颗质量为m、电量为q的微粒,从两块相距为d、水平放置的平行板中某点由静止释放,落下高度h后,在平行板上加上一定的电势差U,带电微粒经一定时间后速度变为零,若微粒通过的总位移为H,试问两板间的电势差为多少?
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6、
解析:方法1:用牛顿第二定律结合运动学公式,解答过程表示为:从位置1到位置2时(如图),设速度为v1


从位置2到位置3有:

方法2:从全过程中所有外力的功与动能变化的关系,用动能定理,解答过程表示为:

方法3:从全过程中能的转化考虑,解答过程表示为
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7、(新题快递)如图所示,水平放置的平行板电容器,与某一电源相连,它的极板长L=0.4m,两板间距离d=4×10-3m,有一束由相同带电微粒组成的粒子流,以相同的速度v0从两板中央平行极板射入,开关S闭合前,两板不带电,由于重力作用微粒能落到下板的正中央,已知微粒质量为m=4×10-5kg,电量q=+1×10-8C.(g=10m/s2)求:
(1)微粒入射速度v0为多少?
(2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场,电容器的上板应与电源的正极还是负极相连?所加的电压U应取什么范围?

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7、(1)10m/s
(2)与负极相连 120V<U<200V

(2)电容器的上板应接电源的负极
当所加的电压为U1时,微粒恰好从下板的右边缘射出

解得:U1=120V
当所加的电压为U2时,微粒恰好从上板的右边缘射出

解得U2=200V 所以120V<U<200V. |
8、如图所示,为一个从上向下看的俯视图,在光滑绝缘的水平桌面上,固定放置一条光滑绝缘的挡板轨道ABCD,AB段为直线,BCD段是半径为R的一部分圆弧(两部分相切于B点),挡板处于场强为E的匀强电场中,电场方向与圆的直径MN平行.现使一带电量为+q、质量为m的小球由静止从斜挡板内侧上某点释放,为使小球沿挡板内侧运动,最后从D点抛出,试求:
(1)小球从释放到N点沿电场强度方向的最小距离s;
(2)在上述条件下小球经过N点时对挡板的压力大小.

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8、解析:(1)根据题意分析可知,小球过M点对挡板恰好无压力时,s最小,根据牛顿第二定律有 ,由动能定理得 ,
联立解得 .
(2)小球过N点时,根据牛顿第二定律,有 .
由动能定理得 ,联立解得FN=6qE.
由牛顿第三定律可知,小球对挡板的压力大小为6qE. |
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