物理 第一章 电场1 粤教版选修3-1 .ppt

1.如图在竖直平面内，有一半径为如图在竖直平面内，有一半径为R的绝缘的光滑圆环，圆环处于的绝缘的光滑圆环，圆环处于场强大小为场强大小为E，方向水平向右的匀强电场中，圆环上的，方向水平向右的匀强电场中，圆环上的A、C两点处两点处于同一水平面上，于同一水平面上，B、D分别为圆环的最高点和最低点分别为圆环的最高点和最低点M为圆环为圆环上的一点，上的一点，MOA=45环上穿着一个质量为环上穿着一个质量为m，带电量为，带电量为+q的的小球，它正在圆环上做圆周运动，已知电场力大小小球，它正在圆环上做圆周运动，已知电场力大小qE等于重力的等于重力的大小大小mg，且小球经过，且小球经过M点时球与环之间的相互作用力为零试确点时球与环之间的相互作用力为零试确定小球经过定小球经过A、B、C、D点时的动能各是点时的动能各是多少？多少？2.一个质量为一个质量为m，带电量为，带电量为q的小物体，可在倾角为的小物体，可在倾角为的绝缘斜面的绝缘斜面上运动，斜面底端的高度为上运动，斜面底端的高度为h，整个斜面置于匀强电场中，场强大，整个斜面置于匀强电场中，场强大小为小为E，方向水平向右，如图所示小物体与斜面的动摩擦因数，方向水平向右，如图所示小物体与斜面的动摩擦因数为为，且小物体与档板碰撞时不损失机械能小物体能从静止开始，且小物体与档板碰撞时不损失机械能小物体能从静止开始沿斜面下滑，小物体自斜面顶端从静止开始下滑到停止运动所通过沿斜面下滑，小物体自斜面顶端从静止开始下滑到停止运动所通过的总路程的总路程S3.如图所示，相距为如图所示，相距为d的两块平行金属板的两块平行金属板M、N与直流电源相连。一与直流电源相连。一带电粒子（重力不计）垂直于电场方向从带电粒子（重力不计）垂直于电场方向从M板边缘射入电场，恰好板边缘射入电场，恰好打在打在N板的中央。为了能使粒子从板的中央。为了能使粒子从N板边缘飞出电场，可将板边缘飞出电场，可将N板平板平移一段距离。移一段距离。若开关若开关S始终闭合，则这个距离应为多大？始终闭合，则这个距离应为多大？若在开关若在开关S断开后再移动断开后再移动N板，板，这个距离又应为多大？这个距离又应为多大？4.如图，真空中有一匀强电场，方向沿如图，真空中有一匀强电场，方向沿Ox正方向，若质量为正方向，若质量为m、电、电荷量为荷量为q的带电微粒从的带电微粒从O点以初速点以初速v0沿沿Oy方向进入电场，经方向进入电场，经t时时间到达间到达A点，此时速度大小也是点，此时速度大小也是v0，方向沿，方向沿Ox轴正方向，如图所轴正方向，如图所示。求：示。求：1、从、从O点到点到A点的时间点的时间t。2、该匀强电场的场强、该匀强电场的场强E及及OA连线与连线与Ox轴的夹角轴的夹角。3、若设、若设O点电势为零，则点电势为零，则A点电势多大。点电势多大。5.如图所示，如图所示，ab是半径为是半径为R的圆的一条直径，该圆处于匀强电场，的圆的一条直径，该圆处于匀强电场，电场强度为电场强度为E，在圆周平面内，将一带正电，在圆周平面内，将一带正电q的小球从的小球从a点以相同点以相同的动能抛出，抛出的方向不同时，小球会经过圆周上不同的点的动能抛出，抛出的方向不同时，小球会经过圆周上不同的点.在在这些所有的点中，达到这些所有的点中，达到c点时小球的动能最大，已知点时小球的动能最大，已知cab30，若不计重力和空气阻力，试求，若不计重力和空气阻力，试求:(1)电场方向与直径电场方向与直径ac间的夹角间的夹角?(2)若小球在若小球在a点时初速度方向与电场方向垂直，则小球恰好能落点时初速度方向与电场方向垂直，则小球恰好能落在在c点，问小球初动能为多少点，问小球初动能为多少?6如图所示，长为如图所示，长为l、相距为、相距为d的两平行金属板与一交流电源相连的两平行金属板与一交流电源相连（图中未画出），有一质量为（图中未画出），有一质量为m、带电量为、带电量为q的带负电的粒子以初的带负电的粒子以初速度速度v0从板中央水平射入电场，从飞入时刻算起，从板中央水平射入电场，从飞入时刻算起，A、B板间所加板间所加电压的变化规律如图所示，为了使带电粒子离开电场时速度方向电压的变化规律如图所示，为了使带电粒子离开电场时速度方向恰好平行于金属板，问：恰好平行于金属板，问：（1）加速电压值）加速电压值U0的取值范围多大？的取值范围多大？（2）交变电压周期）交变电压周期T应满足什么条件？应满足什么条件？1一个带正电的微粒，从一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线直线AB运动，如图，运动，如图，AB与电场线夹角与电场线夹角=30，已知带电微粒的，已知带电微粒的质量质量m=1.0107kg，电量，电量q=1.01010C，A、B相距相距L=20cm（取（取g=10m/s2，结果保留二位有效数字）求：，结果保留二位有效数字）求：（1）说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由）说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由（2）电场强度的大小和方向？）电场强度的大小和方向？（3）要使微粒从）要使微粒从A点运动到点运动到B点，微粒射入电场时的最小点，微粒射入电场时的最小速度是多少？速度是多少？3.如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，它的极板长接地，它的极板长L=0.1m，两板间距离，两板间距离 d=0.4 cm，有一束，有一束相同微粒组成的带电粒子流从两板中央平行极板射入，由于重力相同微粒组成的带电粒子流从两板中央平行极板射入，由于重力作用微粒能落到下板上，已知微粒质量为作用微粒能落到下板上，已知微粒质量为 m=210-6kg，电，电量量q=110-8 C，电容器电容为，电容器电容为C=10-6 F求求(1)为使第一粒子能落点范围在下板中点到紧靠边缘的为使第一粒子能落点范围在下板中点到紧靠边缘的B点之内，则点之内，则(2)微粒入射速度微粒入射速度v0应为多少？应为多少？(2)以上述速度入射的带电粒子，最多能有多少落到下极板上？以上述速度入射的带电粒子，最多能有多少落到下极板上？7两块水平平行放置的导体板如图所示，大量电子（质量两块水平平行放置的导体板如图所示，大量电子（质量m、电、电量量e）由静止开始，经电压为）由静止开始，经电压为U0的电场加速后，连续不断地沿平的电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间。当两板均不带电时，这行板的方向从两板正中间射入两板之间。当两板均不带电时，这些电子通过两板之间的时间为些电子通过两板之间的时间为3t0；当在两板间加如图所示的周；当在两板间加如图所示的周期为期为2t0，幅值恒为，幅值恒为U0的周期性电压时，恰好能使所有电子均从的周期性电压时，恰好能使所有电子均从两板间通过。问：两板间通过。问：这些电子通过两板之间后，侧向位移的最这些电子通过两板之间后，侧向位移的最大值和最小值分别是多少？大值和最小值分别是多少？侧向位移分别为最大值和最小值侧向位移分别为最大值和最小值的情况下，电子在刚穿出两板之间时的动能之比为多少？的情况下，电子在刚穿出两板之间时的动能之比为多少？20如图所示，在绝缘水平面上如图所示，在绝缘水平面上相距相距L的的A、B两点出分别固定两两点出分别固定两个等量正电荷。个等量正电荷。a、b、o使使AB连线分成四等分。一质量为连线分成四等分。一质量为m，电，电量为量为q的小滑块（可视为质点）以初动能的小滑块（可视为质点）以初动能E0从从a点出发，沿点出发，沿AB直线向直线向b运动。其中小滑块第一次到运动。其中小滑块第一次到o 时的动能为初动能的时的动能为初动能的n倍倍（n1）,到达到达b点时的动能恰好为零，小滑块最终停在点时的动能恰好为零，小滑块最终停在o点。点。求（求（1）小滑块与水平面的动摩擦因素）小滑块与水平面的动摩擦因素；（2）o b两点间的电势差；（两点间的电势差；（3）小滑块运动总路程）小滑块运动总路程s21MN为水平放置的金属板，板中央有一小孔为水平放置的金属板，板中央有一小孔O，板下存在范围，板下存在范围足够大的竖直向上的匀强电场，电场强度为足够大的竖直向上的匀强电场，电场强度为E，AB是一根长为是一根长为L,质量为质量为m的均匀带正电的绝缘细杆。现将杆的下端置于的均匀带正电的绝缘细杆。现将杆的下端置于O处，然处，然后将杆由静止释放，杆运动过程终始保持竖直。支杆下落后将杆由静止释放，杆运动过程终始保持竖直。支杆下落L/3时时速度达到最大值。求（速度达到最大值。求（1）细杆的带电量）细杆的带电量 （2）细杆能下落的最大深度。）细杆能下落的最大深度。