19、如图所示,在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方h高度的P点,固定电荷量为+Q的点电荷.一质量为m、电荷量为+q的物块(可视为质点),从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动,当运动到P点正下方B点时速度为v.已知点电荷产生的电场在A点的电势为φ(取无穷远处电势为零),PA连线与水平轨道的夹角为60°.试求:
(1)物块在A点时受到轨道的支持力大小;
(2)点电荷+Q产生的电场在B点的电势;
(3)物块能获得的最大速度.
20、如图所示,光滑绝缘细管与水平面成30°角,在管的上方P点固定一个点电荷+Q,P点与细管在同一竖直平面内,管的顶端A与P点连线水平.电荷量为一q的小球(小球直径略小于细管内径)从管中A处由静止开始沿管向下运动,在A处时小球的加速度为a.图中PB⊥AC,B是AC的中点,不考虑小球电荷量对电场的影响.则在+Q形成的电场中( )
A.A点的电势高于B点的电势
B.B点的电场强度大小是A点的4倍
C.小球从A到C的过程中电势能先减小后增大
D.小球运动到C处的加速度为g--a
21、在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定了一电荷量为+Q的正点电荷,在水平面上的N点,由静止释放质量为m,电荷量为-q的负检验电荷,该检验电荷经过P点时速度为v,图中θ=60°,M点为ON连线的中点,规定电场中P点的电势为零.则在+Q形成的电场中( )(下面2个图都可以用)
A.M点电势等于P点电势
B.N点电势为
C.P点电场强度大小是N点的2倍
D.检验电荷在N点具有的电势能为
22、如图所示,在粗糙绝缘的水平面上有一物体A带正电,另一带正电的物体B沿着以A为圆心的圆弧由P到Q缓慢地从
如图所示,在粗糙绝缘的水平面上有一物体A带正电,另一带
正电的物体B沿着以A为圆心的圆弧由P到Q缓慢地从A的
正上方经过,若此过程中A始终保持静止,A、B两物 体可
视为质点,则下列说法正确的是 ( )
A.物体A受到地面的支持力先增大后减小
B.物体A受到地面的支持力保持不变
C.物体A受到地面的摩擦力先减小后增大
D.库仑力对物体曰先做正功后做负功
当质点B由p点运动到最高点的过程中,对物体A受力分析,如图,
受重力G、地面的支持力N、摩擦力f以及静电力F;
将静电力正交分解,由共点力平衡条件得到:
Fsinθ-f=0 ①
N-Fcosθ-mg=0 ②
由①②两式可解得:
N=mg+Fcosθ;
f=Fsinθ;
其中G与F不变,θ逐渐减小为零,因而支持力N逐渐变大,f逐渐变小;
当质点B由最高点运动到Q点的过程中,再次对物体A受力分析,如下图,受重力G、地面的支持力N、摩擦力f以及静电力F;
将静电力正交分解,由共点力平衡条件得到:
Fsinθ-f=0 ③
N-Fcosθ-mg=0 ④
由③④两式可解得:
N=mg+Fcosθ;
f=Fsinθ;
其中G与F不变,θ由零逐渐增大,因而支持力N逐渐变小,f逐渐变大;
综合以上两个过程可知:
物体A受到地面的支持力N先增大后减小,物体A受到地面的摩擦力先减小后增大,故A正确,BC错误;
质点A对质点B的静电力与质点B的速度总是垂直,因而其瞬时功率一直为零,由W=Pt,A对B不做功,故D错误;故选A.
23、在静电场中,一个电子只在电场力作用下,由A点沿直线运动到B点,在这个过程中,下列说法正确的是()
A.该电子动能一定增加B.电子可能沿等势面运动
C.A点场强一定大于B点D.电子的电势能可能增加
24、如图所示的同心圆是电场中的一簇等势面,一个电子只在电场力作用下沿着直线由A向C运动时的速度越来越小,B为线段AC的中点,则有( )
A.电子沿AC运动时受到的电场力越来越小
B.电子沿AC运动时它具有的电势能越来越大
C.电势φA>φB>φC
D.电势差UAB=UBC
25、一个电子在静电场中运动,且只受电场力作用,则在一段时间内( )
A.电子的速率可能增大B.电子的速率可能不变
C.电子的速率可能减小D.电子一定作匀变速运动
26、如图甲所示,A、B是一条电场线上的两点,当一个电子以某一初速度只在电场力作用下沿AB由A点运动到B点,其速度—时间图像如图乙所示,电子到达B点时速度恰为零。
下列判断正确的是( )
A.A点的场强一定大于B点的场强
B.电子在A点的加速度一定大于在B点的加速度
C.A点的电势一定高于B点的电势
D.该电场可能是负点电荷产生的
27、一个电子在匀强电场中运动,且只受电场力作用,则在一段时间内()
A.电子的速率一定增大B.电子的动能可能减小
C.电子的速率一定减小D.电子一定做匀变速运动
28、在静电场中,一个电子只在电场力的作用下由a点移到b点时电场力做功为5eV,则以下说法正确的是( )
A.电子的动能增加了5eV
B.a、b两点间电势差Uab=5V
C.电场强度的方向一定由b沿直线指向a
D.电子的电势能减少8.0×10--19J(电子的电势能减少5eV)
E.电子的电势能增加5J
29、下列说法是某同学对电学中相关概念及公式的理解,其中正确的是()
A.电场强度公式E=U/d只适用于匀强电场
B.根据电容的定义式C=Q/U,电容器极板上的电荷量每增加lC,电压就增加lV
C.根据电场力做功的计算式W=qU,一个电子在lV电压下加速,电场力做功为leV
D.电场线就是正电荷只在电场力作用下运动的轨迹
30、一束初速度不计的电子在经U的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若板间距离d,板长l,偏转电极边缘到荧光屏的距离为L,偏转电场只存在于两个偏转电极之间.已知电子质量为m,电荷量为e,求:
(1)电子离开加速电场是的速度大小;
(2)电子经过偏转电场的时间;
(3)要使电子能从平行板间飞出,两个极板上最多能加多大电压?
(4)电子最远能够打到离荧光屏上中心O点多远处
31、如图,A、B两点所在的圆半径分别为r1和r2,这两个圆为同心圆,圆心处有一带电为+Q的点电荷,内外圆间的电势差为U,一电子仅在电场力作用下由A运动到B,电子经过B点时速度为v,若电子质量为m,带电荷量为e,求:
(1)电子经过B点时的加速度大小
(2)电子在A点时的速度大小v0
32、一个负电荷由电势为φa的A点射入电场,只在电场力作用下减速运动到电势为φb的B点。
由此可知()
A。
电场力对电荷做正功
B。
电荷的电势能越来越小
C。
φa>φbD。
φa<φb
33、有一种电子仪器叫示波器,可以用来观察电信号随时间变化的情况,示波器的核心部件是示波管,如图1所示,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成.如果在偏转电极XX'和YY'上都没加电压,电子束从金属板小孔射出后将沿直线传播,打在荧光屏中心,且在屏中心处产生一个亮斑.如果在偏转电极XX'上不加电压,只在偏转电极YY'上加电压,电子在偏转电极YY'的电场中发生偏转,离开偏转电极YY'后沿直线前进,最终打在荧光屏上形成亮斑,如图2所示.已知电子从电子枪射出(初速可不计),经电压为U1的加速电场加速后,以垂直于场强的方向沿中轴线进入YY'间的匀强电场,又知偏转电极XX'上无电压;偏转电极YY'上的电压为U2,板间距离为d,极板长为l,偏转电极YY'到荧光屏的距离为L.电子所带电量为e,质量为m.
(1)求电子经过加速后获得的速度v0的大小;
(2)求电子刚刚飞出YY'间电场时的侧向偏移量y;
(3)求电子打在荧光屏上形成的亮斑与屏幕中心的竖直距离y’
34、电子在只受电场力作用下,在电场中由电势高处运动到电势低处的过程中,下列正确的是:
()
A,电子动能一定越来越小;B,电子电势能一定越来越大;C,电子速度一定越来越大;D,电子电势可能越来越小
35、一电子仅在电场力作用下,沿直线由静止从A运动到B,AB间的电场如图所示,则下列叙述正确的是( )
A.电子做匀加速运动?
B.电子做匀减速运动
C.电势能先增加后减小?
D.动能先增加后减小
36、在金属板AB间,BC间分别接有电源E1和E2,已知金属板AB间的距离为
,BC间的距离为
,如图所示,在A板右侧的附近有一个电子(其质量
,电荷量e为已知)由静止开始在电场力的作用下,能够穿过B板上的小孔向右运动,……。
问:
(1)若电源电动势
,为了使电子能够达到C板,那么电源的电动势E2的取值范围是什么?
(2)若电源电动势
,则电子向右运动的最大速率(运算结果可用
和e来表达)是多少?
电子离开A板的最大距离是多少?
37、A、B为一电场中x轴上的两点,如图甲所示.一电子仅在电场力作用下沿x轴运动该电子的动能Ek随其坐标变化的关系如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.该电场不可能是点电荷形成的电场
B.A、B两点电场强度大小关系为EA<EB
C.A、B两点电势的关系为φA<φB
D.电子在A、B两点的电势能大小关系为EPA<EPB
38、直线AB是某孤立点电荷电场中的一条电场线,一个电子仅在电场力作用下沿该电场线从A点运动到B点,其电势能随位置变化的关系如图所示.设A、B两点的电势分别为φA,φB电子在A、B两点的动能分别为EkA,EkB.则关于该孤立点电荷的位置及电势、电子动能大小的说法正确的是( )
A.孤立点电荷带负电,位于B点的右侧,φA>φB,EkA>EkB
B.孤立点电荷带正电,位于A点的左侧,φA>φB,EkA<EkB
C.孤立点电荷带正电,位于B点的右侧,φA<φB,EkA>EkB
D.孤立点电荷带负电,位于A点的左侧,φA<φB,EkA<EkB
39、如图所示,直线MN是某电场中的一条电场线(方向未画出).虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下,由a到b的运动轨迹,轨迹为一抛物线.下列判断正确的是( )
A.电场线MN的方向一定是由N指向M
B.带电粒子由a运动到b的过程中动能一定逐渐减小
C.带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能
D.带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度
40、A、B是一条电场线上的两点,若在A点释放一初速为零的电子,电子仅受电场力作用,并沿电场线从A运动到B,其速度随时间变化的规律如图所示,设A、B两点的电场强度分别为EA、EB,电势分别为UA、UB,则( )
(A)EA=EB(B)EA<EB.
(C)UA=UB(D)UA<UB.
41、光滑的绝缘水平面上放着三个质量都是m的带电小球A、B、C,小球之间距离都是L。
已知A、B两球所带电荷量都为+q,现给C球一个外力F,使三个小球在运动中保持距离不变,则:
(1)C球带什么电?
电荷量为多少?
(2)外力F的大小和方向如何
42、在绝缘水平面上放置一质量为m=2.0×10-3 kg的带电滑块A,电量为q=1.0×10-7 C。
在A的左边L=1.2m处放置一个不带电的滑块B,质量为M=6.0×10-3 kg,滑块B距左边竖直绝缘墙壁s=0.6m,如图所示,在水平面上方空间加一方向水平向左的匀强电场,电场强度为E=4.0×105 N/C,A由静止开始向左滑动并与B发生碰撞,设碰撞的过程极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动并与墙壁相碰撞,在与墙壁发生碰撞时没有机械能损失,两滑块始终没有分开,两滑块的体积大小可以忽略不计。
已知A、B与地面的动摩擦因数均为μ=0.5。
(取g=10m/s2)
(1)求A与B碰撞前的速度;
(2)计算滑块A从开始运动到最后静止所用的时间;
(3)试通过计算,在坐标图中作出滑块A从开始运动到最后静止的速度时间图象。
解:
(1)A从静止到与B碰撞前,由动能定理有:
解得:
VA=6m/s
(2)A从加速到碰撞前,由牛顿第二定律得:
qEL-μmAg=mAaA
解得:
aA=1.5m/s2
即得:
A、B碰撞过程极短,由动量守恒定律得:
mAVA=(mA+mB)v1
解得v1=1.5m/s
碰后,由于qE=μ(mA+mB)g
故A、B一起向左做匀速直线运动,运动时间为:
然后A、B一起与墙碰撞,由于碰撞无机械能损失,故获得等大反向速度,反向运动过程中做匀减速运动,由牛顿第二定律可得:
qE+μ(mA+mB)g=(mA+mB)a共
解得:
a共=10m/s2
所以减速到0的时间:
之后由qE=μ(mA+mB)g受力平衡,保持静止,故从A由静止开始运动到最后静止经历的时间为:
t=t1+t2+t3=0.95s
(3)A运动的速度一时间图象如图所示
43、在光滑绝缘水平面上放置一质量m=0.2kg、电量
的小球,小球系在长L=0.5m的绝缘细线上,线的另一端固定在O点。
整个装置置于匀强电场中,电场方向与水平面平行且沿OA方向,如图所示(此图为俯视图)。
现给小球一初速度使其绕点O做圆周运动,小球经过A点时细线的张力F=140N,小球在运动过程中,最大动能比最小动能大
,小球视为质点。
?
(1)求电场强度的大小;
?
(2)求运动过程中小球的最小动能;
?
(3)若小球运动到动能最小的位置时细线被剪断,则小球经多长时间其动能与在A点时的动能相等?
此时小球距A点多远?
44、如图13-1-5所示,在光滑绝缘的水平面上的A、B两点分别放置质量为m和2m的两个点电荷QA和QB.将两个点电荷同时释放,已知刚释放时QA的加速度为a,经过一段时间后(两电荷未相遇),QB的加速度也为a,且此时QB的速度大小为v.求:
(1)此时QA的速度和加速度各多大?
(2)这段时间内QA和QB构成的系统增加的动能.
45、一个带正电的微粒,从A点射入水平方向的匀强电场中,微粒沿直线由A向B运动,如图所示,AB与电场线夹角为θ.已知带电微粒的质量为m,电荷量为q,A、B相距L(重力加速度为g).
(1)试说明微粒在电场中运动的性质,要求说明理由.
(2)求电场强度的大小和方向?
46、微波实验是近代物理实验室中的一个重要部分.反射式速调管是一种结构简单、实用价值较高的常用微波器件之一,它是利用电子团与场相互作用在电场中发生振荡来产生微波,其振荡原理与下述过程类似.如图1所示,在虚线MN两侧分布着方向平行于X轴的电场,其电势φ随x的分布可简化为如图2所示的折线.一带电微粒从A点由静止开始,在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动.已知带电微粒质量m=1.0×10-20 kg,带电荷量q=-1.0×10-9 C,A点距虚线MN的距离d1=1.0cm,不计带电微粒的重力,忽略相对论效应.求:
(1)B点距虚线MN的距离d2;
(2)带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t.
47、用一根长为l的丝线吊着一质量为m带电荷量为q的小球,小球静止在水平向右的匀强电场