第2章 电势能与电势差 知识点题库

如图所示,MN是竖直放置的两平行金属板,分别带等量异种电荷,两极间产生一个水平向右的匀强电场,场强为E , 一质量为m、电量为+q的微粒,以初速度v0竖直向上从两极正中间的A点射入匀强电场中,微粒垂直打到N极上的C点,已知ABBC.不计空气阻力,则可知(  )

A . 微粒在电场中作类平抛运动 B . 微粒打到C点时的速率与射入电场时的速率相等 C . MN板间的电势差为 D . MN板间的电势差为
一个点电荷,从静电场中的点移到点,其电势能的变化为零,则 (    )

A . 两点的场强一定相等 B . 该点电荷一定沿等势面移动 C . 作用于该点电荷的电场力与其移动的方向总是垂直的 D . 两点的电势一定相等
如图所示,平行板电容器AB两极板水平放置,A在上方,B在下方,现将其和二极管串连接在电源上,已知A和电源正极相连,二极管具有单向导电性,一带电小球从AB间的某一固定点水平射入,打在B极板上的N点,小球的重力不能忽略,现通过上下移动A板来改变两极板AB间距(两极板始终平行),则下列说法正确的是(   )

A . 若小球带正电,当AB间距增大时,小球打在N点的右侧 B . 若小球带正电,当AB间距减小时,小球打在N点的左侧 C . 若小球带负电,当AB间距减小时,小球可能打在N点的右侧 D . 若小球带负电,当AB间距增大时,小球可能打在N点的左侧
如图所示,边长为L=0.3m正方形边界abcd中有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B0=0.5T的匀强磁场,一质量m=8×10﹣26kg、电荷量q=8×10﹣19C的粒子(重力不计)从边界ad上某点D以某个速度射入.粒子从cd中点P孔射出,再经小孔Q进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域,区域宽度为2L,电场强度大小E=5×105V/m,磁感应强度大小B1=1T、方向垂直纸面向里,已知粒子经过QM正中间位置时有一段时间△t撤去了匀强电场.虚线ef、gh之间存在着水平向右的匀强磁场,磁感应强度大小为B2=0.25T(图中未画出).有一块折成等腰直角的硬质塑料板ABC(不带电,宽度很窄,厚度不计)放置在ef、gh之间(截面图如图),CB两点恰在分别位于ef、gh上,AC=AB=0.3m,a=45°.粒子恰能沿图中虚线QM进入ef、gh之间的区域,π取3.

  1. (1) Dd距离;
  2. (2) 已知粒子与硬质塑料相碰后,速度大小不变,方向变化遵守光的反射定律.粒子从Q到gh过程中的运动时间和路程分别是多少?
在静电场中,一个电子由a点移到b点时静电力做功为5 eV(1 eV=1.6×10-19J),则以下说法中正确的是( )
A . 电场强度的方向一定由b直线指向a B . a、b两点间电势差Uab=5 V C . 电子的电势能减少5 eV D . 电子的电势能减少5 J
如图,绝缘粗糙的竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,电场强度大小为E,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B,一质量为m、电荷量为q的带正电的小滑块从A点由静止开始沿MN下滑,到达C点时离开MN做曲线运动。A、C两点间距离为h,重力加速度为g。

  1. (1) 求小滑块运动到C点时的速度大小vc
  2. (2) 求小滑块从A点运动到C点过程中克服摩擦力做的功Wf
  3. (3) 若D点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置,当小滑块运动到D点时撤去磁场,此后小滑块继续运动到水平地面上的P点.已知小滑块在D点时的速度大小为vD , 从D点运动到P点的时间为t,求小滑块运动到P点时速度的大小vp
如图所示,A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点,A、C、D三点电势分别为1.0V、2.0V、3.0V,正六边形所在平面与电场线平行.则(    )

A . E点的电势与D点的电势相等 B . 电势差UEF与电势差UBC相同 C . 电场强度的大小为10V/m D . 电场强度的大小为 V/m
如图所示,a、b是匀强电场中的两点已知两点间的距离为 ,两点的连线与电场线成 角,两点间的电势差为 ,则匀强电场的场强大小为 ,把电子从a点移到b点,电子的电势能将增加J.

平行板电容器两板间有匀强电场,其中有一个带电液滴处于静止,如图所示.当发生下列哪些变化时,液滴将向上运动?(   )

A . 将电容器的下极板稍稍下移 B . 将电容器的上极板稍稍下移 C . 将S断开,并把电容器的下极板稍稍向左水平移动 D . 将S断开,并把电容器的上极板稍稍下移
如图甲所示,M、N为正对竖直放置的平行金属板,A、B为两板中线上的两点。当M、N板间不加电压时,一带电小球从A点由静止释放经时间T到达B点,此时速度为v。若两板间加上如图乙所示的交变电压,t=0时,将带电小球仍从A点由静止释放,小球运动过程中始终未接触极板,则t=T时,小球(  )

A . 在B点上方 B . 恰好到达B点 C . 速度大于v D . 速度小于v
如图所示,一电子从匀强电场左边界A点以初速度垂直于场强方向进入电场,经偏转从右边界B点飞出.已知A、B两点间水平和竖直距离均为L,电子质量为m、电荷量为e,不计电子重力及空气阻力.则(   )

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A . 电子从A到B的运动时间为 B . 匀强电场的电场强度为 C . A,B两点间的电势差为 D . 电子从B点飞出时速度与水平方向夹角的正切值为1
a、b两个电容器如图甲所示,图乙是它们的部分参数.由此可知,关于a、b两个电容器的下列说法正确的是(   )

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A . a、b两个电容器的电容之比为8:1 B . a、b两个电容器的电容之比为4:5 C . b电容器最多能容纳电荷0.1C D . b电容器最多能容纳电荷 1C
如图所示,某空间有一竖直向下的匀强电场,电场强度 ,一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中,在金属板的正上方高度 的a处有一粒子源,盒内粒子以 的初速度向水平面的各个方向均匀放出质量为 ,电荷量为 的带电粒子,粒子最终落在金属板b上,若不计粒子重力,求:(结果保留两位有效数字)

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  1. (1) 粒子源所在a点的电势;
  2. (2) 带电粒子打在金属板上时的动能;
  3. (3) 从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围(所形成的面积);若使带电粒子打在金属板上的范围减小,可以通过改变哪些物理量来实现?
在图示电路中,R1=100Ω,R2=200Ω,R3=80Ω,C=20μF,电源电动势为 12V,电源内阻不计,闭合电键后,若要使电容器所带电荷量为 4×10-5C,则 R4 的阻值应为(   )

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A . 40Ω B . 80Ω C . 160Ω D . 400Ω
喷墨打印机的简化模型如图所示,重力可忽略的墨汁微粒经带电室(图中未画出)带负电后,由静止开始从K孔进入电压为U0的加速电场,然后垂直于电场方向进入电压为U的偏转电场,最终打在纸上,纸距离偏转电场右侧的水平距离为L,忽略空气阻力,则(   )

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A . 若只增大U0 , 则微粒在偏转区域中的运动时间将增大 B . 若只增大U,则微粒打在纸上的动能将增大 C . 若只增大L,则相同微粒打在纸上时偏离中心点O的距离会增大 D . 保持U0、U、L不变,则不同微粒会打在纸上不同位置
如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,其中电容器左侧极板和静电计外壳接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连.用丝绸摩擦过的玻璃棒接触右侧极板,使电容器带电.(请在以下各横线上选填“变大”“变小”或“不变”)

  1. (1) 上移其中一极板时,可观察到静电计指针偏角
  2. (2) 将极板间距离减小时,可观察到静电计指针偏
  3. (3) 在两板间插入电介质时,可观察到静电计指针偏角.
如图所示,虚线 是电场中三个等势面,相邻等势面间的电势差相等,一个带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域,图中实线为其运动轨迹, 是轨迹上的两点。下列说法中正确的是(   )


A . 三个等势面中, 等势面的电势最高 B . 带电质点通过 点时的动能比通过 点时大 C . 带电质点通过 点时的加速度比通过 点时大 D . 带电质点一定是从 点向 点运动
关于电场,下列说法一定正确的是(   )
A . 电场线越密处,等势线也越密 B . 电势为零处场强为零 C . 场强大处电势高 D . 点电荷在匀强电场中由静止释放,若只受电场力作用将沿电场线运动
电视机的显像管中电子束的偏转是应用磁偏转技术实现的。如图甲所示为显像管的原理示意图,显像管中电子枪工作时阴极发射的电子(速度很小,可视为零)经过加速电场加速后,穿过以O点为圆心、半径为r的圆形磁场区域(磁场方向垂直于纸面),撞击到荧光屏上使荧光屏发光。已知电子质量为m,电荷量大小为e,加速电场的电压为U,在没有磁场时电子束通过O点打在荧光屏正中央的M点,OM间距离为a。偏转磁场的磁感应强度B随时间变化关系如图乙所示(Bm为未知量),t=0时射入磁场的电子打到荧光屏上的P点,PM间距离为b。假设荧光屏面积足够大,电子所受的重力、电子间的相互作用力均可忽略不计,也不考虑磁场(或电场)变化对电子束运动所造成的影响。由于电子经过加速电场后速度很大,同一电子在穿过磁场的过程中可认为磁场不变。

  1. (1) 请指出t=0时偏转磁场的方向,并求出电子打到P点时的速率v;
  2. (2) 若b=a,求Bm的大小;
  3. (3) 若其它条件不变,仅将圆形区域内的磁场换成匀强电场,电场方向垂直于纸面,且电场在垂直纸面方向上的分布区间足够长,场强E随时间变化关系如图丙所示,现测得荧光屏上所形成的“亮线”长度为2b,求场强的最大值Em。(由于电子的速度很大,同一电子穿过电场的过程可认为电场没有变化)
如图所示,在xOy平面内的第一象限内,直线y = 0与直线y = x之间存在磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,x轴下方有一直线CD与x轴平行且与x轴相距为a,x轴与直线CD之间存在沿y轴正方向的匀强电场,在第三象限,直线CD与直线EF之间存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。纸面内有一束宽度为a的平行电子束,各电子的速度随位置大小各不一样,如图沿y轴负方向射入第一象限的匀强磁场,电子束的左边界与y轴的距离也为a,经第一象限磁场偏转后发现所有电子都可以通过原点并进入x轴下方的电场,最后所有电子都垂直于EF边界离开磁场。其中电子质量为m,电量大小为e,电场强度大小为。求:

  1. (1) 电子进入磁场前的最小速度;
  2. (2) 电子经过直线CD时的最大速度及该电子在第三象限磁场中做圆周运动的圆心坐标;
  3. (3) 单个电子在第三象限磁场中运动的最长时间。