第2章 电场的性质 知识点题库

在科学研究中,可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制.如图甲所示,M、N为间距足够大的水平极板,紧靠极板右侧放置竖直的荧光屏PQ,在MN间加上如图乙所示的匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下,磁场方向垂直于纸面向里,图中E0、B0、k均为已知量.t=0时刻,比荷 =k的正粒子以一定的初速度从O点沿水平方向射入极板间,在0~t1(t1= )时间内粒子恰好沿直线运动,t= 时刻粒子打到荧光屏上.不计粒子的重力,涉及图象中时间间隔时取0.8= ,1.4= ,求:

  1. (1) 在t2= 时刻粒子的运动速度v;

  2. (2) 在t3= 时刻粒子偏离O点的竖直距离y;

  3. (3) 水平极板的长度L.

如图甲所示,在真空中,半径为R的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外.在磁场左侧有一对平行金属板M、N,两板间距离也为R,板长为L,板的中心线O1O2与磁场的圆心O在同一直线上.置于O1处的粒子发射源可连续以速度v0沿两板的中线O1O2发射电荷量为q、质量为m的带正电的粒子(不计粒子重力),MN两板不加电压时,粒子经磁场偏转后恰好从圆心O的正下方P点离开磁场;若在M、N板间加如图乙所示交变电压UMN , 交变电压的周期为 ,t=0时刻入射的粒子恰好贴着N板右侧射出.求

  1. (1) 匀强磁场的磁感应强度B的大小

  2. (2) 交变电压电压U0的值

  3. (3) 若粒子在磁场中运动的最长、最短时间分别为t1、t2 , 则它们的差值△t为多大?

如图所示,两等量异种电荷在同一水平线上,它们连线的中点为O,竖直面内的半圆弧光滑绝缘轨道的直径AB水平,圆心在O点,圆弧的半径为R,C为圆弧上的一点,OC为竖直方向的夹角为37°,一电荷量为+q,质量为m的带电小球从轨道的A端由静止释放,沿轨道滚动到最低点时,速度v=2 ,g为重力加速度,取无穷远处电势为零,则下列说法正确的是(   )

A . 电场中A点的电势为 B . 电场中B点的电势为 C . 小球运动到B点时的动能为2mgR D . 小球运动到C点时,其动能与电势能的和为1.6mgR
在如图所示的匀强电场中,沿电场线方向有A、B两点,A、B两点间的距离x=0.10m.一个电荷量Q=+2.0×108C的点电荷所受电场力的大小F=4.0×104N.   求:

  1. (1) 电场强度E的大小;
  2. (2) 将该点电荷从A点移至B点的过程中,电场力所做的功W.
空间存在平行于x轴方向的静电场,其电势φ随x的分布如图10所示.一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子从坐标原点O由静止开始,仅在电场力作用下沿x轴正方向运动.则下列说法正确的是(   )

图片_x0020_1458008677

A . 该粒子带正电荷 B . 空间存在的静电场场强E是沿x轴正方向均匀减小的 C . 该粒子从原点O运动到x0过程中电势能是减小的 D . 该粒子运动到x0处的速度是
在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和10.0m.已知放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷所带电荷量大小的关系如图所示中的直线a、b所示,放在A点的试探电荷带正电,放在B点的试探电荷带负电.求:

  1. (1) A点的电场强度的大小和方向;
  2. (2) 试判断点电荷Q的电性,并确定点电荷Q的位置坐标.
如图所示,水平放置的平行金属板A、B间距离为d,带电小球质量为m,电量为q。以速率v从两板连线中点a处水平飞入两板间,若两板不加电压U时,恰好从下板边缘飞出;(重力加速度为g)求

图片_x0020_100027

  1. (1) 极板的长度为多少?
  2. (2) 若给A、B两板加一电压U,粒子沿直线运动,电压U为多少?
  3. (3) 若给A、B两板加一电压U,粒子恰好从上板边缘飞出。所加的电压多大?
如图所示,带电粒子P所带的电荷量是带电粒子Q的3倍,它们以相等的速度 图片_x0020_310285481 从同一点出发,沿着跟电场强度垂直的方向射入匀强电场,分别打在M、N点,若OM=MN,忽略粒子重力的影响,则P和Q的质量之比为(   )

图片_x0020_100002

A . 3∶4 B . 4∶3 C . 3∶2 D . 2∶3
喷墨打印机的简化模型如图所示.墨盒可以喷出质量一定的墨汁微粒,经带电室带负电后,以一定的初速度垂直射入偏转电场,再经偏转电场后打到纸上,显示出字符.已知墨汁微粒所带电荷量的多少由计算机的输入信号按照文字的排列规律进行控制,微粒偏移量越小打在纸上的字迹越小,则从墨汁微粒进入偏转电场开始到打到纸上的过程中(不计墨汁微粒的重力),以下说法正确的是(   )

A . 减小偏转极板间的电压,可以缩小字迹 B . 电量相同的墨汁微粒轨迹相同 C . 墨汁微粒的运动轨迹与带电量无关 D . 墨汁微粒的轨迹是抛物线
在科学研究中,可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制。如图所示的xOy平面处于匀强电场和匀强磁场中,电场强度E和磁感应强度B随时间t做周期性变化的图象如图所示。x 轴正方向为E的正方向,垂直纸面向里为B的正方向。在坐标原点O有一粒子P,其质量和电荷量分别为m和+q.不计重力。在t= 时刻释放P,它恰能沿一定轨道做往复运动。

  1. (1) 求P在磁场中运动时速度的大小v0
  2. (2) 求B0应满足的关系;
  3. (3) 在t0(0<t0 )时刻释放P,求P速度为零时的坐标。
如图所示,在第二、三象限内,存在电场强度大小为E、方向沿x轴正方向的匀强电场。在第一、四象限内存在磁感应强度大小均相等的匀强磁场,其中第四象限内0<x<L区域的磁场方向垂直于xOy平面向里,其他区域内的磁场方向垂直于xOy平面向外。一个带正电的粒子从点A(-0.5L,L)以初速度v0沿y轴负方向射入电场,从原点O射出电场进入磁场,途经点M(L,0)到达点N(L,-L),不计粒子重力。求:

  1. (1) 带电粒子的比荷;
  2. (2) 匀强磁场的磁感应强度大小;
  3. (3) 带电粒子从O点运动到N点的时间。
某空间区域的竖直平面内存在电场,其中竖直的一条电场线如图甲所示,一个质量为m、电荷 量为q的带正电小球,在电场中从O点由静止开始沿电场线竖直向下运动。以O为坐标原点, 取竖直向下为x轴的正方向,小球的机械能E与位移x的关系如图乙所示,则(不考虑空气阻 力)(   )

图片_x0020_100011

A . 电场强度不断减小,方向沿x轴负方向 B . 从O到x1的过程中,加速度越来越小,速率越来越大 C . 从O到x1的过程中,相等的位移内,小球克服电场力做的功越来越小 D . 到达x1位置时,小球速度的大小为
水平面上有一个竖直放置的部分圆弧轨道,A为轨道的最低点,半径 OA 竖直,圆心角 AOB为 60°,半径 R=0.8 m,空间有竖直向下的匀强电场,场强 E=1×104N/C。一个质量 m=2 kg、电荷量为 q=-1×10-3 C 的带电小球,从轨道左侧与圆心 O 同一高度的 C 点水平抛出,恰好从 B 点沿切线进入圆弧轨 道,到达最低点 A 时对轨道的压力 FN=32.5 N。不计空气阻力,重力加速度 g 取10 m/s2 , 求:

图片_x0020_100024

  1. (1) 小球抛出时的初速度 v0 的大小;
  2. (2) 小球到 A 点时速度大小 vA
  3. (3) 小球从 B 到 A 的过程中克服摩擦所做的功 Wf
关于静电场的电场强度和电势,下列说法不正确的是(   )
A . 电场强度的方向处处与等电势面垂直 B . 电场强度为零的地方,电势也为零 C . 随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低 D . 任一点的电场强度总是指向该点电势降落的方向
如图所示,abcd是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点,电场线与矩形所在平面平行,已知a点电势为20V,b点电势为24V,d点电势为4V,求:c点电势多大。

图片_x0020_100010

在电场中A、B两点的电势分别为 A=300V, B=200V,则A、B间的电势差UAB=
当带电云层接近地面时,地面上的物体受其影响会产生异种电荷,为了避免遭受雷击,在高大的建筑物上安装尖端导体——避雷针。如图为带电云层和避雷针之间电场线的分布示意图,A、B是电场线上的两点,其场强为EA、EB , 电势为φA、φB , 则以下说法正确的是(   )

图片_x0020_100001

A . EA>EB φA<φB B . EA<EB φA>φB C . EA>EB φA>φB D . EA<EB φA<φB
如图所示,在xOy平面的第二象限内存在沿y轴负向的匀强电场,在x≥0区域中存在垂直于平面向里的匀强磁场。电场中P点坐标为(-L, L),带电粒子a自P点以初速度v0水平向右射入电场,一段时间后,与静止在坐标原点的不带电粒子b相碰并立即结合成粒子c,此后c又恰好回到了P点,已知a、b的质量均为m,a的电荷量为q,不计粒子重力。求:

  1. (1) 电场强度E的大小;
  2. (2) 碰撞过程损失的机械能;
  3. (3) 磁感应强度B的大小。
如图所示,在等边三角形的A、B、C三个顶点上分别固定着三个带电量相等的点电荷,其中A处点电荷带负电,B、C处点电荷均带正电。D为边的中点,E、F在边上且 , P为边的中点,M、N在边上且。下列说法正确的是(   )

A . M,N两点的电场强度相同 B . E点的电场强度大于F点的电场强度 C . 负电荷在M点具有的电势能比在N点具有的电势能大 D . 负电荷在E点具有的电势能比在F点具有的电势能大
用一条长为1m的绝缘轻绳,悬挂一个质量为4.0×10-4kg、电荷量为2.0×10-8C的小球,细线的上端固定于O点。如图所示,现加一水平向右的匀强电场,平衡时绝缘绳与竖直方向的夹角为37°,取重力加速度g=10m/s2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列说法正确的是(   )

A . 匀强电场的场强为1.5×106N/C B . 平衡时细线的拉力为5.0×10-2N C . 若撤去电场,小球回到最低点时绳上的拉力为5.6×10-3N D . 若剪断细绳,小球将做加速度为12m/s2的匀加速直线运动