题目内容

如图所示，水平放置的平行板电容器，两板间距为d=8cm，板长为L=25cm，接在直流电源上，有一带电液滴以υ0=0.5m/s的初速度从板间的正中央水平射入，恰好做匀速直线运动，当它运动到P处时迅速将下板向上提起cm，液滴刚好从金属板末端飞出，求：

（1）将下板向上提起后，液滴的加速度大小；
（2）液滴从射入电场开始计时，匀速运动到P点所用时间为多少？ （g取10m/s2）
(本题10分，每小题5分)

（1）（2）0.3s

解析试题分析：（1）带电液滴在板间受重力和竖直向上的电场力，因为液滴匀速运动，所以有：

当下板向上提后，d减小，E增大，电场力增大，故液滴向上偏转，在电场中做类平抛运动.
此时液滴所受电场力

（2）因为液滴刚好从金属末端飞出，所以液滴在竖直方向上的位移是
设液滴从P点开始在匀强电场中飞行的时间为
，
而液滴从刚进入电场到出电场的时间
所以液滴从射入开始匀速运动到P点时间为
考点：带电粒子在匀强电场中的运动

练习册系列答案
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(16分)如图甲所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为U0，偏转电场板间距离L＝8cm，极板长为2L，下极板接地，偏转电场极板右端到荧光屏的距离也是2L，在两极板间接有一交变电压，电压变化周期T＝4s，上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示，大量电子从偏转电场中央持续射入，穿过平行板的时间都极短，可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的。

⑴求电子进入偏转电场时的速度v0(用电子比荷、加速电压U0表示)；
⑵在电势变化的每个周期内荧光屏会出现“黑屏”现象，即无电子击中屏幕，求每个周期内的“黑屏”时间有多长；
⑶求荧光屏上有电子打到的区间的长度。

(12分)如图，两平行金属板A、B间为一匀强电场，A、B相距6cm，C、D为电场中的两点，且CD＝4cm，CD连线和场强方向成60°角．已知电子从D点移到C点电场力做3.2×10－17J的功，求：

（1）匀强电场的场强大小；
（2）A、B两点间的电势差；
（3）若A板接地，D点电势为多少？（电子带电量e=）

（12分）如图，平行板间电压为U，板间距离为d，板长为L1，一带电粒子质量为m，电荷量为q，以初速度v0垂直于场强方向射入电场中，离开电场后沿直线打在荧光屏上，荧光屏到平行板右端的距离为L2，不计粒子重力。求：

（1）粒子在电场中运动的时间t1；
（2）板间场强E和粒子在电场中运动的加速度a；
（3）粒子在电场中偏转分位移y；
（4）粒子离开电场后经多长时间t2打到荧光屏上？

电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根所做的油滴实验测得的。密立根油滴实验的原理如图所示：两块水平放置的平行金属板与电源相连接，上板带正电，下板带负电，油滴从喷雾器喷出后，由于与喷嘴摩擦而带负电，油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入（可认为初速度为0）平行金属板间，落到两板之间的匀强电场中。在强光照射下，观察者通过显微镜观察油滴的运动。
从喷雾喷出的小油滴可以视为球形，小油滴在空气中下落时受到的空气阻力f大小跟它下落的速度v的大小的关系是：f=6πηrv，式中r为油滴半径，η为粘滞系数。设重力加速度为g，不考虑油滴的蒸发。

（1）实验中先将开关断开，测出小油滴下落一段时间后达到匀速运动时的速度v1，已知油的密度为ρ，空气的密度为ρ′，粘滞系数为η，试由以上数据计算小油滴的半径r；
（2）待小球向下运动的速度达到v1后，将开关闭合，小油滴受电场力作用，最终达到向上匀速运动，测得匀速运动的速度v2，已知两金属板间的距离为d，电压为U。试由以上数据计算小油滴所带的电荷量q；
（3）大致（不要求精确的标度）画出油滴从进入平行金属板到向上匀速运动这段过程中的v—t图像（设竖直向下为正方向）。

(16分)如图所示，相距为2d的A和B两点上固定着等量异种的两个点电荷，电荷量分别为＋Q和－Q.在AB连线的中垂线上取一点P，垂足为O，∠PAO＝α，求：

(1)－Q在P点的场强的大小和方向；
(2)P点的场强的大小和方向；
(3)α为何值时，P点的场强最大，其最大值是多少？

（16分）如图所示，在xOy平面内，x轴的上方分布有沿x轴负方向的场强E=1.2×103N/C的匀强电场，x轴的下方分布有垂直纸面向里的磁感应强度B=0．2 T的匀强磁场。在x轴上有一个足够大的垂直于y轴的平板MN，平板上开有一个小孔P，P点距O点的距离Sx=3cm，P处连接有一段长度d=lcm内径不计的准直管，管内由于静电屏蔽没有电场。y轴负方向上距O点cm的粒子源S可以向平面内各个方向发射a粒子，假设发射的a粒子速度大小均为2×105m／s，打到平板和准直管管壁上的a粒子均被吸收。已知a粒子带正电，比荷为×l07C／kg重力不计，求

（1）a粒子在磁场中运动的轨道半径和粒子从S到达P孔的时间；
（2）经过准直管进入电场中运动的a粒子，到达y轴的位置与O点的距离。

如图所示，正方形ABCD处在一个匀强电场中，电场线与正方形所在平面平行．已知A、B、C三点的电势依次为φA=6.0V，φB=4.0V，φC=-2.0V． 

⑴D点的电势φD=    V。
⑵在图中画出过A点的电场线（要把作图过程画在图上）

如图所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接．只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作．如果再合上S2，则下列表述正确的是

A．外电路的总电阻减少
B．L1两端的电压增大
C．通过R1上的电流增大
D．通过R3上的电流增大

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