题目内容

如图所示，一平行板电容器水平放置，两板有方向竖直向上的匀强电场，板间距d=0.40m，电压U=10V，金属板M上开有一小孔。有A、B两个质量均为m=0.10g、电荷量均为q=＋8.0×10-5C的带电小球（可视为质点），其间用长为L=0.10m的绝缘轻杆相连，处于竖直状态，A小球恰好位于小孔正上方H=0.20m处。现由静止释放并让两个带电小球保持竖直下落，(g取10m/s2)
求小题1:小球在运动过程中的最大速率。
小题2:小球在运动过程中距N板的最小距离。

小题1:
小题2:
（1）由受力分析可知，当F合=0时，速度最大。设有n个球进入电场时，合力为零。
2mg="nEq               " 2分
E=U/d
代入数据，n="1"
当A球刚进入电场时，F合=０时有V的最大值
                  2分
         1分
(2) 设B球进入电场x时小球的速度变为０，则根据动能定理有
      3分
解得X=0.2m
A球距N板的最小距离为     2分
练习册系列答案
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如图所示为空间某一电场的电场线，a、b两点为其中一条竖直向下的电场线上的两点，这两点的高度差为h，一个质量为m、带电量为＋q的小球从a点静止释放后沿电场线运动到b点时速度大小为，则下列说法中正确的有
A．质量为m、带电量为＋2q的小球从a点静止释放后沿电场线运动到b点时速度大小为2
B．质量为m、带电量为－q的小球从a点静止释放后沿电场线运动到b点时速度大小为2
C．质量为m、带电量为－q的小球从a点静止释放后沿电场线运动到b点时速度大小为，
D．质量为m、带电量为－2q的小球从a点静止释放后将在ab间来回振动。
在19世纪末发现电子以后，美国物理学家密立根 (R.A.Millikan)在1907年~1913年间就微小油滴所带电荷量进行了多次的测量，比较准确地测定了电子的电荷量。油滴实验是物理学发展史上具有重要意义的实验。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连接，上、下板分别带正、负电荷。油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而带电，油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中，通过显微镜可以观察到油滴的运动情况。两金属板间的距离为d，忽略空气对油滴的浮力和阻力，重力加速度为g。

(1)调节两金属板间的电势差u，当u=Uo时，使某个质量为m1的油滴恰好做匀速运动。该油滴所带电荷量q为多少？
(2)若油滴进入电场时的速度可以忽略，当两金属板间的电势差u=U时，观察到某个质量为m2的油滴进入电场后做匀加速运动，经过时间t运动到下极板，求此油滴所带电荷量Q。
如图所示，一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中，以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动。ON与水平面的夹角为30°，重力加速度为g，且mg=Eq，则(    )
A．电场方向竖直向上
B．小球运动的加速度大小为g
C．小球上升的最大高度为
D．若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为
将一质量为m的带电粒子(不计重力)放在电场中无初速释放，则下列说法正确的是
(　　)
A．带电粒子的轨迹一定和电场线重合
B．带电粒子的速度方向总是与所在处的电场线切线方向一致
C．带电粒子的加速度方向总是与所在处的电场线切线方向重合
D．带电粒子将沿电场线的切线方向抛出，做抛物线运动
在如图所示的电路中，两平行正对金属板A、B水平放置，两板间的距离d=4.0cm。电源电动势E=400V，内电阻r=20Ω，电阻R1=1980Ω。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球（可视为质点）从B板上的小孔以初速度v0=1.0m/s竖直向上射入两板间，小球恰好能到达A板。若小球所带电荷量q=1.0×10-7C，质量m=2.0×10-4kg，不考虑空气阻力，忽略射入小球对电路的影响，取g=10m/s2。求：

小题1:A、B两金属板间的电压的大小U；
小题2:滑动变阻器消耗的电功率P滑；
小题3:电源的效率η。
（19分）如图所示，在a、b两端有直流恒压电源，输出电压恒为Uab，R2=40Ω，右端连接间距d=0.04m、板长l=10cm的两水平放置的平行金属板，板间电场视为匀强电场。闭合开关，将质量为m=1.6×10-6kg、带电量q=3.2×10-8C的微粒以初速度v0=0.5m/s沿两板中线水平射入板间。当滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω时，微粒恰好沿中线匀速运动，通过电动机的电流为0.5A。已知电动机内阻R1=2Ω，取g=10m/s2。试问：
（1）输出电压为Uab是多大？
（2）在上述条件下，电动机的输出功率和电源的输出功率？
（3）为使微粒不打在金属板上，R2两端的电压应满足什么条件？
如图所示，质量为m的带负电的小物块处于倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置处于竖直向下的匀强电场中时，小物块恰处于静止。现将电场方向突然改为水平向右，而场强大小不变，则
A．小物块仍静止B．小物块沿斜面加速上滑
C．小物块沿斜面加速下滑D．小物块将脱离斜面运动
如图，EF与GH间为一无场区。无场区左侧A、B为相距为d、板长为L的水平放置的平行金属板，两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场，其中A为正极板。无场区右侧为一点电荷形成的电场，点电荷的位置O也为圆弧形细圆管CD的圆心，圆弧半径为R，圆心角为120°，O、C在两板间的中心线上，D位于GH上。一个质量为m、电量为q的带正电粒子以初速度v0沿两板间的中心线射入匀强电场，粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管，并作与管壁无相互挤压的匀速圆周运动。（不计粒子的重力、管的粗细）求：

（1）粒子出匀强电场时，速度与水平方向的夹角；
（2）O处点电荷的电性和带电量；
（3）带电粒子穿越匀强电场过程中垂直极板方向的位移大小。
（4）两金属板所加的电压。

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