(20分)如图所示,在xOy平面上第Ⅰ象限内有平行于y轴的有界匀强电场,方向如图所示.y轴上一点P的坐标为(0,y0),有一电子以垂直于y轴的初速度v0从P点垂直射入电场中,当匀强电场的场强为E1时,电子从A点射出,A点坐标为(xA,0),当场强为E2时,电子从B点射出,B点坐标为(xB,0).已知电子的电荷量为e,质量为m,不计电子的重力.
(1)求匀强电场的场强E1、E2之比.
(2)若在第Ⅳ象限过Q点放一张垂直于xOy平面的感光胶片,Q点的坐标为(0,-y0),求感光胶片上曝光点的横坐标x A′、xB′之比.
(15分)如图所示,两块竖直放置的平行金属板A、B,两板相距d,两板间电压为U,一质量为m的带电小球从两板间的M点开始以竖直向上的初速度v0运动,当它到达电场中的N点时速度变为水平方向、大小变为2v0,求M、N两点间的电势差和电场力对带电小球所做的功.(不计带电小球对金属板上电荷均匀分布的影响,设重力加速度为g)
(12分)在光滑绝缘水平面上,两个正点电荷Q1=Q和Q2=4Q分固定在A、B两点,A、B两点相距L,且A、B两点正好位于水平放置的光滑绝缘半圆细管两个端点的出口处,如图所示.
⑴现将另一正点电荷置于A、B连线上靠近A处静止释放,求它在AB连线上运动过程中达到最大速度时的位置离A点的距离.
⑵若把该点电荷放于绝缘管内靠近A点处由静止释放,已知它在管内运动过程中速度为最大时的位置在P处.试求出图中PA和AB连线的夹角θ.
(9分)两块大小、形状完全相同的金属板平行放置,构成一平行板电容器,与它相连接的电路如图所示,闭合开关S,电源即给电容器充电。
(1)若保持S闭合,减小两板间的距离,则两极板间的电场强度 ;
(2)若断开S,减小两板间的距离,则极板上的电量 ,两极板间的电场强度 。(填:“变大”、“不变”或“变小”)
(6分)图中A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点,已知A、B、C三点的电势分别为φA=15 V,φB=3 V,φC=-3 V,由此可得D点电势φD= ______ V。请画出电场线的方向。
如图所示是测定液面高度h的传感器. 在导线芯的外面涂上一层绝缘物质,放入导电液体中,在计算机上就可以知道h的变化情况,并实现自动控制,下列说法正确的是
A.液面高度h变大,电容变大
B.液面高度h变小,电容变大
C.金属芯线和导电液体构成电容器的两个电极
D.金属芯线的两侧构成电容器的两电极