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真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运...

真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0在油滴处于位置A时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变.持续一段时间t1后,又突然将电场反向,但保持其大小不变;再持续同样一段时间后,油滴运动到B点.重力加速度大小为g.

(1)油滴运动到B点时的速度;

(2)求增大后的电场强度的大小;为保证后来的电场强度比原来的大,试给出相应的t1v0应满足的条件.已知不存在电场时,油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍.

 

(1) (2)见解析 【解析】 (1)设油滴质量和电荷量分别为m和q,油滴速度方向向上为正.油滴在电场强度大小为E1的匀强电场中做匀速直线运动,故匀强电场方向向上.在t=0时,电场强度突然从E1增加至E2时,油滴做竖直向上的匀加速运动,加速度方向向上,大小a1满足 ① 油滴在时刻t1的速度为 ② 电场强度在时刻t1突然反向,油滴做匀变速直线运动,加速度方向向下,大小a2满足 ③ 油滴在时刻t2=2t1的速度为 ④ 由①②③④式得 ⑤ (2)由题意,在t=0时刻前有 ⑥ 油滴从t=0到时刻t1的位移为 ⑦ 油滴在从时刻t1到时刻t2=2t1的时间间隔内的位移为 ⑧ 由题给条件有⑨ 式中h是B、A两点之间的距离. 若B点在A点之上,依题意有 ⑩ 由①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩式得 ⑪ 为使,应有 ⑫ 即当⑬ 或⑭ 才是可能的:条件⑬式和⑭式分别对应于和两种情形. 若B在A点之下,依题意有 ⑮ 由①②③⑥⑦⑧⑨⑮式得 ⑯ 为使,应有 ⑰ 即 ⑱ 另一解为负,不符合题意,已舍去.
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考点分析:
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如图所示,三块平行放置的带电金属薄板ABC中央各有一小孔,小孔分别位于OMP点,由O点静止释放的电子恰好能运动到P点,现将C板向右平移到P点,则由O点静止释放的电子

A. 运动到P点返回

B. 运动到PP点之间返回

C. 运动到P点返回

D. 穿过P

 

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如图所示,平行板电容器两极板水平放置,现将其与二极管串联接在电动势为E的直流电源上,电容器下极板接地,静电计所带电荷量可忽略,二极管具有单向导电性.闭合开关S,一带电油滴恰好静止于两板间的P点,现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离,则下列说法正确的是(  )

A.平行板电容器的电容将变大

B.静电计指针张角变小

C.带电油滴的电势能将增加

D.油滴仍将保持静止

 

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如图所示,两块较大的金属板A、B相距为d,平行放置并与一电源相连,S闭合后,两板间恰好有一质量为m、带电量为q的油滴处于静止状态,以下说法正确的是(  )

A. 若将S断开,则油滴将做自由落体运动,G表中无电流

B. 若将A向左平移一小段位移,则油滴仍然静止,G表中有a→b的电流

C. 若将A向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G表中有b→a的电流

D. 若将A向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G表中有b→a的电流

 

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如图,平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连,一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间,处于静止状态.现保持右极板不动,将左极板向左缓慢移动.关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T,下列判断正确的是(    )

A.F逐渐增大,T逐渐减小

B.F逐渐减小,T逐渐减小

C.F逐渐减小,T逐渐增大

D.F逐渐增大,T逐渐增大

 

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如图所示,水平绝缘粗糙的轨道与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道平滑连接,半圆形轨道的半径,在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度。现有一电荷,质量的带电体(可视为质点),在水平轨道上的点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点,然后落至水平轨道上的点(图中未画出)。取。试求:

1)带电体运动到圆形轨道点时对圆形轨道的压力大小。

2点到点的距离

3)带电体在从开始运动到落至点的过程中的最大动能(结果保留3位有效数字)。

 

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