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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,在xOy直角坐标系中,第一象限内的等腰直角三角形ABO区域内有水平向左的匀强电场(电场强度大小未知),在第二象限边长为L的正方形CBOM区域内有竖直向下的匀强电场,电场强度大小为E0,现有一带正电粒子(重力不计)从AB边上的A点由静止释放,恰好能通过M点.

(1)ABO区域内的匀强电场的电场强度大小E1

(2)ABO区域内的匀强电场的电场强度为3E0,要使从AO线上某点由静止释放题述相同的带电粒子,通过坐标为(-2L,0)的点,求释放点的坐标.

 

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虚线间存在如图所示的水平匀强电场,一带电粒子质量为、电荷量为,从点由静止开始经电压为的电场加速后,垂直进入匀强电场中,从虚线的某点(图中未画出)离开匀强电场时速度与电场方向成30°角。已知间距为,带电粒子的重力忽略不计。求:

1)带电粒子刚进入匀强电场时的速率;

2)水平匀强电场的场强大小;

3两点间的电势差。

 

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如图(a)所示,光滑绝缘水平面上有甲、乙两个点电荷.t=0时,甲静止,乙以初速度6m/s向甲运动.此后,它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动(整个运动过程中没有接触),它们运动的v-t图象分别如图(b)中甲、乙两曲线所示.则由图线可知(   )

 

A.两电荷的电性一定相反

B.t1时刻两电荷的电势能最大

C.0~t2时间内,两电荷的静电力先增大后减小

D.0~t3时间内,甲的动能一直增大,乙的动能一直减小

 

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在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定了一电荷量为+Q的正点电荷,在水平面上的N点,由静止释放质量为m、电荷量为-q的带电小球,小球经过P点时速度为v,图中θ=60°,则在+Q形成的电场中

A.N点电势高于P点电势

B.

C.P点电场强度大小是N点的2

D.带电小球从N点到P点的过程中电势能减少了

 

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如图,空间有平行于纸面的匀强电场,处于该电场中直角三角形直角边=20cmAD的角平分线.若在直角顶点B处有一个射线源,能朝空间各方向射出动能为1000的电子,则能在顶点AC分别探测到动能为1100900的电子,本题中运动的电子仅需考虑匀强电场的电场力,则:

A.AB间的电势差

B.该匀强电场的场强1000V/m

C.电场强度的方向沿A指向D

D.整个三角形内,顶点C的电势最高

 

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