电场高考计算题综合演练。
1、(2023年广东卷)如图(a)所示,在光滑绝缘水平面的ab区域内存在水平向右的电场,电场强度e随时间的变化如图(b)所示.不带电的绝缘小球p2静止在o点.t=0时,带正电的小球p1以速度t0从a点进入ab区域,随后与p2发生正碰后**,**速度大小是碰前的倍,p1的质量为m1,带电量为q,p2的质量m2=5m1,a、o间距为l0,o、b间距.已知.
1)求碰撞后小球p1向左运动的最大距离及所需时间.
2)讨论两球能否在ob区间内再次发生碰撞.
2、(2007·广东)如图9-38-11所示,沿水平方向放置一条平直光滑槽,它垂直穿过开有小孔的两平行薄板,板相距3.5l.槽内有两个质量均为m的小球a和b,球a带电量为+2q,球b带电量为-3q,两球由长为2l的轻杆相连,组成一带电系统。
最初a和b分别静止于左板的两侧,离板的距离均为l.若视小球为质点,不计轻杆的质量,在两板间加上与槽平行向右的匀强电场e后(设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成,不影响电场的分布),求:
球b刚进入电场时,带电系统的速度大小;
带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间及球a相对右板的位置?
3、如图所示,竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为r,下端与光滑绝缘水平面平滑连接,整个装置处于方向竖直向上的匀强电场e中.一质量为m、带电量为+q的物块(可视为质点),从水平面上的a点以初速度v0水平向左运动,沿半圆形轨道恰好通过最高点c,场强大小e<.
1)试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功.
2)证明物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小e无关,且为一常量.
4、(2023年广州一模)如图19所示,在绝缘水平面上,相距为l的a、b两点分别固定着等量正点电荷。o为ab连线的中点,c、d是ab连线上两点,其中ac=co=od=db=.一质量为m电量为+q的小滑块(可视为质点)以初动能e0从c点出发,沿直线ab向d运动,滑块第一次经过o点时的动能为n e0(n>1),到达d点时动能恰好为零,小滑块最终停在o点,求:
5、如图所示,在光滑绝缘水平桌面上有两个静止的小球a和b,b在桌边缘,a和b均可视为质点,质量均为m=0.2kg,a球带正电,电荷量q=0.1c,b球是绝缘体不带电,桌面距地面的高h=0.05m.开始时a、b相距l=0.1m,在方向水平向右、大小e=10n/c的匀强电场的电场力作用下,a开始向右运动,并与b球发生正碰,碰撞中a、b的总动能无损失,a和b之间无电荷转移.求:
1)a经过多长时间与b碰撞2)a、b落地点之间的距离是多大?
6、在电场强度为e的匀强电场中,有一条与电场线平行的几何线,如图中虚线所示,几何线上有两个静止的小球a和b(均可看做质点),两小球的质量均为m,a球带电荷量+q,b球不带电,开始时两球相距l,在电场力的作用下,a球开始沿直线运动,并与b球发生对碰撞,碰撞中a、b两球的总动能无损失,设在各次碰撞过程中,a、b两球间无电量转移,且不考虑重力及两球间的万有引力,问:
1)a球经过多长时间与b球发生第一次碰撞?
2)第一次碰撞后,a、b两球的速度各为多大?
3)试问在以后a、b两球有再次不断地碰撞的时间吗?
如果相等,请计算该时间间隔t,如果不相等,请说明理由.
7、在足够大的真空空间中,存在水平向右的匀强电场,若用绝缘细线将质量为m的带正电小球悬挂在电场中,静止时细线与竖直方向夹角θ=37.撤去细线,现将该小球从电场中的a点竖直向上抛出,抛出的初速度大小为v0,如图所示,求:(1)小球在电场内运动过程中的最小速率.(2)小球从抛出至达到最小速率的过程中,电场力对小球做的功.(sin37=0.6,cos37 =0.
8)8、如图所示,在高h=2.5m的光滑、绝缘水平高台边缘,静置一个小物块b,另一带电小物块a以初速度v0=10.0m/s向b运动,a、b的质量均为m=1.
0×10—4kg。 a与b相碰撞后,两物块立即粘在一起,并从台上飞出后落在水平地面上,落地点距高台边缘的水平距离l=5.0m.已知此空间中存在方向竖直向上的匀强电场,场强大小e=1.
0×l04n/c(图中未画出).假设a在滑行过程和碰撞过程中电量保持不变,不计空气阻力,g=10m/s2.求: (1)a、b碰撞过程中损失的机械能. (2)试说明a带电的电性,并求出其所带电荷量q的大小.(3)在a、b在飞行过程中,电场力对a做的功。
9、如图所示,一光滑斜面的直角点a处固定一带电荷量为+q、质量为m的绝缘小球,另一同样小球置于斜面顶点b处,已知斜面长为l,现把上部小球从b点由静止自由释放,球能沿斜面从b点运动到斜面底端c处,求:(1)小球从b处开始运动到斜面中点d处时的速度;(2)小球运动到斜面底端c处时,球对斜面的压力是多大?
10、如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为r的半圆形,固定在竖直面内,管口b、c的连线是水平直径.现有一带正电的小球(可视为质点)从b点正上方的a点自由下落,a、b两点间距离为4r.从小球进入管口开始,整个空间中突然加上一个匀强电场,电场力在竖直向上的分力大小与重力大小相等,结果小球从管口c处脱离圆管后,其运动轨迹经过a点.设小球运动过程中带电量没有改变,重力加速度为g,求:(1)小球到达b点的速度大小;(2)小球受到的电场力的大小 (3)小球经过管口c处时对圆管壁的压力.
11、如图所示,一质量为m = 1.0×kg,带电量为q = 1.0×c的小球,用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,假设电场足够大,静止时悬线向左与竖直方向成60角。
小球在运动过程电量保持不变,重力加速度g = 10 m/s2.结果保留2位有效数字。
(1)画出小球受力图并判断小球带何种电荷。
(2)求电场强度e
(3)若在某时刻将细线突然剪断,求经过1s时小球的速度v
12、一质量为m=6kg带电量为q= -0.1c的小球p自动摩擦因数u=0.5倾角θ=53°的粗糙斜面顶端静止开始滑下,斜面高h=6.
0m,,斜面底端通过一段光滑小圆弧与一光滑水平面相连。整个装置处在水平向右的匀强电场中,场强e=200n/c,忽略小球在连接处的能量损失,当小球运动到水平面时,立即撤去电场。水平面上有另一与p球一摸一样的小球q,小球q不带电,且q与轻质绝缘弹簧相连接。
如图所示, 设q静止,p运动到水平面与弹簧发生碰撞。(sin53°=0.8 ,cos53°=0.
6 ,g=10m/s2 。)
水平面小球运动速度满足)
1) 在整个过程中,p球电势能增加多少?
2)小球p运动到水平面时的速度大小。
3)在整个过程中,弹簧具有最大弹性势能为多少?
13、质量m=2.0×10-4kg、电荷量q=1.0×10-6c的带正电微粒静止在空间范围足够大的匀强电场中,电场强度大小为e1.在t=0时刻,电场强度突然增加到e2=4.
0×103n/c,场强方向保持不变.到t=0.20s时刻再把电场方向改为水平向右,场强大小保持不变.取g=10m/s2.求:(1)原来电场强度e1的大小?
2)t=0.20s时刻带电微粒的速度大小?(3)带电微粒运动速度水平向右时刻的动能?
14、如图所示,一矩形绝缘木板放在光滑水平面上,另一质量为m、带电量为q的小物块沿木板上表面以某一初速度从a端沿水平方向滑入,木板周围空间存在足够大、方向竖直向下的匀强电场.已知物块与木板间有摩擦,物块沿木板运动到b端恰好相对静止.若将匀强电场的方向改为竖直向上,大小不变,且物块仍以原初速度沿木板上表面从a端滑入,结果物块运动到木板中点时相对静止.求:
物块所带电荷的性质.⑵匀强电场场强的大小.
15、在绝缘水平面上放一质量m=2.0×10-3kg的带电滑块a,所带电荷量q=1.0×10-7c.
在滑块a的左边l=0.3m处放置一个不带电的绝缘滑块b,质量m=4.0×10-3kg,b与一端连在竖直墙壁上的轻弹簧接触(不连接)且弹簧处于自然状态,弹簧原长s=0.
05m.如图所示,在水平面上方空间加一水平向左的匀强电场,电场强度的大小为e=4.0×105n/c,滑块a由静止释放后向左滑动并与滑块b发生碰撞,设碰撞时间极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动并一起压缩弹簧至最短处(弹性限度内),此时弹性势能e0=3.
2×10-3j,两滑块始终没有分开,两滑块的体积大小不计,与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.5,g取10m/s2.求:
1)两滑块碰撞后刚结合在一起的共同速度v;
2)两滑块被弹簧弹开后距竖直墙壁的最大距离s.
16、如图所示,带正电小球质量为m=1×10-2kg,带电量为q=1×10-6c,置于光滑绝缘水平面上的a点。当空间存在着斜向上的匀强电场时,该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动,当运动到b点时,测得其速度v0=1.5m/s,此时小球的位移为s=0.
15m.求此匀强电场场强的取值范围。(g=10m/s2)
某同学求解如下:设电场方向与水平面之间夹角为θ,由动能定理,得,由题意可知θ>0,所以当e> 7.5×104v/m时小球将始终沿水平面做匀加速直线运动。
经检查,计算无误。该同学所得结论是否有不完善之处?若有请予补充。
17、在真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场.若将一个质量为m、带正电电量q的小球在此电场中由静止释放,小球将沿与竖直方向夹角为的直线运动。现将该小球从电场中某点以初速度竖直向上抛出,求运动过程中(取)
(1)小球受到的电场力的大小及方向;(2)小球运动的抛出点至最高点之间的电势差u.
18、在光滑绝缘的水平面上,用长为2l的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球a和b。a球的带电量为+2q,b球的带电量为-3q,组成一带电系统,如图所示,虚线mp为ab两球连线的垂直平分线,虚线nq与mp平行且相距5l。最初a和b分别静止于虚线mp的两侧,距mp的距离均为l,且a球距虚线nq的距离为4l。
若视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线mp,nq间加上水平向右的匀强电场e后,试求:(1)b球刚进入电场时,带电系统的速度大小;(2)带电系统向右运动的最大距离;
3)带电系统从开始运动到速度第一次为零时,b球电势能的变化量。
19、如图所示,匀强电场方向沿轴的正方向,场强为。在点有一个静止的中性微粒,由于内部作用,某一时刻突然**成两个质量均为的带电微粒,其中电荷量为的微粒1沿轴负方向运动,经过一段时间到达点。不计重力和**后两微粒间的作用。
试求(1)**时两个微粒各自的速度;(2)当微粒1到达(点时,电场力对微粒1做功的瞬间功率;
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