新步步高《加练半小时》2019版高三物理一轮复习(教科版)习题:章末滚动练7.2 电场(二) 联系客服

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1.如图1所示,绝缘的光滑水平桌面高为h=1.25m、长为s=2m,桌面上方有一个水平向左的匀强电场.一个质量为m=2×103kg、带电量为q=+5.0×108C的小物体自桌面的左端A

点以初速度vA=6m/s向右滑行,离开桌子边缘B后,落在水平地面上C点.C点与B点的水平距离x=1 m,不计空气阻力,取g=10 m/s2.

图1

(1)小物体离开桌子边缘B后经过多长时间落地? (2)匀强电场E多大?

(3)为使小物体离开桌面边缘B后水平距离加倍,即x′=2x,某同学认为应使小物体带电量减半,你同意他的想法吗?试通过计算验证你的结论.

2.如图2所示,虚线左侧有一场强为E1=E的匀强电场,在两条平行的虚线MN和PQ之间存有着宽为L、电场强度为E2=2E的匀强电场,在虚线PQ右侧相距也为L处有一与电场E2平行的屏.现将一电子(电荷量为e,质量为m)无初速度放入电场E1中的A点,最后打在右侧的屏上,AO连线与屏垂直,垂足为O,求:

图2

(1)电子从释放到打到屏上所用的时间;

(2)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值tanθ; (3)电子打到屏上的点O′到O点的距离x.

mg

3.如图3所示,CD左侧存有场强大小E=,方向水平向左的匀强电场,一个质量为m、

q电荷量为+q的光滑绝缘小球,从底边BC长为L、倾角为53°的光滑直角三角形斜面顶端A点由静止开始下滑,运动到斜面底端C点后进入一光滑竖直半圆形细圆管内(C处为一小段长度可忽略的光滑圆弧,圆管内径略大于小球直径,半圆直径CD在竖直线上),恰能到达细圆管最高点D点,随后从D点离开后落回斜面上某点P.(重力加速度为g,sin53°=0.8,cos53°

=0.6)求:

图3

(1)小球到达C点时的速度; (2)小球从D点运动到P点的时间t.

答案解析

1.(1)0.5s (2)3.2×105N/C (3)不同意

解析 (1)设小物体离开桌子边缘B点后经过时间t落地,则 1

h=gt2得t=2

2h=g

2×1.25

s=0.5s 10

(2)设小物体离开桌子边缘B点时的速度为vB,则 x1

vB==m/s=2 m/s

t0.5

112

根据动能定理,有-qEs=mv2B-mvA 22

2

m?vA-v22×103×?62-22?B?5

得E==N/C=3.2×10 N/C -82qs2×5.0×10×2

(3)不同意.

要使水平射程加倍,必须使B点水平速度加倍,即 vB′=2vB=4m/s,根据动能定理,有 q11

-Es=mvB′2-mvA′2 222解得vA′=qEsvB′+=m

2

5.0×108×3.2×105×24+ -2×103-

2

=42m/s≈5.66 m/s≠vA

所以说该同学认为应使小物体带电量减半的想法是错误的. 2.(1)3

mL

(2)2 (3)3L Ee

解析 (1)电子在电场E1中做初速度为零的匀加速直线运动,设加速度为a1,时间为t1,由牛顿第二定律得: E1eEea1==①

mm

1L12

由x=at2得:=a1t1②

222

电子进入电场E2时的速度为:v1=a1t1③

2L电子从进入电场E2至打到屏上的过程中,在水平方向做匀速直线运动,时间为:t2=④

v1电子从释放到打到屏上所用的时间为:t=t1+t2⑤ 联立①②③④⑤式解得:t=3mL Ee

(2)设电子刚射出电场E2时平行电场方向的速度为vy E2e2Ee

电子进入电场E2时的加速度为:a2==⑥

mm

vy=a2t3⑦ Lt3=⑧

v1

vy

电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值为:tanθ=⑨

v1联立解得:tanθ=2⑩

(3)电子在电场中的运动轨迹如图所示:

设电子打到屏上的点O′到O点的距离为x, 由几何关系得: xtanθ=?

3L2联立得:x=3L 3.(1)

2gL (2) 3

2L 7g

解析 (1)由动能定理: 41mg×L-qEL=mv2

32v=2gL 3

(2)由A到D的过程由动能定理: 4

mg×L-mg×2r-qEL=0

31得r=L

6

离开D点后做匀加速直线运动,如图. 1

竖直方向:xDG=gt2

2水平方向:qE=ma