高中物理經(jīng)典題庫-電學(xué)計算題63個

高中物理經(jīng)典題庫高中物理經(jīng)典題庫電學(xué)計算題第電學(xué)計算題第頁(共39頁)由于重力mg方向向下，故推得小球受的電場力qU/d必定向上，由此可知，小球若帶正電，則下面極板為正極；若小球帶負(fù)電，則下面極板為負(fù)極，即小球所帶電荷與下面極板的極性相同．從題目所給的電路可看出，當(dāng)開關(guān)斷開時，兩極板的極性不會改變，但兩極間的電壓變?yōu)閁'.U'與U的關(guān)系可以這樣求：從所給電路可知，加在兩極板間的電壓等于電阻R上的3電壓，如電源的內(nèi)阻不計，當(dāng)開關(guān)S閉合時，電源回路中的結(jié)構(gòu)是比、R?并聯(lián)后與R3串聯(lián)，由分壓關(guān)系可得當(dāng)S閉合時，只3上的電壓即兩極板間的電壓u=2鳥/32，龍為電源電動勢.當(dāng)S斷開后，電源回路的結(jié)構(gòu)是比與R3串聯(lián)，由分壓關(guān)系可得知，此時R3上的電壓即兩極板間的電壓U=￡/2,這樣就得到3U/2=2U‘，3由此得出，S斷開后，兩極板間的電壓等于U/=3U/4=3mgd/4q.由于在開關(guān)斷開前后，兩極板間的電壓由U=mgd/q變小為U'=3mgd/4q,所以小球所受的電場力也變小了，小球向下面極板運(yùn)動，速度由零增大到v,由功能關(guān)系得mv2/2—0=mgd/2—qUz/2.根據(jù)題目所給條件，小球與下面極板碰撞后動能不變，但小球改為帶與該板極性相同的電荷.即碰撞后，小球的動能仍為mv2/2，所帶電荷符號不變，但電量變?yōu)閝‘.若欲使小球所帶電量q‘剛好能使小球運(yùn)動到上極板，則由功能關(guān)系得0—mv2/2=—mgd+qzUz，聯(lián)立解得q'=7q/6.59?解：板間場強(qiáng)E=U/d，粒子在板間以a=qU/md，在垂直于00’方向做變速運(yùn)動，一般情況下，粒子進(jìn)入板區(qū)時，板間電壓已為U,經(jīng)時間電壓U變?yōu)榱?，?—t|段時間內(nèi)粒子沿垂直于00’方向位移為S|=at2/2.1在t廠t+T/2時間內(nèi)，板間電壓為零，粒子做勻速運(yùn)動，在這段時間內(nèi)位移為S2=at?T/2=atT/2.11從t+T/2時刻起，兩板間的電壓升為U,所以在t+T/2-T時間內(nèi)，粒子又在垂直于方向做v工0的勻加速直線運(yùn)動，位移為s=at(T/2—t)+a/2(TTOC\o"1-5"\h\z0311/2—七丿2,則粒子在垂直于00’方向的總位移為s=s+s+s=a/2(T/2)2+a/2tT.1131因為0WtWT/2,所以當(dāng)t=0時，s=a/2(T/2)2,11mins=qUT2/8md.min當(dāng)七=T/2時，s=3qUT2/8md.若粒子進(jìn)入兩板間，板壓已為零，類似上1max述分析，仍得相同結(jié)論.圖27解：(1)帶電粒子進(jìn)入磁場受洛淪茲力作用，在磁場內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，由qBv°=mv2/TR,0

R=mv/qB.0由圖27幾何關(guān)系可得ZaOzb=60°，磁場最小直徑2r=2Rcos30°,即r=Rcos30°=?mv/2qB,0所以最小磁場面積S=nr2=3nm2v02/4q2B2.(2)粒子從0到a做勻速圓周運(yùn)動，從a飛出磁場后做勻速直線運(yùn)動.由0至at1=T/3=2nm/3Bq,由a至bt=ab/v=、：3R/v=<3m/qB,200—所以由O至b總歷時t=t+t=m/qB(2n/3+^3).12從幾何關(guān)系可知Ob=3R=3mv0/qB,/.b點(diǎn)的坐標(biāo)是(3mv0/qB,0).解：(1)由于粒子僅受洛淪茲力作用,故粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動,當(dāng)磁場方向改變時，圓弧彎曲方向發(fā)生改變，為使粒子經(jīng)過一個磁場變化周期到達(dá)P點(diǎn)，且OP與x軸正向夾角為45°,P點(diǎn)速度方向沿x軸正方向，則粒子必須經(jīng)過兩個四分之一圓弧.粒子做勻速圓周運(yùn)動周期T0=2nm/qB,因而磁場變化周期T=2XT0/4=nm/qB.(2)磁場變化周期T越大，兩段圓弧越長，P點(diǎn)縱坐標(biāo)越大，之后半圓弧與y軸相切時，P點(diǎn)縱坐標(biāo)最大.設(shè)此時兩圓弧圓心分別為0、0，則0、10連線必通過兩圓弧交122點(diǎn)(切點(diǎn))C,且有OO=OP=OC=OC=R(R為圓弧半徑)，而R=mv/qB,過1212002作輔助線02A，使02A垂直y軸，則有O]A=JoO2OA=J3R,故P點(diǎn)最大縱坐標(biāo)y=OO+OA+OP=R+、''3R+R=(2+$3)mv0.m112qB解：如圖28,離子從D處進(jìn)入磁場做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)半徑為r,離子初速度為v°,則qBvo=mv/r,由幾何關(guān)系得：d=r+rcos60°.DC圓弧對應(yīng)圓心角0=120°,在磁場中運(yùn)動時間t]=T/3=2nm/3qB=2nm/3Bq.在電場中離子做類似平拋運(yùn)動，設(shè)運(yùn)動時間為t，場強(qiáng)為E,則2d=vt,d=at22022/2=qEt2/2m,2解得t2=3m/qB．離子從D到B需時間t=t+t=(2n+9)m/3qB.12(2)離子從C到B電場力做功.由動能定理得qEd=E—mv2/2，解得EkB0kB=4q2B2d2/9m.圖28KXX圖28KXX圖29高中物理經(jīng)典題庫高中物理經(jīng)典題庫高中物理經(jīng)典題庫高中物理經(jīng)典題庫電學(xué)計算題第電學(xué)計算題第41頁（共39頁）電學(xué)計算題第電學(xué)計算題第41頁（共39頁）解：（1）由于帶電液滴做圓周運(yùn)動，故mg=qE.所以液滴帶負(fù)電，由牛頓第二定律有qvB=mv2/R，所以v=BgR/E，為順時針方向繞行.（2）由于液滴分裂后一部分仍在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動，仍有重力等于電場力，兩液滴質(zhì)量相同，電量相同.故巴=3R,v]=BgR]/E=3v.設(shè)第二液滴的速度為v]由動量守恒定律，，有mv=mv/2+mv/2,所以v=—v,122即第二液滴在A點(diǎn)的速度與原來大小相同，方向相反，做半徑為R的順時針圓運(yùn)動，但圓的最高點(diǎn)在A點(diǎn)（如圖29）.（3）T=2nm/2/