高中物理匀强电场综合题

夏季某日，某地区距地面一定高度的空中有两块相距3km的足够大的云团，受湿气流影响，两块云团正在以5m/s的相对速度靠近，不断与空气摩擦带电。设两云团之间电势差保持3×10⁹V不变，已知空气电离的电场强度（即发生放电时的电场强度）为3×10⁶V/m，云团间的电场可视为匀强电场，问：
（1）大约经过多长时间，将会发生放电现象？
（2）在这次放电中，若从一块云团移到另一云团的电量为500C，闪电历时0.01s，求释放的能量和电荷移动过程中的平均电流强度。
（3）写出在这次放电中，使空气中的氮气和氧气直接化合的化学方程式。
（4）已知1molO₂和1molN₂化合时要吸收180.7kJ能量，若上述放电发生时放出的总能量有0.1%用于这一反应，那么生成物的物质的量是多少？

如图13-7-10所示，两平行金属板相距10 cm，两板间加电压40 V，两板间有A、B、C三点，A距上板2 cm，B距下板2 cm.若把一个电荷量为3×10^{－4 C}的负电荷沿路径ACB从A点移到B点，电场力做的功是多少?若把它从A点沿AB移到B点，电场力做的功是多少?若把它从A点沿ACBA路径又移回到A点，电场力做的功是多少?

图13-7-10

如图所示，在固定的水平绝缘平板上有A、B、C三点，B点左侧的空间存在着场强大小为E，方向水平向右的匀强电场，在A点放置一个质量为m，带正电的小物块，物块与平板之间的摩擦系数为μ，若物块获得一个水平向左的初速度v₀之后，该物块能够到达C点并立即折回，最后又回到A点静止下来。求：
（1）此过程中电场力对物块所做的总功有多大？
（2）此过程中物块所走的总路程s有多大？
（3）若进一步知道物块所带的电量是q，那么B、C两点之间的距离是多大？

如图所示，匀强电场的场强E=1.2×10² N/C，方向水平向右，一正点电荷q=4×10^-8 C,它沿半径R="0.2" m的圆周从A点运动到B点，已知∠AOB=90°,求：

（1）此过程电场力做的功;
（2）A、B两点的电势差.

.绝缘细绳的一端固定在天花板上，另一端连接着一个带负电的电量为q、质量为m的小球，当空间中有水平方向的匀强电场后，长为L的绳稳定在与竖直方向成θ=30⁰角的A位置，如图所示。求：

匀强电场的场强E；
将小球从O点由静止释放，则到A处时电场力做的功为多少？
小球由静止从O点运动到A点过程中，电势能减少了多少？

如图所示，平行金属带电极板A、B间可看成匀强电场，场强E=1.2×10² V/m，极板间距离d="5" cm，电场中C和D分别到A、B两板距离均为0.5 cm，B板接地.求：

（1）C和D两点的电势、两点间电势差各为多少？
（2）将点电荷q=2×10^-2 C从C匀速移到D时外力做多少功？

一匀强电场，场强方向是水平的．一个质量为m的带正电的小球，从O点出发，初速度的大小为v₀，在电场力与重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动．求小球运动到最高点时其电势能与在O点的电势能之差？

图中画出了一个电场中的一簇互相平行等距的等势面，并标出各等势面电势的值，电场中A、B两点所处位置如图所示，它们之间的距离为5 cm，两点连线与等势面夹角为37°.一个电荷量为3×10^-8 C的电荷正好平衡在此电场中，求此电荷重力.

如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在平面的区域内，存在两个场强大小均为的匀强电场和，两电场的边界均是边长为的正方形（不计电子所受重力）。                                            

1.在该区域边的中点处由静止释放电子，   求电子离开区域的位置。
2.在电场区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从区域左下角处离开，求所有释放点的位置。
3.若将左侧电场整体水平向右移动仍使电子从区域左下角处离开（不随电场移动），求在电场区域内由静止释放电子的所有位置。

如图13-7-10所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形平面.现将电荷量为10^-8 C的正点电荷从A点移到B点，电场力做功为3×10^-6 J，将另一电荷量为10^-8 C的负点电荷从A点移到C点，克服电场力做功3×10^-6 J.

图13-7-10
（1）求电场线方向，U_AB、U_AC、U_BC各为多大？
（2）AB边长为2cm，求电场强度.

如图所示,在匀强电场中分布着A、B、C三点，且BC="0.2" m.当把一个电荷量q=10^-5 C的正电荷从A点沿直线AB运动到B点时电场力做功为零，从B点移动到C点时，电场力做功为-1.73×10^-3 J,求电场的大小、方向.

一带负电的粒子q=-2.0×10^-9 C在静电场中由A点运动到B点，在这一过程中，除电场力外其他力做功为6.0×10^-5 J，粒子的动能增加了8.0×10^-5 J.取A点为零势能点，求B点的电势φ_B.

如图所示，AB两点相距20 cm,E="200" V/m,AB与电场线夹角θ=60°，求AB两点间电势差.如取A点为零电势，求B点电势.

如图13-7-9所示是一组不知方向的匀强电场的电场线，把1.0×10^-6 C的负电荷从A
点沿水平线移动到B点，电场力做功2.0×10^-6 J.A、B两点之间的距离为2 cm，求:

图13-7-9
（1）匀强电场的场强为多大？方向如何？
（2）A、B两点之间的电势差为多大？

静止在太空的飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子，形成向外发射的粒子流，从而对飞行器产生反冲力，使其获得加速度。已知飞行器的质量为M，发射的是2价氧离子，发射功率为P，加速电压为U，每个氧离子的质量为m，单位电荷的电量为e，不计发射氧离子后飞行器质量的变化。求：
（1）射出的氧离子速度；
（2）每秒钟射出的氧离子数；
（3）射出离子后飞行器开始运动的加速度。