高中物理等势面计算题

如图所示，在水平向右的匀强电场中，有一根长度为m的绝缘轻细绳，将质量为kg、电荷量的带正电小球（可看成质点）悬挂在Q点，绳的悬点为（绳可绕点自由转动），匀强电场的场强大小．现将小球拉到右侧与O等高的P点（细绳伸直），以m/s的初速度竖直向下抛出，当小球下摆至最低点时，匀强电场方向立即变为竖直向上（场强大小不变），当小球运动到圆周的最高点时电场立即消失．求：

（1）小球第一次下摆至最低点过程中的最大速率；
（2）小球到达点时的速度大小；
（3）小球第二次到达点时细绳对小球的拉力大小．
（4）电场消失后小球所能达到的最大高度（距离Q点）．

(12分)一个不带电的金属板，表面有很薄的光滑绝缘层，与水平方向成θ角放置.金属板上B、C两点间的距离为L，在金属板上方的A点固定一个带电荷量为+Q的点电荷，金属板处在+Q的电场中.已知A、B、C三点在同一竖直平面内，且AB水平，AC竖直，如图所示.将一个带电荷量为+q(q Q，q对原电场无影响)可看做点电荷的小球，从B点无初速释放，如果小球质量为m，下滑过程中带电荷量不变，求：

(1)小球在B点的加速度；
(2)下滑到C点时的速度.

在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，有一倾角为θ，足够长的光滑绝缘斜面，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，电场方向竖直向上．有一质量为m，带电量为十q的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零，如图所示，若迅速把电场方向反转竖直向下，小球能在斜面上连续滑行多远？所用时间是多少？

在电场强度为E的匀强电场中，有两个质量均为的带电小球，带电量分别为和，两小球用长为的绝缘线相连，另用一根绝缘线系住带电为的小球悬挂在O点而处于平衡状态，如图11所示。重力加速度为g。试确定：
（1）若电场方向竖直向下，悬线对悬点的作用力为多大？
（2）若电场水平向右，两段细线与竖直方向的夹角分别为多大？

如图，A、B为两块水平放置的带等量异种电荷的平行金属板，一个质量m=10^﹣4kg，电荷量q=5×10^﹣5C的带正电粒子静止于两板的正中央，已知两板间距离为20cm，g=10m/s²，求：

（1）两板间匀强电场的场强大小；
（2）两板间的电势差；
（3）若用某种方法将带电粒子的带电荷量减少一半，使带电粒子从两板正中央由静止开始运动，则经过多长时间粒子撞到板上．

如图，绝缘的光滑圆弧曲面固定在竖直平面内，B为曲面最低点．曲面上的A点与曲面圆心O的连线与竖直方向成夹角θ=37°．曲面所在区域和B点左下方的区域内都存在电场强度大小都为E的匀强电场，方向分别是水平向右和竖直向上．开始时有一质量为m的带电小球处于A点恰好保持静止．此后将曲面内的电场撤去，小球沿曲面下滑至B点时以大小为v₀的速度水平抛出，最后落在电场内地面的P点，P点与B点间的水平距离为L． 已知tan37°=0.75，重力加速度为g，求：
（1）小球的带电性及电荷量q．
（2）小球运动到P点瞬间的速度v_P的大小．

如图所示A、B为水平放置的足够长的平行板， 板间距离为d =1.0×m，A板中央有一电子源P，在纸面内能向各个方向发射速度在0～3.2×m/s范围内的电子，Q为P点正上方B板上的一点， 若垂直纸面加一匀强磁场， 磁感应强度B = 9.1×T，已知电子的质量m = 9.1×kg， 电子电量e = 1.6×C， 不计电子的重力和电子间相互作用力，且电子打到板上均被吸收， 并转移到大地. 求:

（1）沿PQ方向射出的电子，击中A、B两板上的范围.
（2）若从P点发出的粒子能恰好击中Q点，则电子的发射方向（用图中θ角表示） 与电子速度的大小v之间应满足的关系及各自相应的取值范围.

如图所示的电场，等势面是一簇互相平行的竖直平面，间隔均为d，各面电势已在图中标出，现有一质量为m的带电小球以速度v₀，方向与水平方向成45°角斜向上射入电场，要使小球做直线运动．问：

小球应带何种电荷?电荷量是多少?
在入射方向上小球最大位移量是多少?(电场足够大)

将电量q₁=+1.0×10^－8C的点电荷，在A点时所受电场力大小是2.0×10^－5N。将它从零电势O点处移到电场中A点时，需克服电场力做功2.0×10^－6J．求：
（1）A点处的电场强度的大小；
（2）电势差U_AO；
（3）若将q₁换成q₂=－2.0×10^－8C的点电荷，求q₂从O点移动到A点过程中q₂所受电场力所做的功．

如图所示，有一对长4cm的平行金属板，相距3cm倾斜放置与水平面成37°角，两板间加上50V电压，有一带电粒子质量为4×10^﹣8kg，以1m/s的速度自A板左边缘C水平进入电场，在电场中沿水平方向运动并恰好从B板边缘水平飞出，虚线为其运动轧迹，g=10m/s²，sin37°=0.6．求：

①带电粒子所带电量．
②带电粒子飞出电场时的速度多大．

如图（a）所示，两块水平放置的平行金属板A、B，板长L="18.5" cm，两板间距d="3" cm，两板之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=6.0×10^-2 T，两板加上如图（b）所示的周期性变化的电压，t=0时A板带正电．已知t=0时，有一个质量m=1.0×10^-12 kg，带电荷量q=+1.0×10^-6 C的粒子，以速度v="600" m／s，从距A板 2.5 cm处，沿垂直于磁场、平行于两板的方向射入两板之间，若不计粒子的重力，取π＝3.0，求：

1.粒子在t=0至t=1×10^-4 s内做怎样的运动?位移多大?
2.带电粒子从射入到射出板间所用的时间．

如图所示，两块平行金属极板MN水平放置，板长L＝1 m．间距d＝ m，两金属板间电压U_MN＝1×10⁴ V；在平行金属板右侧依次存在ABC和FGH两个全等的正三角形区域，正三角形ABC内存在垂直纸面向里的匀强磁场B₁，三角形的上顶点A与上金属板M平齐，BC边与金属板平行，AB边的中点P恰好在下金属板N的右端点；正三角形FGH内存在垂直纸面向外的匀强磁场B₂.已知A、F、G处于同一直线上，B、C、H也处于同一直线上．AF两点的距离为 m．现从平行金属板MN左端沿中心轴线方向入射一个重力不计的带电粒子，粒子质量m＝3×10^－10 kg，带电荷量q＝＋1×10^－4 C，初速度v₀＝1×10⁵ m/s.

(1)求带电粒子从电场中射出时的速度v的大小和方向；
(2)若带电粒子进入中间三角形区域后垂直打在AC边上，求该区域的磁感应强度B₁；
(3)若要使带电粒子由FH边界进入FGH区域并能再次回到FH界面，求B₂应满足的条件．

如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、电场强度为E的匀强电场，在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏．现有一电荷量为＋q、质量为m的带电粒子（重力不计），以垂直于电场线方向的初速度v₀射入电场中，v₀方向的延长线与屏的交点为O.试求：
（1）粒子从射入电场到打到屏上所用的时间．
（2）粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tan α；
（3）粒子打在屏上的点P到O点的距离Y.

相距为d的M、N两平行金属板与电池相连接，如图所示。一带电粒子从M极板边缘，垂直于电场方向射入，并打到N板的中心。现欲使粒子原样射入，但能射出电场，不计重力，就下列两种情况，分别求出N板向下移动的距离。

（1）保持开关K闭合
（2）把闭合的开关K断开

一电路如图所示，电源电动势E=28V，内阻r=2Ω，电阻R₁=12Ω，R₂=R₄=4Ω，R₃=8Ω，C为平行板电容器，其电容C=3.0pF，虚线到两极板距离相等，极板长L=0.20m，两极板的间距d=1.0×10^﹣2m．

（1）若开关S处于断开状态，则当其闭合后，求流过R₄的总电量为多少？
（2）若开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以v₀=2.0m/s的初速度射入C的电场中，刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中，能否从C的电场中射出？（要求写出计算和分析过程，g取10m/s²）