高中物理等势面计算题

如图所示，在xoy平面内，有沿x轴正方向的匀强电场（图中未画出），一质量为m、电荷量为+q的粒子从O点沿y轴正方向以某一速度射入电场，A.B为其运动轨迹上的两点，且对应的横坐标，已知该粒子在A点的速度大小为v，方向与电场方向的夹角为60°，当粒子运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°，不计粒子重力，求：

（1）粒子的初速度
（2）A.B两点间的电势差
（3）A点的坐标

如图所示，AB是一倾角为θ=37°的绝缘粗糙直轨道，滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.30，BCD是半径为R=0.2m的光滑圆弧轨道，它们相切于B点，C为圆弧轨道的最低点，整个空间存在着竖直向上的匀强电场，场强E=4.0×10³N/C，质量m=0.20kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下。已知斜面AB对应的高度h=0.24m，滑块带电荷q=-5.0×10^-4 C，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80。求：

（1）滑块从斜面最高点滑到斜面底端B点时的速度大小；
（2）滑块滑到圆弧轨道最低点C时对轨道的压力。

如图所示，在xOy坐标系中，两平行金属板如图放置，OD与x轴重合，板的左端与原点O重合，板长L=2m，板间距离d=1m，紧靠极板右侧有一荧光屏。两金属板间电压U_AO变化规律如图所示，变化周期为T=2×10^-3s，U₀=10³V，t=0时刻一带正电的粒子从左上角A点，以平行于AB边v₀=1000m/s的速度射入板间，粒子电量q=1×10^-5C，质量m=1×10^-7kg。不计粒子所受重力。求：

（1）粒子在板间运动的时间；
（2）粒子打到荧光屏上的纵坐标；
（3）粒子打到屏上的动能。

两平行金属板长为L，板间距离为d，从两板左端正中间有带电粒子持续飞入，如图所示。粒子的电量为q，质量为m，初速度方向平行于极板，大小为v₀，在两极板上加一恒定电压U，不计带电粒子重力作用。求：

（1）带电粒子如果能从金属板右侧飞出，粒子在电场中运动的时间是多少？
（2）粒子能从右侧飞出，粒子在电场中的加速度是多少？
（3）如粒子恰好能从右侧极板边缘飞出，求恒定电压U，金属板长L，板间距离d，粒子的电量q，质量m，初速度大小v₀之间的数量关系，

带有等量异号电荷、相距10cm的平行板A和B之间有一个匀强电场,如图所示,电场强度E=2×10⁴V/m,方向向下。电场中C点距B板3cm,D点距A板2cm.

(1)如果令B板接地(即B板电势为零),则C点和D点的电势各是多少？
(2)C,D两点U_CD等于多少？
(3)一个电子从C点移动到D点,静电力做多少功？ 如果使电子先移到P点,再移到D点,静电力做的功是否发生变化？（e=-1.6×10^-19C）

如图所示，在两条平行的虚线间存在着宽度为L、电场强度为E的匀强电场，在与右侧虚线相距为L处有一个与电场平行的屏．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；
（3）粒子打在屏上的点P到O距离x．

如图所示，空间存在着场强为E＝2.5×10² N/C、方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长为L＝0.5 m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端拴着质量为m＝0.5 kg、电荷量为q＝4×10^－2C的小球．现将细线拉直到水平位置，使小球由静止释放，当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂．取g＝10 m/s².求：

(1)细线能承受的最大拉力；
(2)当细线断裂后，小球继续运动到与O点水平方向距离为L时，小球距O点的高度．

如图所示，质量为m，电荷量为e的电子，从A点以速度v₀垂直于电场方向射入一个电场强度为E的匀强电场中，从B点射出电场时的速度方向与电场线成120°角，电子重力不计。求：

(1)电子在电场中的加速度大小a及电子在B点的速度大小v_B；
(2)A、B两点间的电势差U_AB；
(3)电子从A运动到B的时间t_AB。

如图所示，在正交坐标系Oxyz中，分布着电场和磁场（图中未画出）．在Oyz平面的左方空间内存在沿y轴负方向、磁感应强度大小为B的匀强磁场；在Oyz平面右方、Oxz平面上方的空间内分布着沿z轴负方向、磁感应强度大小也为B匀强磁场；在Oyz平面右方、Oxz平面下方分布着沿y轴正方向的匀强电场．在t=0时刻，一质量为m、电荷量为+q的微粒从P点静止释放，已知P点的坐标为（5a，﹣2a，0），电场强度大小为，不计微粒的重力．求：

（1）微粒第一次到达x轴的速度大小v和时刻t₁；
（2）微粒第一次到达y轴的坐标和时刻t₂；
（3）假设在平面Oyz存在一层特殊物质，使微粒每次经过Oyz平面时，速度大小总变为原来的，求在时刻t₃=t₂+时，电荷所在位置的坐标．

如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场。质量为m，电荷量为q的带电粒子以速度v₀从a点进入电场，恰好从c点离开电场，离开时速度为v，不计重力，求电场强度的大小。

如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U₁加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点．已知加速电压为U₁，M、N两板间的电压为U₂，两板间的距离为d，板长为L₁，板右端到荧光屏的距离为L₂，电子的质量为m，电荷量为e．求：

（1）电子穿过A板时的速度大小；
（2）电子从偏转电场射出时的侧移量；
（3）P点到O点的距离．

如图所示，在xOy平面的第一象限内，分布有沿x轴负方向的场强E=×10⁴N/C的匀强电场，第四象限内分布有垂直纸面向里的磁感应强度B₁="0.2" T的匀强磁场，第二、三象限内分布有垂直纸面向里的磁感应强度B₂的匀强磁场。在x轴上有一个垂直于y轴的平板OM，平板上开有一个小孔P，P处连接有一段长度d=lcm内径不计的准直管，管内由于静电屏蔽没有电场。y轴负方向上距O点cm的粒子源S可以向第四象限平面内各个方向发射a粒子，假设发射的a粒子速度大小v均为2×10⁵m/s，此时有粒子通过准直管进入电场, 打到平板和准直管管壁上的a粒子均被吸收。已知a粒子带正电，比荷为5×l0⁷C/kg，重力不计，求：

（1）a粒子在第四象限的磁场中运动时的轨道半径和粒子从S到达P孔的时间；
（2）除了通过准直管的a粒子外，为使其余a粒子都不能进入电场，平板OM的长度至少是多长？
（3）经过准直管进入电场中运动的a粒子，第一次到达y轴的位置与O点的距离；
（4）要使离开电场的a粒子能回到粒子源S处，磁感应强度B₂应为多大？

如图(a）所示，水平放置的平行金属板AB间的距离d=0.1m，板长L=0.3m．距金属板右端x=0.5m处竖直放置一足够大的荧光屏。现在AB板间加如图(b）所示的方波形电压，已知 U₀＝1.0×10²V。有大量带正电的相同粒子以平行于金属板方向的速度从AB正中间持续射入，粒子的质量m=1.0×10^-7kg，电荷量q=1.0×10^-2C，速度大小均为v₀＝1.0×10⁴m/s。带电粒子的重力不计。求：
 
（1）在t=0时刻进入的粒子射出电场时竖直方向的速度;
（2）荧光屏上出现的光带长度。

一个电子以v₀＝4×10⁷m/s的速度，方向与电场方向相同，射入电场强度E＝2×10⁵V/m的匀强电场中，如图所示，已知电子电量e＝－1.6×10^－19C，电子质量m＝9.1×10^－31kg.试求：

（1）从电子的入射点到达速度为0之点的两点间电势差是多少? 两点间距离是多少?
（2）电子到达速度为0之前所需的时间是多少?

(12分)ABC表示竖直放在电场强度为E=10⁴V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BC部分是半径为R的1/4圆环，轨道的水平部分与半圆环相切。A为水平轨道上的一点，而且AB=R=0.2m，把一质量m=0.1kg，带电量为的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=10m/s²）

（1）小球到达C点的速度大小
（2）小球在C点时，轨道受到的压力大小