高中物理用描迹法画出电场中平面上的等势线试题

(18分)1897年汤姆逊发现电子后，许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索。1907-1916年密立根用带电油滴进行实验，发现油滴所带的电荷量是某一数值的整数倍，于是称这数值为基本电荷。
如图所示，完全相同的两块金属板正对着水平放置，板间距离为。当质量为的微小带电油滴在两板间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比。两板间不加电压时，可以观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为；当两板间加电压(上极板的电势高)时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间内运动的距离与在时间内运动的距离相等。忽略空气浮力。重力加速度为。

（1）判断上述油滴的电性，要求说明理由；
（2）求上述油滴所带的电荷量；
（3）在极板间照射X射线可以改变油滴的带电量。再采用上述方法测量油滴的电荷量。如此重复操作，测量出油滴的电荷量如下表所示。如果存在基本电荷，请根据现有数据求出基本电荷的电荷量(保留到小数点后两位)。

实验次序	1	2	3	4	5
电荷量	0.95	1.10	1.41	1.57	2.02

由电场强度的定义式E=F/q可知，在电场中的同一点（   ）

A．电场强度E跟F成正比，跟q成反比

B．无论检验电荷的电量如何变化，F/q始终不变

C．一个不带电的小球在P点受到电场力为零，则P点的场强一定为零

D．电场中某点的场强为零，则在该点的电荷受到的电场力一定为零

(14分)如图所示，电荷量均为q，质量分别为m和2m的小球A和B，中间有细线相连。在电场中以v₀匀速上升。某时刻细线断开，求：（1）电场强度的大小；（2）当B球速度为零时，小球A的速度大小；（3）自绳子断开到B球速度为零的过程中，两球机械能的增量。

如图所示，直角坐标系xOy，X轴正方向沿着绝缘粗糙水平面向右，y轴正方向竖直向上。空间充满沿X轴负方向、的匀强电场。一个质量、电量的带正电的物块（可作为质点），从O点开始以v₀=10.0m/s的初速度沿着X轴正方向做直线运动，物块与水平面间动摩擦因数=0.5，g=10m/s²。

(1) 求带电物体在t=0.8s内通过的位移x
(2) 若在0.8s末突然将匀强电场的方向变为沿y轴正方向，场强大小保持不变。求在0〜1.0s内带电物体电势能的变化量。

图中虚线MN是一垂直纸面的平面与纸面的交线，在平面右侧的半空间存在一磁感强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向外。O是MN上的一点，从O点可以向磁场区域发射电量为+q、质量为m、速率为v的粒子，粒子射入磁场时的速度可在纸面内各个方向。已知先后射入的两个粒子恰好在磁场中给定的P点相遇，P到O的距离为L。不计重力及粒子间的相互作用。
(1)求所考察的粒子在磁场中的轨道半径。
(2)求这两个粒子从O点射入磁场的时间间隔。

如图所示，在平行金属带电极板MN电场中将电量为4×10^{－6 C}的负点电荷从A点移到M板，电场力做负功8×10^－4 J，把该点电荷从A点移到N板，电场力做正功为4×10^－4 J，则：Ｕ_ＭＮ等于  ▲  伏，该点电荷在A点具有的电势能E_PA为 ▲  J。

如右图所示，固定光滑的绝缘斜面倾角为30°，其上方空间有平行于斜面的匀强电场E，将质量为m=0.8kg，电荷量为+10^-4C的物体（可视为质上噗）放在斜面上，场强E的大小变化如下图所示，将物质由静止释放，则在3s内物体位移最大的是                    （   ）

(15分)如图所示，在xoy坐标系内存在周期性变化的电场和磁场，电场沿y轴正方向，磁场垂直纸面(以向里为正)，电场和磁场的变化规律如图所示。一质量、电荷量的带电粒子，在t=0时刻以的速度从坐标原点沿x轴正向运动，不计粒子重力。求:

(1)粒子在磁场中运动的周期;
(2)时粒子的位置坐标;
(3)时粒子的速度。

如图，绝缘光滑的圆环竖直放置在水平向右的匀强电场中，环上a、c是竖直直径的两端，b、d是水平直径的两端，质量为m的带电小球套在圆环上，从a点由静止释放，沿abc运动到d点时的速度恰好为零。在a→b→c→d的过程中，小球

A．在b点的向心加速度最大	B．在b点的机械能最大
C．在d点的电势能最大	D．在d点的加速度为零

在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为，已知一半径为的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为/,水的密度为1.0。这雨滴携带的电荷量的最小值约为（）

A．

B．

C．

D．

如图所示，A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点(正四面体是由四个全等正三角形围成的空间封闭图形)，所有棱长都为a。现在A、B两点分别固定电荷量分别为+q和-q的两个点电荷，静电力常量为k，下列说法正确的是（  ）

A．C、D两点的场强相同
B．C点的场强大小为
C．C、D两点电势相等
D．将一正电荷从C点移动到D点，电场力做正功

在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy，x轴沿水平方向，如图甲所示。第二象限内有一水平向右的匀强电场，场强为E₁。坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场，电场方向竖直向上，场强，匀强磁场方向垂直纸面。处在第三象限的某种发射装置（图中没有画出）竖直向上射出一个比荷的带正电的微粒（可视为质点），该微粒以v₀=4m/s的速度从-x上的A点进入第二象限，并以v₁=8m/s速度从+y上的C点沿水平方向进入第一象限。取微粒刚进入第一象限的时刻为0时刻，磁感应强度按图乙所示规律变化（以垂直纸面向外的磁场方向为正方向），g="10" m/s².试求：

⑴带电微粒运动到C点的纵坐标值h及电场强度E₁；
⑵+x轴上有一点D，OD=OC，若带电微粒在通过C点后的运动过程中不再越过y轴，要使其恰能沿x轴正方向通过D点，求磁感应强度B₀及其磁场的变化周期T₀为多少？
⑶要使带电微粒通过C点后的运动过程中不再越过y轴，求交变磁场磁感应强度B₀和变化周期T₀的乘积B₀ T₀应满足的关系？

绝缘水平面上固定一正点电荷Q，另一质量为m、电荷量为-q的滑块（可看作点电荷）从a点以初速度v₀沿水平面向Q运动，到达b点时速度减为零．已知a、b间距离为s，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．以下判断正确的是 （       ）

A．滑块在运动过程中所受Q的库仑力一直小于滑动摩擦力

B．滑块在运动过程的中间时刻, 速度的大小小于

C．Q产生的电场中，a、b两点间的电势差

D．此过程中产生的内能为

如图所示，绝缘杆两端固定带电小球A和B，轻杆处于匀强电场中，不考虑两球之间的相互作用。初始时杆与电场线垂直，将杆右移的同时顺时针转过90°，发现A、B两球电势能之和不变，根据图象给出的位置关系，下列说法正确的是（   ）

A．因为A、B两球电势能之和不变，所以电场力对A球或B球都不做功
B．A带正电，B带负电
C．A球电势能在增加
D．A、B两球带电量的绝对值之比q_A∶q_B=1∶2

如图所示，MN是由一个正点电荷Q产生的电场中的一条电场线，一个带正电的粒子+q飞入电场后，在电场力的作用下沿一条曲线运动，先后通过a、b两点，不计粒子的重力，则（   ）

A．粒子在a点的加速度小于在b点的加速度

B．a点电势φa小于b点电势φb

C．粒子在a点的动能Eka小于在b点的动能Ekb

D．粒子在a点的电势能Epa 小于在b点的电势能Epb