如图所示,两块平行极板AB、CD正对放置,极板CD的正中央有一小孔,两极板间距离AD为d,板长AB为2d,两极板间电势差为U,在ABCD构成的矩形区域内存在匀强电场,电场方向水平向右。在ABCD矩形区域以外有垂直于纸面向里的范围足够大的匀强磁场。极板厚度不计,电场、磁场的交界处为理想边界。
将一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子在极板AB的正中央O点,由静止释放。不计带电粒子所受重力。
(1)求带电粒子经过电场加速后,从极板CD正中央小孔射出时的速度大小;
(2)为了使带电粒子能够再次进入匀强电场,且进入电场时的速度方向与电场方向垂直,求磁场的磁感应强度的大小,并画出粒子运动轨迹的示意图。
(3)通过分析说明带电粒子第二次离开电场时的位置,并求出带电粒子从O点开始运动到第二次离开电场区域所经历的总时间。
如图甲所示,两个带正电的小球A、B套在一个倾斜的光滑直杆上,两球均可视为点电荷,其中A球固定,带电量QA=2×10﹣4C,B球的质量为m=0.1kg.以A为坐标原点,沿杆向上建立直线坐标系,B球的总势能随位置x的变化规律如图中曲线Ⅰ所示,直线Ⅱ为曲线I的渐近线.图中M点离A点距离为6米.(g取10m/s2,静电力恒量k=9.0×109N•m2/C2.)
(1)求杆与水平面的夹角θ;
(2)求B球的带电量QB;
(3)求M点电势φM;
(4)若B球以Ek0=4J的初动能从M点开始沿杆向上滑动,求B球运动过程中离A球的最近距离及此时B球的加速度.
如图,光滑绝缘半球槽的半径为R,处在水平向右的匀强电场中,一质量为m的带电小球从槽的右端A处无初速沿轨道滑下,滑到最低点B时,球对轨道的压力为2mg。求
(1)小球受到的电场力的大小和方向。
(2)带电小球在滑动过程中的最大速度。
如图甲所示,有一绝缘圆环,圆环上均匀分布着正电荷,圆环平面与竖直平面重合。—光滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环,细杆上套有一个质量为的带正电的小球,小球所带电荷量。小球从c点由静止释放,其沿细杆由C经B向A运动的图象如图乙所示。小球运动到B点时,速度图象的切线斜率 最大(图中标出了该切线)。则下列说法正确的是
A.在O点右侧杆上,B点场强最大,场强大小为E=1.2V/m
B.由C到A的过程中,小球的电势能先减小后变大
C.由C到A电势逐渐降低
D.C、B两点间的电势差
一长为L的细线,上端固定,下端栓一质量为m、带电荷量为q的小球,处于如图所示的水平向右的匀强电场中,开始时,将线与小球拉成水平,然后释放,小球由静止开始向下摆动,当细线转过60°角时,小球到达B点速度恰好为零,求:
(1)AB两点的电势差
(2)匀强电场的场强大小
(3)小球到达B点时,细线对小球的拉力大小
如图,一水平放置的平行板电容量的两极板间距为d=15cm,极板间有恒定电压,上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计).在小孔正上方距上板h=10cm处的P点,一质量为m=3×10﹣6kg,带电量q=﹣2.5×10﹣8C的油滴自P点自由下落,经过小孔进入电容器,到达N板处(未与极板接触)速度恰为零,问(g=10m/s2):
(1)M、N两板哪个极板电势高?其间电场强度是多大?
(2)若将N板向上平移5cm,求从P点自由下落的相同油滴在电场中与M板的最大距离.
如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,ab间距离,bc间距离,其中ab沿电场方向,bc和电场方向成60°角。一个带电量的负电荷从a点移到b点克服电场力做功。求:
(1)匀强电场的电场强度大小和方向;
(2)电荷从b点移到c点,电势能的变化量;
(3)a、c两点间的电势差。
如图所示,在绝缘水平面上固定着一光滑绝缘的圆形槽,在某一过直径的直线上有O、 A、D、B四点,其中O为圆心,D在圆上,半径OC垂直于OB。A点固定电荷量为Q的正电荷,B点固定一个未知电荷,使得圆周上各点电势相等。有一个质量为m,电荷量为-q的带电小球在滑槽中运动,在C点受的电场力指向圆心,根据题干和图示信息可知
A.固定在B点的电荷带正电
B.固定在B点的电荷电荷量为Q
C.小球在滑槽内做匀速圆周运动
D.C、D两点的电场强度大小相等
两个相距很近的等量异号点电荷组成的系统称为电偶极子。设相距为l,电荷量分别为+q和-q的点电荷构成电偶极子。如图10所示,取二者连线方向为y轴方向,中点O为原点,建立xOy坐标系,P点距坐标原点O的距离为r(r>>l),P、O两点间连线与y轴正方向的夹角为θ,设无穷远处的电势为零,P点的电势为φ,真空中静电力常量为k。下面给出φ的四个表达式,其中只有一个是合理的。你可能不会求解P点的电势φ,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断,φ的合理表达式应为
A. | B. |
C. | D. |