高中物理等势面计算题

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.

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．

如下图甲所示，在y＝0和y＝3m之间有沿着x轴方向的匀强电场，MN为电场区域的上边界，在x轴方向范围足够大．电场强度的变化如图乙所示，取x轴正方向为电场正方向，现有一个带正电的粒子，粒子的比荷为，在t＝0时刻以速度v₀＝5×10²m/s从O点沿y轴正方向进入电场区域，不计粒子重力，求：

（1）粒子通过电场区域的时间；
（2）粒子离开电场时的位置坐标；
（3）粒子刚通过电场区域时速度方向与x轴正方向夹角的正切值（保留3位有效数字）．

如图所示，绝缘光滑轨道AB部分为倾角为30°的斜面，AC部分为竖直平面上半径为R的圆轨道，斜面与圆轨道相切．整个装置处于场强为E、方向水平向右的匀强电场中．现有一个质量为m的小球，带正电荷量为q=，要使小球能安全通过圆轨道，在O点的初速度应为多大？

如图所示为真空示波管的示意图，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，然后进入由两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P点．已知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，在光滑绝缘水平面上，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B。A球的带电量为+2q，B球的带电量为-3q，两球组成的一带电系统。虚线MN与PQ平行且相距3L，开始时A和B分别静止与虚线MN的两侧，虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线。若视小球为质点，不计轻杆的质量，在虚线NM、PQ间加上水平向右的电场强度为E的匀强电场后，系统开始运动。求

（1）B球刚进入电场时，带电系统的速度大小；
（2）带电系统向右运动的最大距离和此过程中B球的电势能的变化量
（3）A球从开始运动至刚离开电场所用的时间

如图所示，匀强电场方向与水平方向的夹角θ=30°斜右上方，电场强度为E，质量为m的带负电的小球以初速度v₀开始运动，初速度方向与电场方向一致，试求：

（1）若小球带的电荷量为q=，为使小球能做匀速直线运动，应对小球施加的恒力F₁的大小和方向如何？
（2）若小球带的电荷量为q=，为使小球能做直线运动，应对小球施加的最小恒力F₂的大小和方向如何？

在xOy平面内，有沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E（图象未画出），由A点斜射出一质量为m、带电量为+q的粒子，B，C，D是粒子运动轨迹上的三点，D为轨迹的最高点，如图所示，其中为常数，粒子所受重力忽略不计，求：

（1）粒子从A到C过程中电场力对它做的功；
（2）粒子从A到C过程所经历的时间；
（3）粒子经过C点时的速率．

如图ABCD是竖直放在E=10³ V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，BCD是直径为20cm的半圆环，AB=15cm，一质量m=10g，带电量q=10^－4 C的小球由静止在电场力作用下自A点沿轨道运动，求：

（1）由A到C点电场力作了多少功？
（2）它运动到C点速度多大？
（3）此时对轨道的压力多大？

一电路如图所示，电源电动势E=24V，内阻r=2Ω，电阻R₁=2Ω，R₂=28Ω，R₃=8Ω，C为平行板电容器，其电容C=3.0×10^﹣12F，虚线到两极板间距离相等，极板长L=0.20m，两极板的间距d=0.01m．

（1）若开关S处于断开状态，则当其闭合后，求流过R₃的总电荷量为多少？
（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）

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