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206229. (2024•西安中学•九模) 如图所示,与水平面成30°角的绝缘细杆AD穿过一固定均匀带电圆环,并垂直圆环所在平面,细杆与平面的交点为圆环的圆心O。一套在细杆上的小球从A点以某一初速度向上运动,恰能到达D点。已知绝缘细杆与小球间的动摩擦因数,圆环半径为L、带电量为+Q,小球的质量为m、带电量为+q,AB=BO=OC=CD=L,静电力常量为k,重力加速度大小为g,求:
(1)圆环在C点产生的场强;
(2)小球在A点的速度大小。
共享时间:2024-06-29 难度:5
[考点]
点电荷与均匀带电球体(球壳)周围的电场,电场强度的叠加,电场强度与电场力的关系和计算,匀强电场中电势差与电场强度的关系,从能量转化与守恒的角度解决电场中的问题,
[答案]
(1)圆环在C点产生的场强为
(2)小球在A点的速度大小为
[解析]
解:(1)根据题意可知,圆环上电荷分布均匀,取环上一点,设其电荷量为Q1,该点到C点的距离为

设圆环上某点和C点的连线与细杆的夹角为θ,如图所示

根据几何关系有

解得
θ=45°
则Q1在C点产生的场强为

以O点为坐标原点,OC方向为正方向建立x轴,Q1在C点产生的场强在x轴方向的分量为

同理,圆环上某点的对称点(Q1'=Q1)在C点产生的场强在x轴方向的分量为

因此圆环上沿垂直与细杆方向的合场强为零,设圆环上有n个Q1点,则电荷量
Q=nQ1
则圆环在C点产生的场强大小为

(2)根据题意,由对称性可知,小球从A点运动到D点过程中,电场力做功为零,根据动能定理有

解得

答:(1)圆环在C点产生的场强为
(2)小球在A点的速度大小为
[点评]
本题考查了"点电荷与均匀带电球体(球壳)周围的电场,电场强度的叠加,电场强度与电场力的关系和计算,匀强电场中电势差与电场强度的关系,从能量转化与守恒的角度解决电场中的问题,",属于"压轴题",熟悉题型是解题的关键。
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158524. (2024•华清中学•高二上一月) 德优题库一束初速不计的电子流经U1的加速电压加速后,在距水平两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,最后从偏转电场右侧飞出.如图所示,若电子带电量为e,两水平板间加的偏转电压为U2,板间距离为d,板长为l,求:
(1)电子飞出加速电场时的速度v0
(2)电子在偏转电场运动的加速度以及时间t;
(3)电子在偏转电场中发生的偏转位移y.
共享时间:2024-10-25 难度:2 相似度:1.4
158823. (2023•西安中学•高二上二月) 德优题库如图所示,在竖直面内建立直角坐标系xOy,其第Ⅱ、Ⅲ象限内存在着方向水平向右的匀强电场E1(大小未知),第I、Ⅳ象限内存在着方向竖直向上的匀强电场E2(大小未知),圆形区域圆心在x轴上的M点,与y轴在O点相切,圆形区域内存在着垂直于坐标平面向里的匀强磁场(图中未画出)。质量为m、电荷量为q的带正电微粒从N点以某一水平向左的速度射入第Ⅱ象限,经过一段时间,该粒子从O点进入圆形区域,其速度与y轴负方向的夹角为30°,在圆形区域内做匀速圆周运动后由圆上某点射出,恰好垂直y轴回到N点。已知ON=d,重力加速度为g,求:
(1)电场强度E1和E2的大小;
(2)磁场的磁感应强度大小B和磁场区域的半径R;
(3)微粒从N点出发到再次回到N点的时间。
共享时间:2023-12-15 难度:1 相似度:1.2
162696. (2022•西北大附中•高二上期中) 德优题库XCT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,XCT扫描机可用于对多种病情的探测。图甲是某种XCT机主要部分的剖面图,其中产生X射线部分的示意图如图乙所示。图乙中M、N之间有一电子束的加速电场,虚线框内为偏转元件中的匀强偏转场S;经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进,打到水平圆形靶台上的中心点P,产生X射线(如图中带箭头的虚线所示)。已知MN两端的电压为U0,偏转场区域水平宽度为L0,竖直高度足够长,MN中电子束距离靶台竖直高度为H,忽略电子的重力影响,不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度,不计空气阻力。
(1)若偏转场S为在竖直平面内竖直向上的匀强电场,要实现电子束射出偏转场S时速度方向与水平方向夹角为30°,求匀强电场的电场强度E1的大小;
(2)若偏转场S为在竖直平面内竖直向上的匀强电场,当偏转电场强度为E时电子恰好能击中靶台P点。
①求P点距离偏转场右边界的水平距离L的大小;
②在仪器实际工作时,电压U0会随时间成正弦规律小幅波动,波动幅度为ΔU,周期为T,如图丙所示。这将导致电子打在靶台上形成一条线,已知一个周期T时间内从小孔射出的电子数为N1,每个打在靶台上的电子平均激发k个X射线光子,求单位长度的线上平均产生的X射线光子数N2。(电子通过加速电场的时间远小于加速电压U0的变化周期,不考虑加速电场变化时产生的磁场)
共享时间:2022-11-15 难度:1 相似度:1.2
182144. (2020•长安区一中•高二上期中) 在直角坐标系中,三个边长都为l=2m的正方形排列如图所示,第一象限正方形区域ABOC中有水平向左的匀强电场,电场强度的大小为E0,在第二象限正方形COED的对角线CE左侧CED区域内有竖直向下的匀强电场,三角形OEC区域内无电场,正方形DENM区域内无电场.
(1)现有一带电量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计)从AB边上的A点静止释放,恰好能通过E点.求CED区域内的匀强电场的电场强度E1
(2)保持(1)问中电场强度不变,若在正方形区域ABOC中某些点静止释放与上述相同的带电粒子,要使所有的粒子都经过E点,则释放的坐标值x、y间应满足什么关系?
(3)若CDE区域内的电场强度大小变为E2E0,方向不变,其他条件都不变,则在正方形区域ABOC中某些点静止释放与上述相同的带电粒子,要使所有粒子都经过N点,则释放点坐标值x、y间又应满足什么关系?
共享时间:2020-11-12 难度:1 相似度:1.2
158753. (2023•西安中学•高三上二月) 示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,如图1。
(1)如果示波管中偏转电极X和X′极板间的电势差为U1,Y和Y′极板间电势差为U2时,在荧光屏上的P点出现亮斑,P点坐标(x0,y0)。现保持X和X′极板间的电势差不变,Y、Y′之间的电势差变为
U
2
2
,仍可看见亮斑,下面判断正确的是        德优题库
A.亮斑的x坐标一定不变
B.亮斑的x坐标变为原来的一半
C.亮斑的y坐标变为原来的一半
D.亮斑的y坐标可能小于原来的一半
(2)定义每单位电压引起的偏转量为示波管的灵敏度,为了提高示波管的灵敏度,下列改变电压的操作或对示波器的改装操作可行的是        
A.适当增大偏转电极两极板间的电势差
B.适当减小偏转电极的极板长度
C.适当减小偏转电极两极板之间的距离
D.适当增大加速电极的加速电压
(3)如果在电极YY′之间加上如图2-(a)所示的电压,在XX′之间加上如图2-(b)所示电压,请在图中定性画出观察到的波形。
共享时间:2023-12-15 难度:1 相似度:1.2
160759. (2016•华清中学•三模) 德优题库如图,匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道,轨道平面与电场方向平行。a、b为轨道直径的两端,该直径与电场方向平行。一电荷量为q(q>0)的质点沿轨道内侧运动,经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb.不计重力,求:
(1)电场强度的大小E;
(2)质点经过a点和b点时的动能。
共享时间:2016-04-05 难度:1 相似度:1.2
159609. (2022•长安区一中•高二上一月) 如图所示,两平行金属板A、B长L=8cm,两板间距离d=8cm,A板比B板电势高300V,一不计重力的带正电的粒子电荷量q=10﹣10C,质量m=10﹣20kg,沿电场中心线RD垂直电场线飞入电场,初速度v0=2×106m/s,粒子飞出平行板电场后可进入界面MN、PS间的无电场区域。已知两界面MN、PS相距为12cm,D是中心线RD与界面PS的交点。
(1)粒子穿过MN时偏离中心线RD的距离以及速度大小?
(2)粒子到达PS界面时离D点的距离为多少?
(3)设O为RD延长线上的某一点,我们可以在O点固定一负点电荷,使粒子恰好可以绕O点做匀速圆周运动,求在O点固定的负点电荷的电量为多少?(静电力常数k=9.0×109N•m2/C2,保留两位有效数字)
(4)在(3)中粒子的完整运动轨迹如何?最终到达点的位置。
共享时间:2022-10-15 难度:1 相似度:1.2
158678. (2024•西安八十三中•高二上一月) 德优题库如图所示,长l=1m的轻质绝缘细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°,已知小球所带电荷量q=1.0×10-6C,匀强电场的场强E=3.0×103N/C,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)小球的质量m;
(2)在绳子伸直状态下将小球拉到绳与竖直方向的夹角为60°的位置由静止释放,小球回到原来静止位置时的动能。
共享时间:2024-10-15 难度:3 相似度:1.07
159511. (2022•关山中学•高二上二月) 德优题库如图所示,真空中xOy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形,边长L=0.3m若将电荷量均为q=+2.0×10-6C的三点电荷分别固定在A、B、C点。已知静电力常量k=9×109N?m2/C2,求:
(1)A、B两点电荷间的静电力大小;
(2)A、B两点电荷在C点产生的电场强度。
共享时间:2022-12-22 难度:3 相似度:1.07
160229. (2020•西安中学•三模) 如图所示,空间有场强E=1.0×103V/m竖直向下的电场,长L=0.4m不可伸长的轻绳固定于O点,另一端系一质量m=0.05kg带电q=+5×10﹣4C的小球,拉起小球至绳水平后在A点无初速度释放,当小球运动至O点的正下方B点时,绳恰好断裂,小球继续运动并垂直打在同一竖直平面且与水平面成θ=30°、无限大的挡板MN上的C点.试求:
(1)绳子至少受多大的拉力才能被拉断;
(2)A、C两点的电势差.

共享时间:2020-04-03 难度:3 相似度:1.07
161474. (2023•远东一中•高二上期末) 如图所示,带电量Q=+×10﹣5C的A球固定在足够大的光滑绝缘斜面上,斜面的倾角α=37°,质量m=0.1kg,带电量q=+2×10﹣7C的B球在离A球L=0.1m处由静止释放。两球均可视为点电荷,静电力常量k=9×109N•m2/C2,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求A球在B球释放处产生的电场强度E;
(2)求B球的速度最大时两球间的距离r;
(3)若B球运动的最大速度为v=4m/s,求B球从开始运动到最大速度的过程中电势能变化量。
共享时间:2023-02-24 难度:3 相似度:1.07
158755. (2023•西安中学•高三上二月) 德优题库在一柱形区域内有匀强电场,柱的横截面是以O为圆心,半径为R的圆,AB为圆的直径,如图所示。质量为m,电荷量为q(q>0)的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场,速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子,自圆周上的C点以速率v0穿出电场,AC与AB的夹角θ=60°.运动中粒子仅受电场力作用。
(1)求电场强度的大小;
(2)为使粒子穿过电场后的动能增量最大,该粒子进入电场时的速度应为多大?
(3)为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为mv0,该粒子进入电场时的速度应为多大?
共享时间:2023-12-15 难度:4 相似度:0.9
159608. (2022•长安区一中•高二上一月) 德优题库如图,带正电的微粒从A点进入水平方向的匀强电场中,恰能沿AB直线斜向上运动。已知AB与电场线夹角θ=37°,带电微粒的质量m=1.0×10-7kg,带电量q=1.0×10-10C,A、B两点相距L=30cm,取g=10m/s2。求:
(1)电场强度的大小并在图中画出方向;
(2)AB两点的电势差;
(3)若规定A点的电势为0,则B点的电势为多少?
(4)从A点运动到B点,电场力做了多少功?电势能变化了多少?
共享时间:2022-10-15 难度:5 相似度:0.73
160856. (2015•西安中学•四模) 德优题库如图所示,平面坐标系Oxy中,在y>0的区域存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E,在-h<y<0的区域Ⅰ中存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在y<-h的区域Ⅱ中存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为2B.A是y轴上的一点,C是x轴上的一点.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子以某一初速度沿x轴正方向从A点进入电场区域,继而通过C点以速度方向与x轴夹角为φ=30°进入磁场区域Ⅰ,并以垂直边界y=-h的速度进入磁场区域Ⅱ.粒子重力不计.试求:
(1)粒子经过C点时的速度大小v;
(2)A、C两点与O点间的距离y0、x0
(3)粒子从A点出发,经过多长时间可回到y=y0处?
共享时间:2015-04-19 难度:2 相似度:0.7
161162. (2024•铁一中学•高一下期末) 如图所示,金属板AB和CD水平放置,中间开有小孔O1、O2,两板之间加有加速电压U0。金属板EF和GH均是以O点为圆心,半径为3R和R的同心圆弧板,O3O4也是以O点为圆心的圆弧,且到两金属板距离相等,两板之间加有电压。长2R的金属板MN、PQ水平放置,点M、P分别和点F、H对齐,两板之间加有偏转电压。质量为m、电荷量为q的粒子从粒子源中无初速度飘进加速电场,恰好能沿图示O1﹣O2﹣O3﹣O4﹣O5﹣K虚线轨迹运动,最后到达PQ板的中点K。不考虑场的边界效应,不计粒子的重力。求:
(1)圆弧O3O4处电场强度的大小;
(2)为使粒子恰好能到达PQ板的中点K,金属板MN、PQ之间加的偏转电压U的值;
(3)从粒子进入金属板MN、PQ开始计时,经多长时间粒子运动到距直线MQ最近,最近距离是多少。
共享时间:2024-07-12 难度:2 相似度:0.7

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2024-06-29

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