物理电场难题(经典)

物理电场难题(经典)

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1、如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内、管口B、C的连线是水平直径,现有一带正电小球(可视为质点)从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R,从小球进入管口开始,整个空间中突然加上一个匀强电场,电场力在竖直向上的分力大小与重力大小相等,结果小球从管口C处脱离圆管后,其运动轨迹最后经过A点,设小球运动过程中带电量没有改变,重力加速度为g,求:  (1)小球到达B点的速度大小;(2)小球受到的电场力的大小和方向;  (3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力。3、如图所示,一固定在竖直平面内的光滑绝缘半圆形轨道ABC,其半径为R=0.4m.轨道在C处与水平绝缘

2、板相切.在绝缘板上距C点2m的D点静置一质量m=20g的小物块(可看作质点),小物块带负电,电量为q=1C,今在空间加一水平向左的匀强电场,场强方向与导轨共面,发现小物块恰能通过轨道最高点A.取g=10m/s2,求:(1)匀强电场的电场强度E;(2)小物块的落点到C点的距离x.4、如图8-21所示,长为L的绝缘细线,一端悬于O点,另一端连接一质量为m的带负电小球,置于水平向右的匀强电场中,在O点向右水平拉直后从静止释放,细线碰到钉子后要使小球刚好饶钉子O′在竖直平面内作圆周运动,求OO′长度。5、两块平行金属板A、B彼此平行放置,板间距离为d,两板分别带有等量异种电荷,且A板带正电,

3、两板中间有一带负电的油滴P,当两板水平放置时,油滴恰好平衡,若把两板倾斜60°,把油滴从P静止释放,油滴可以打在金属板上,问:  (1)油滴将打在哪块金属板上?(2)油滴打在金属板上的速率是多少?6、如图所示,在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45°角的绝缘直杆AC,其下端(C端)距地面高度h=0.8m。有一质量500g的带电小环套在直杆上,正以某一速度,沿杆匀速下滑,小环离杆后正好通过C端的正下方P点处。(g取l0m/s2)求:(1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向。(2)小环从C运动到P过程中的动能增量。(3)小环在直杆上匀速运动速度的大小v0。7、如图所示,水平

4、地面上方被竖直线MN分隔成两部分,M点左侧地面粗糙,动摩擦因数为μ=0.5,右侧光滑.MN右侧空间有一范围足够大的匀强电场.在O点用长为R=5m的轻质绝缘细绳,拴一个质量mA=0.04kg,带电量为q=+210-4的小球A,在竖直平面内以v=10m/s的速度做顺时针匀速圆周运动,运动到最低点时与地面刚好不接触.处于原长的弹簧左端连在墙上,右端与不带电的小球B接触但不粘连,B球的质量mB=0.02kg,此时B球刚好位于M点.现用水平向左的推力将B球缓慢推至P点(弹簧仍在弹性限度内),MP之间的距离为L=10cm,推力所做的功是W=0.27J,当撤去推力后,B球沿地面右滑恰好能和A球在最

5、低点处发生正碰,并瞬间成为一个整体C(A、B、C均可视为质点),碰后瞬间立即把匀强电场的场强大小变为E=6103N/C,电场方向不变.(取g=10m/s2)求:(1)A、B两球在碰前匀强电场的大小和方向.(2)碰撞后整体C的速度.(3)整体C运动到最高点时绳的拉力大小.8、如图所示,为一个从上向下看的俯视图,在光滑绝缘的水平桌面上,固定放置一条光滑绝缘的挡板轨道ABCD,AB段为直线,BCD段是半径为R的一部分圆弧(两部分相切于B点),挡板处于场强为E的匀强电场中,电场方向与圆的直径MN平行.现使一带电量为+q、质量为m的小球由静止从斜挡板内侧上某点释放,为使小球能沿挡板内侧运动,最

6、后从D点抛出,试求:(1)小球从释放点到N点沿电场强度方向的最小距离s;(2)在上述条件下小球经过N点时对挡板的压力大小.9、质量为2m,带2q正电荷的小球A,起初静止在光滑绝缘水平面上,当另一质量为m、带q负电荷的小球B以速度V0离A而去的同时,释放A球,如图12所示。若某时刻两球的电势能有最大值,求:(1)此时两球速度各多大?(2)与开始时相比,电势能最多增加多少?10、如图所示,在方向水平向右的匀强电场中,一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球,另一端固定于O点,当小球静止在B点时,细线与竖直方向夹角θ=30°问:(1)小球带电量多少?(2)若将小球拉到A点使细

7、线呈水平状态,当小球无初速释放后,从A到B过程,电场力对小球做功多少?(3)小球过最低点C时,细线对小球拉力多大?11、如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在Oxy平面的ABCD区域内,存在两个场强大小均为E的匀强电场I和II,两电场的边界均是边长为L的正方形(不计电子所受重力)。(1)在该区域AB边的中点处由静止释放电子,求电子离开ABCD区域的位置。(2)在电场I区域内适当位置由静止释放电子,电子恰能从ABCD区域左下角D处离开,求

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