发布时间 : 星期日 文章2010年全国各省高考物理试题分类汇编《电场》更新完毕开始阅读
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（1）设一个质量为m0、电荷量为q0的正离子以速度v0沿O’O的方向从O’点射入，板 间不加电场和磁场时，离子打在屏上O点。若在两极板间加一沿+y方向场强为E的匀 强电场，求离子射到屏上时偏离O点的距离y0;
(2)假设你利用该装置探究未知离子，试依照以下实验结果计算未知离子的质量数。 上述装置中，保留原电场，再在板间加沿-y方向的匀强磁场。现有电荷量相同的两种正离子组成的离子流，仍从O’点沿O’O方向射入，屏上出现两条亮线。在两线上取y坐标相同的两个光点，对应的x坐标分别为3.24mm和3.00mm，其中x坐标大的光点是碳12离子击中屏产生的，另一光点是未知离子产生的。尽管入射离子速度不完全相同，但入射速度都很大，且在板间运动时O’O方向的分速度总是远大于x方向和y方向的分速度。 解析：（1）离子在电场中受到的电场力
Fy?q0E ① 离子获得的加速度
ay?Fym0 ② 离子在板间运动的时间
t0?Lv0 ③ 到达极板右边缘时，离子在?y方向的分速度
vy?ayt0 ④ 离子从板右端到达屏上所需时间
t0'?Dv0 ⑤ 离子射到屏上时偏离O点的距离
y0?vyt0' 由上述各式，得
y0?q0ELDm0v02 ⑥ （2）设离子电荷量为q，质量为m，入射时速度为v，磁场的磁感应强度为B，磁场对离子的洛伦兹力
Fx?qvB
⑦
已知离子的入射速度都很大，因而离子在磁场中运动时间甚短，所经过的圆弧与圆周相 比甚小，且在板间运动时，O'O方向的分速度总是远大于在x方向和y方向的分速度， 洛伦兹力变化甚微，故可作恒力处理，洛伦兹力产生的加速度
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ax?qvBm ⑧
ax是离子在x方向的加速度，离子在x方向的运动可视为初速度为零的匀加速直线运
动，到达极板右端时，离子在x方向的分速度
vx?axt?qvBLqBL ()?mvm ⑨
离子飞出极板到达屏时，在x方向上偏离O点的距离
x?vxt'qBLDqBLD ()?mvmv ⑩
当离子的初速度为任意值时，离子到达屏上时的位置在y方向上偏离O点的距离为y， 考虑到⑥式，得
y?qELDmvkm2 ⑾ 由⑩、⑾两式得
x?22y ⑿ 其中k?
qBLDE 上式表明，k是与离子进入板间初速度无关的定值，对两种离子均相同，由题设条件知， x坐标3.24mm的光点对应的是碳12离子，其质量为m1?12u，x坐标3.00mm的光点对应的是未知离子，设其质量为m2，由⑿式代入数据可得 m2?14u ⒀ 故该未知离子的质量数为14。 （重庆卷）18.某电容式话筒的原理示意图如题18图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板，对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动，在P、Q间距离增大过程中，
A．P、Q构成的电容器的电容增大 B P上电荷量保持不变 C M点的电势比N点的低
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D M点的电势比N点的高 答案：D
【解析】电容式话筒与电源串联，电压保持不变。在P、Q间距增大过程中，根据电容决定式
C?εS4?kd得电容减小，又根据电容定义式C?QU得电容器所带电量减小，电容器的放电
电流通过R的方向由M到N，所以M点的电势比N点的高。D正确。
（四川卷）21.如图所示，圆弧虚线表示正点电荷电场的等势面，相邻两等势面间的电势差相等。光滑绝缘直杆沿电场方向水平放置并固定不动，杆上套有一带正电的小滑块(可视为质点)，滑块通过绝缘轻弹簧与固定点O相连，并以某一初速度从M点运动到N点，OM＜ON。若滑块在M、N时弹簧的弹力大小相等，弹簧始终在弹性限度内，则 A、滑块从M到N的过程中，速度可能一直增大 B、滑块从位置1到2的过程中，电场力做的功比从位置3到4的小 C、在M、N之间的范围内，可能存在滑块速度相同的两个位置 D、在M、N之间可能存在只由电场力确定滑块加速度大小的三个位置 答案：AC 【解析】在N点如果电场力不小于弹簧弹力的分力，则滑块一直加速，A正确。在N 点如果电场力小于弹簧弹力的分力，则滑块先加速后减速，就可能有两个位置的速度相 同，C正确。1、2与3、4间的电势差相等，电场力做功相等，B错误。由于M点和N 点弹簧的长度不同但弹力相等，说明N点时弹簧是压缩的，在弹簧与水平杆垂直和弹 簧恢复原长的两个位置滑块的加速度只由电场力决定，D错误。 w_w w. #s5_u.c o*m第二种情况是此时间差不是周期的整数倍则(43?0)?(4?43)?nT?T2，当n=0时
T?8s，且由于?t2是?t1的二倍说明振幅是该位移的二倍为0.2m。
（四川卷）24.(19分)如图所示，直线形挡板p1p2p3与半径为r的圆弧形挡板p3p4p5平 滑连接并安装在水平台面b1b2b3b4上，挡板与台面均固定不动。线圈c1c2c3的匝数为n, 其端点c1、c3通过导线分别与电阻R1和平行板电容器相连，电容器两极板间的距离为 d,电阻R1的阻值是线圈c1c2c3阻值的2倍，其余电阻不计，线圈c1c2c3内有一面积为S、 方向垂直于线圈平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度B随时间均匀增大。质量为m 的小滑块带正电，电荷量始终保持为q,在水平台面上以初速度v0从p1位置出发，沿挡 板运动并通过p5位置。若电容器两板间的电场为匀强电场，p1、p2在电场外，间距为L, 其间小滑块与台面的动摩擦因数为μ，其余部分的摩擦不计，重力加速度为g.
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求：
（1）小滑块通过p2位置时的速度大小。 （2）电容器两极板间电场强度的取值范围。
（3）经过时间t,磁感应强度变化量的取值范围。 解析： （1）小滑块运动到位置p2时速度为v1，由动能定理有： －umgL＝12mv1?212mv02 ① ② 2v1＝v0?2ugL （2）由题意可知，电场方向如图，若小滑块能通过位置p，则小滑块可沿挡板运动且通过位置p5，设小滑块在位置p的速度为v，受到的挡板的弹力为N，匀强电场的电场强度为E，由动能定理有： －umgL－2rEqs＝12mv1?212mv0 ③ 2当滑块在位置p时，由牛顿第二定律有：N+Eq＝m由题意有：N≥0 ⑤ 由以上三式可得：E≤
m(v0?2ugL)5qr22v2 r④
⑥
E的取值范围：0＜ E≤
m(v0?2ugL)5qr ⑦
（3）设线圈产生的电动势为E1，其电阻为R，平行板电容器两端的电压为U，t时间内磁感应强度的变化量为?B，得： ⑧ U＝Ed
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