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器.某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板,图中直线ab为该收尘板的横截面.工作时收尘板带正电,其左侧的电场线分布如图所示;粉尘带负电,在电场力作用下向收尘板运动,最后落在收尘板上.若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹,下列4幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)
答案:A
解析:粉尘受力方向应该是电场线的切线方向,从静止开始运动时,只能是A图那样,不可能出现BCD图的情况。
(北京卷)18.用控制变量法,可以研究影响平行板电容器的因素(如图)。设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为?。实验中,极板所带电荷量不变,若
A. B. C. D.
保持S不变,增大d,则?保持S不变,增大d,则?保持d不变,增大S,则?保持d不变,增大S,则?【答案】A 【解析】由C?变大 变小 变小 不变
?S知保持S不变,增大d,电容减小,电容器带电能力降低,电容4?kd器电量减小,静电计所带电量增加,?变大;保持d不变,减小S,电容减小,?变大。正
确答案A。
(上海物理)9. 三个点电荷电场的电场线分布如图所示,图中a、b两点出的场强大小分别为Ea、Eb,电势分别为?a、?b,则
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(A)Ea>Eb,?a>?b (B)Ea<Eb,?a<?b (C)Ea>Eb,?a<?b (D)Ea<Eb,?a>?b
答案:C
解析:根据电场线的疏密表示场强大小,沿电场线电势降落(最快),选C。 本题考查电场线与场强与电势的关系。 难度:易。
(上海物理)33.(14分)如图,一质量不计,可上下自由一点的活塞将圆筒分为上下两室,两室中分别封闭有理想气体,筒的侧壁为绝缘体,上底N,下底M及活塞D均为导体并按图连接,活塞面积S?2cm。在电键K断开时,两室中气体压强均为p0?240pa,ND间距l1?1?m,DM间距l2?3?m,将变阻器的滑片P滑到左端B,闭合电键后,活塞D与下底M分别带有等量异种电荷,并各自产生匀强电场,在电场力作用下活塞D发生移动。
'稳定后,ND间距l1'?3?m,DM间距l2?1?m,活塞D所带电流的绝对值q???SE(式中
2E为D与M所带电荷产生的合场强,常量???8.85*10?12c2/N?m2)求:
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(1)两室中气体的压强(设活塞移动前后气体温度保持不变); (2)活塞受到的电场力大小F;
(3)M所带电荷产生的场强大小EM和电源电压U;
(4)使滑片P缓慢地由B向A滑动,活塞如何运动,并说明理由。 解析:
(1)p0l1?p1l'1 解得P1=80Pa
p0l2?p2l'2,解得P2=720Pa
(2)根据活塞受力的平衡,F?(p2?p1)S?0.128N。
(3)因为E为D与M所带电荷产生的合场强,EM是M所带电荷产生的场强大小,所以E=2EM,所以q??0sE?2?0sEM,所以EM?FF,得 ?q2?0sEMEM?F2?0s?6?106N/c。
电源电压U?2EMl'2?12V
分别封闭有理想气体,筒的侧壁为绝缘体,上底N,下底M及活塞D均为导体并按图连接,活塞面积S?2cm。在电键K断开时,两室。
(4)因UMD减小,EMD减小,向下的力F减小,UDN增大,EDN减小,向上的力F增大,活塞向上移动。
本题考查电场、电场力,气体等综合知识和分析综合能力。 难度:难。
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把电场和气体结合一起,具有新意。
(天津卷)5.在静电场中,将一正电荷从a点移到b点,电场力做了负功,则 A.b点的电场强度一定比a点大 B.电场线方向一定从b指向a C.b点的电势一定比a点高 D.该电荷的动能一定减小 答案:C
(天津卷)12.(20分)质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域。汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图,M、N为两块水平放置的平行金属极板,板长为L,板右端到屏的距离为D,且D远大于L,O’O为垂直于屏的中心轴线,不计离子重力和离子在板间偏离O’O的距离。以屏中心O为原点建立xOy直角坐标系,其中x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向。
(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?L v0 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'?D v0 ⑤
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