《电场》大题剖析.docx

电场高考题汇编 1、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 m 、电荷量为 q 的正离子以速度v 沿 O’O 的方向从 O’ 0 0 0 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y ; 0 (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。 2、制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为d 的两平行极板，如图甲所示，加在极板A、B 间 的电压U AB 作周期性变化，其正向电压为U 0 ，反向电 压为-kU (k ? 1) ，电压变化的周期为2r，如图乙所示。 0 v0在 t=0 时，极板B 附近的一个电子，质量为m、电荷量为 e，受电场作用由静止开始运动。若整个运动过程中， 电子未碰到极板A v 0 若k ? 5 ，电子在 0—2r 时间内不能到达极板A，求d 应满足的条件； 4 若电子在 0—2r 时间未碰到极板B，求此运动过程中电子速度v 随时间 t 变化的关系； 若电子在第N 个周期内的位移为零，求k 的值。 3、如图甲所示，建立 Oxy 坐标系，两平行极板 P、Q 垂直于 y 轴且关于 x 图甲轴对称，极板长度和板间距均为l，第一四象限有磁场，方向垂直于Oxy 平 面向里。位于极板左侧的粒子源沿x 轴间右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在 0~3t 时间内两板间加上如图乙所示的电 压（不考虑极边缘的影响）。已知 t=0 时刻进入两板间的带电粒子恰好在t 0 时，刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、l、l 、B 为已知量。（不考虑粒子 0 图乙 间相互影响及返回板间的情况） 求电压U 的大小。 1 求 2 时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径。 何时把两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间。 4、如图甲，在水平地面上固定一倾角为θ的光滑绝缘斜面，斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下 的匀强电场中。一劲度系数为 k 的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状态。一质量为 m、带电量为q（q>0）的滑块从距离弹簧上端为 s 处静止释放，滑块在运动过程中电量保持不变， 0 设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小为g。 求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t 1 若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速 度大小为 v ，求滑块从静止释放到速度大小为 v m m 过程中弹簧的弹力所做的功W； 从滑块静止释放瞬间开始计时，请在乙图中画 出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系v-t 图象。图中横坐标轴上的 t t 及 t 分别表示滑 1、 2 3 块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻，纵坐标轴上的 v 为滑块在 1 1 mt 时刻的速度大小，v 是题中所指的物理量。（本．小．题．不．要．求．写．出．计．算．过．程． 1 m 5、图为可测定比荷的某装置的简化示意图，在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强 度大小 B=2.0×10-3T,在 X 轴上距坐标原点L=0.50m 的 P 处为离子的入射口，在Y 上安放接收器，现将一带正电荷的粒子以v=3.5×104m/s 的速率从P 处射入磁场，若粒子在y 轴上距坐标原点L=0.50m 的 M 处被观 测到，且运动轨迹半径恰好最小，设带电粒子的质量为m,电量为q,不记其重力。 求上述粒子的比荷 q ； m 如果在上述粒子运动过程中的某个时刻，在第一象限内再加一个匀强电场，就可以使其沿y 轴正方向做匀速直线运动，求该匀强电场的场强大小和方向，并求出从粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场； 为了在 M 处观测到按题设条件运动的上述粒子，在第一象限内的磁场可以局限在一个矩