2024年天津市高考物理电场复习题(54)

2024年天津市高考物理电场复习题

54．如图所示，EF与GH间为一无场区。无场区左侧A、B为相距为d、板长为L的水平放置的平行金属板，两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场，其中A为正极板。无场区右侧为一点电荷Q形成的电场，点电荷的位置O为圆弧形细圆管CD的圆心，圆弧半径为R，圆心角为120°，O、C在两板间的中心线上，D位于GH上。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v0沿两板间的中心线射入匀强电场，粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管，并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动。（不计粒子的重力、管的粗细）求：

（1）O处点电荷的电性和电荷量； （2）两金属板间所加的电压。

【解答】解：（1）粒子进入圆管后受到点电荷Q的库仑力作匀速圆周运动，粒子带正电，则知O处点电荷带负电。由几何关系知，粒子在D点速度方向与水平方向夹角为30°，进入D点时速度为： v=

??02√3=v…①

??????30°30

在细圆管中做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动，故Q带负电且满足k

4????02??由①②得：Q=3????

??????2

=m

??2??

?②

（2）粒子射出电场时速度方向与水平方向成30° tan 30°=???③

0

????

vy＝at…④

第 1 页 共 2 页

a=

????

?⑤ ??????

0

t=???⑥

??????02??????30°√3??????02

由③④⑤⑥得：U==3???? ????答：

（1）O处点电荷的电性为负和电荷量为

4??????2??3????

；

√3??????02（2）两金属板间所加的电压为。

3????

第 2 页 共 2 页