2024届高考物理一轮复习计算题训练：功能关系与电场结合

功能关系与电场结合计算题 1 如图所示，一束初速度为零，m＝2×10﹣22kg，q＝4×10﹣16C的粒子经电压U1＝100V的加速电场加速后，沿垂直于偏转电场的场强方向进入偏转电场．已知偏转电场两平行板间的电势差为U2＝10V，极板长为L＝40cm，两板间的距离为d＝10cm，不计重力。求： （1）粒子刚进入偏转电场U2时的速度v0； （2）粒子在偏转电场中的加速度a； （3）粒子离开偏转电场时的偏转位移y。 2 将一带电粒子以初速度υ0沿水平方向从A点射入方向竖直向上的匀强电场中，粒子从B点飞出电场时速度方向与电场方向夹角为150°，电场的水平宽度为L，如图所示。不计粒子的重力。设粒子的质量为m，电荷量的绝对值为q。求 （1）该匀强电场的电场强度为多大？ （2）A、B两点的电势差UAB为多大？ 3 空间中存在着如图所示的竖直方向的匀强电场。已知abcd为一矩形，其边长ad＝16cm，ab＝30cm。从某实验装置中喷射出的带正电的微粒，质量m＝1.0×10﹣22kg、带电荷量q＝1.0×10﹣16C。微粒以垂直于电场方向的速度v0＝1.5×104m/s，从ad边的中点射入电场，最后从b点射出。不计微粒重力。求： （1）微粒在电场中运动的时间； （2）电场强度的大小和方向； （3）a、d两点间的电势差。 4 如图甲所示，空间内存在着方向竖直向下、场强大小E＝2×105V/m的匀强电场，一质量m＝1.5×10﹣8kg、电荷量q＝+3×10﹣10C的带电粒子从空间的P点以初速度v0水平射出。设粒子射出时为初始时刻，之后某时刻，带电粒子的速度与水平方向的夹角为θ，则tanθ与时间t的关系图象如图乙所示，粒子的重力忽略不计。 （1）求粒子的初速度v0的大小； （2）若粒子运动过程中经过图中Q点，且PQ连线与水平方向的夹角α＝45°，求P、Q两点间的距离。（结果可以用根号表示） 5 如图所示，一电荷量为q、质量为m的带电粒子以初速度v0由P点射入匀强电场，入射方向与电场线垂直。粒子从Q点射出电场时，其速度方向与电场线成30°角。已知匀强电场的宽度为d，粒子重力不计。求： （1）匀强电场的场强E的大小； （2）P、Q两点间的电势差。 6 某电路如图所示，电源电动势E＝50V、内阻r＝1Ω，定值电阻R＝24Ω，滑动变阻器Rx的最大阻值为250Ω。现有一电子以初动能Ek0＝3.2×10﹣18J从水平放置的平行金属板左侧正中央O处射入平行金属板，当开关S断开时，电子打在荧光屏上的O'点。平行金属板的间距d＝0.2m、板长L1＝0.4m，平行金属板右侧到竖直放置的足够大的荧光屏的距离L2＝0.2m。不计电子受到的重力，电子的电荷量e＝1.6×10﹣19C。 （1）当开关S断开且滑动变阻器消耗的功率最大时，求滑动变阻器接入电路的阻值Rx和功率的最大值Pmax； （2）当开关S闭合，调节滑动变阻器的阻值可以改变电子的击中位置，求： ①当Rx＝5Ω时，电子击中的位置； ②当Rx＝216Ω时，电子击中的位置。 7 已知电子电量为e、质量为m，经U1＝1500V的加速电压加速后，在两平行板正中央处进入平行板间的匀强电场U2，入射方向与极板平行，如图所示。若两板间距d＝2.0cm，板长l＝5.0cm，求： （1）电子经过加速电场后获得多大的速度？（答案直接用符号表示即可，无需带数据） （2）要使电子能从平行板间飞出，两个极板间最多能加多大电压？ 8 如图所示，一质子由静止经电压U0加速后，进入两块间距为d、电压为U的平行金属板之间，若质子从两板正中间垂直于电场方向射入，且刚好能从下极板右边缘穿出电场。已知质子质量为m、电荷量为e，试求： （1）质子离开加速电场时的速度大小； （2）质子在水平放置的平行板电容器中运动的加速度大小； （3）质子从下极板右边缘穿出电场时的速度大小。 9 一电子（电荷量大小为e，质量为m）由静止释放，经U1的加速电压加速后，沿平行于板面方向进入匀强电场。如图所示，两板相距为d，板长为l，极板间的电压为U2。求电子射出偏转电场时速度偏转角θ（用正切值表示），偏移的距离y。 10 如图，平行放置的两金属板长为l，板间距离为d，两板间电压为U，一个质量为m、电荷量为q的带电粒子（不计重力）以平行于极板的初速度v0射入两板间，求： （1）粒子在电场运动时间； （2）带电粒子的侧移量y； （3）带电粒子电场中运动的偏向角正切值。 11 水平放置的两块平行金属板长L＝5.0cm，两板间距d＝1.0cm，两板间电压为90V，且上板为正，一个电子沿水平方向以速度v0＝2.0×107m/s从两板中间射入，不计重力，如图所示，求：（已知电子电量为﹣1.6×10﹣19C，质量为0.90×10﹣30kg）