1、1专题 7.14 现代科技中的静电场问题一选择题1 （2018 福建质检）为了减少污染，工业废气需用静电除尘器除尘，某除尘装置如图所示，其收尘极为金属圆筒，电晕极位于圆筒中心。当两极接上高压电源时，电晕极附近会形成很强的电场使空气电离，废气中的尘埃吸附离子后在电场力的作用下向收尘极运动并沉积，以达到除尘目的。假设尘埃向收尘极运动过程中所带电量不变，下列判断正确的是A金属圆筒内存在匀强电场B金属圆筒内越靠近收尘极电势越低C带电尘埃向收尘极运动过程中电势能越来越大D带电尘埃向收尘极运动过程中受到的电场力越来越小【答案】 D【考查内容】本题以处理工业废气中的静电除尘器为素材，主要考查静电场，电场线，
2、电场强度、电场力、电势能、电势等知识。侧重考查理解能力，要求考生对电场的相关概念的联系和区别有清楚的认识。体现物质观念、运动观念、能量观念、模型建构与 STSE 等物理核心素养的考查。2 （2018 浙江名校协作体）静电场聚焦在电子显微镜和示波管中起着重要的作用.图示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线，两电子分别从 a、 b 两点运动到 c 点，则（ ）2A聚焦电场对两电子始终做负功B电子在 a 点具有的电势能比 b 点小C a 点处的电势比 c 点处的电势低D b 处的电场强度比 c 处小【参考答案】.C【命题意图】本题考查电场线、等势面、电场力做功、电势能和电势、电场
3、强度及其相关的物理知识，意在考查运用相关知识分析解决实际问题的能力。3.(黑龙江省大庆市第一中学 2016 届高三第三次模拟考试理科综合试题)阴极射线示波管的聚焦电场是由电极 A1、A 2形成，实线为电场线，虚线为等势线，Z 轴为该电场的中心轴线，P、Q、R 为一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点，则（ ） A电极A 1的电势低于电极A 2的电势 B电场中Q点的电场强度小于R点的电场强度 C电子在P点处的动能大于在Q点处的动能 D电子从P至R的运动过程中，电场力对它一直做正功 【参考答案】AD3考点：电场强度；电场线；电势及电势能【名师点睛】要能正确根据电场线、等势线的分布情况，判断电
4、势、电势能、电场强度、电场力做功等物理量变化情况；沿电场线电势降低，电场强度的大小与电场线的疏密有关；电场力做正功电势能减小，动能增加.二，计算题11.(2017山西省重点中学高三联合考试)如图 11 所示为一多级加速器模型，一质量为 m1.010 3 kg、电荷量为 q8.010 5 C 的带正电小球(可视为质点)通过 1、2 级无初速度地进入第 3 级加速电场，之后沿位于轴心的光滑浅槽，经过多级加速后从 A 点水平抛出，恰好能从 MN 板的中心小孔 B 垂直金属板进入两板间， A 点在 MN 板左端 M 点正上方，倾斜平行金属板 MN、 PQ 的长度均为 L1.0 m，金属板与水平方向的夹
5、角为 37，sin 370.6，cos 370.8，重力加速度 g10 m/s 2。图 11(1)求 A 点到 M 点的高度以及多级加速电场的总电压 U；(2)若该平行金属板间有图示方向的匀强电场，且电场强度大小 E100 V/m，要使带电小球不打在 PQ 板上，则两板间的距离 d 至少要多长？【名师解析】(1)设小球从 A 点到 B 点的运动时间为 t1，小球的初速度为 v0， A 点到 M 点的高度为 y则有 tan v0gt1cos v0t1L24y sin gt L2 12 21联立并代入数据解得v0 m/s， y m31730带电小球在多级加速器加速的过程，根据动能定理有qU mv
6、012 20代入数据解得 U18.75 V故小球进入电场后做类平抛运动，设刚好从 P 点离开，则有 Fx ma at L2 12 2dmin t2v0sin 联立并代入数据解得 dmin m526即两板间的距离 d 至少为 m。526答案 (1) m 18.75 V (2) m1730 5262.反射式速调管是常用的微波器械之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其震荡原理与下述过程类似如图所示，在虚线 MN 两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从 A 点由静止开始，5在电场力作用下沿直线在 A、B 两点间往返运动已知电场强度的大小分别是 E12.010 3 N/C 和E2 4
7、.0103 N/C，方向如图所示，带电微粒质量 m1.010 20 kg，带电荷量 q1.010 9 C，A 点距虚线 MN的距离 d11.0 cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应求：(1)B 点距虚线 MN 的距离 d2；(2)带电微粒从 A 点运动到 B 点所经历的时间 t.(2)设微粒在虚线 MN 两侧的加速度大小分别为 a1、a 2，有|q|E1ma 1|q|E2ma 2设微粒在虚线 MN 两侧运动的时间分别为 t1、t 2，有d1 a1t 12 21d2 a2t 12 2又 tt 1t 26联立式解得 t1.510 8 s.【答案】 (1)0.50 cm (2)1.510 8 s
