1. 喷墨打印机的结构可以简化为下图。

当计算机有信号输入时,墨盒喷出细小的墨滴,经过带电室后带上负电,其电荷量由输入信号控制。墨滴进入平行金属板,最后打到纸上,显示出打印内容。

当计算机无信号输入时,墨滴不带电,径直通过板间后注入回流槽流回墨盒中。

(1) 设墨滴穿过电场前后,电势能的变化量为 , 墨滴初末位置的电势差为 , 若仅改变板间电压,则的变化图线是(  )。 A. B. C. D.
(2) 已知两板间电压 , 距离 , 板长。墨滴的质量 , 电荷量 , 以水平初速进入平行金属板,假设平板之间为匀强电场,全程仅考虑墨滴受到的电场力。

(1)两板间匀强电场场强大小为______ , 墨滴受到的电场力大小为_______N。

(2)计算墨滴穿过电场的过程中竖直方向的位移大小y。(计算题)

(3)若小明打印照片时仅将平形金属板两端的电压增大50%,则最终打印稿上可能会出现的照片图样是(       )。

   

A.横纵均缩小50%       B.仅纵向缩小50%

C.横纵均扩大50%       D.仅纵向扩大50%

【考点】
电势能; 电势差与电场强度的关系; 带电粒子在电场中的偏转;
【答案】

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3. 雷电是大气中的放电现象,使用避雷针可以防止雷电对高层建筑的危害。
(1) 富兰克林为研究雷电现象,设计了如图甲所示的装置。帽形金属钟A上面与较长的避雷针相接,下面用等长细导线悬挂两个金属小球,形成验电器D,帽形金属钟B接地,两钟之间有一个用绝缘丝线悬挂的金属小球C。不带电时三个金属小球均静止下垂。若带负电的云层靠近避雷针时,金属小球C会左右来回撞击A、B钟发出响声,同时看到验电器D上的两个金属小球张开一定角度。

(1)验电器D上的两个金属小球因带电(填“正”或“负”)而张开。

(2)如图乙,验电器D上的两个金属小球位置等高,质量均为m,相距为L,且可视作点电荷。悬线与竖直方向的夹角均为θ,已知重力加速度为g,静电常量为k,不考虑金属钟与小球间的作用力,假设两个金属小球各带有相同的电荷量,电荷量的大小为

(2) 在某次避雷放电前,避雷针附近的电场线分布如图所示,图中央的竖直黑线AB代表了避雷针,CD为水平地面、M、N、P是电场中三个点,其中M、P是关于AB直线对称的两个点,下列说法正确的是(  )

A. N点的电势比M点的电势高 B. M点的场强和P点的场强相同 C. 将一个试探电荷+q从M点移动到N点,电场力做正功 D. 试探电荷﹣q在P点的电势能大于在N点的电势能
(3) 当雷暴云中正电荷区与负电荷区的电场强度达到一定程度时、空气将被击穿、从而形成我们看到的闪电。在某次闪电中,云和大地间的电压为1×108V,则一个电子从云层运动到地面,其电势能变化量ΔEPJ。
(4) 雷电击中地面或高压输电线掉落到地面时,都会在以落地点为中心的一定区域内的地面上形成一个强电流场,如图所示,一条电势远高于地面的高压直流输电线掉落在地面上的O点(O点附近地质结构分布均匀),图中O、A、B、C在同一直线上,AB=BC,图中的虚线是等势线,则A、B、C三点中,点的电势最高;A、B间电压B、C间电压(填“大于”“小于”或“等于”)

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