电场计算题专题训练

电场计算题专项练习题1.在场强为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一电荷量为+Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的两条直线和圆周的交点．当把一试探电荷+q放在d点恰好平衡（如图所示，不计重力）（1）匀强电场场强E的大小、方向如何？（2）试探电荷+q放在点c时，受力F c的大小、方向如何？（3）试探电荷+q放在点b时，受力F b的大小、方向如何？2.如图所示的电场，等势面是一簇互相平行的竖直平面，间隔均为d，各面电势已在图中标出，现有一质量为m的带电小球以速度v0，方向与水平方向成45°角斜向上射入电场，要使小球做直线运动．问：（1）小球应带何种电荷？电荷量是多少？（2）在入射方向上小球最大位移量是多少？（电场足够大）3.如图1－4－18所示，一质量为m、带有电荷量－q的小物体，可以在水平轨道Ox上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙．轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿Ox轴正方向，小物体以速度v0从x0点沿Ox轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力F f作用，且F f<qE.设小物体与墙图碰撞时不损失机械能，且电荷量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程．4.真空中存在空间围足够大的，水平向右的匀强电场。

在电场中，若将一个质量为m 、带正电的小球由静止释放，运动中小球的速度与竖直方向夹角为37°（取sin37°= 0.6, cos37°= 0.8）。

现将该小球从电场中某点以初速度v 0竖直向上抛出。

求运动过程中（1）小球受到的电场力的大小及方向；（2）小球从抛出点至最高点的电势能变化量；5.如图所示,匀强电场中三点A 、B 、C 是三角形的三个顶点，∠ABC=∠CAB=30°BC=m 32，已知电场线平行于△ABC 所在的平面，一个带电荷量q=－2×10-6C 的点电荷由A 移到B 的过程中，电势能增加1.2×10-5J ，由B 移到C 的过程中，电场力做功6×10-6J ，求： ⑴A 、C 两点的电势差U AC⑵该电场的场强E6.如图所示，在匀强电场中，电荷量q ＝-5.0×10－10 C 的负电荷，由a 点移到b 点和由a 点移到c 点，静电力做功都是4.0×10－8 J ．已知a 、b 、c 三点的连线组成直角三角形，ab ＝20 cm ，∠a ＝37°，∠c ＝90°，(sin 37°=0.6 ，cos37°=0.8)求：(1)a 、b 两点的电势差ab U ；(2)匀强电场的场强大小和方向．7.如图所示为两组平行板金属板，一组竖直放置，一组水平放置，今有一质量为m的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点，经电压U0加速后通过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行板的正中间射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出，A、B 分别为两块竖直板的中点，求：（1）电子通过B点时的速度大小；（2）右侧平行金属板的长度；（3）电子穿出右侧平行金属板时的动能．8.（2013•模拟）如图所示，虚线PQ、MN间存在水平匀强电场，一带电粒子质量为m=2.0×10﹣11kg、电荷量为q=+1.0×10﹣5C，从a点由静止开始经电压为U=100V的电场加速后，垂直于匀强电场进入匀强电场中，从虚线MN的某点b（图中未画出）离开匀强电场时速度与电场方向成30°角．已知PQ、MN间距为20cm，带电粒子的重力忽略不计．求：（1）带电粒子刚进入匀强电场时的速率v 1（2）匀强电场的场强大小（3）ab两点间的电势差．9.（2010秋•期末）一个初速度为零的电子通过电压为U=4500V的电场加速后，从C点沿水平方向飞入电场强度为E=1.5×105V/m的匀强电场中，到达该电场中另一点D时，电子的速度方向与电场强度方向的夹角正好是120°，如图所示．试求C、D两点沿电场强度方向的距离y．10.（2011秋•泸西县校级期末）如图所示，BC是半径为R的圆弧形的光滑且绝缘的轨道，位于竖直平面，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E．今有一质量为m、带正电q的小滑块（体积很小可视为质点），从C点由静止释放，滑到水平轨道上的A点时速度减为零．若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ，求：（1）滑块通过B点时的速度大小V b？（2）水平轨道上A、B两点之间的距离S？11.如图所示，两平行金属板A、B长8cm，两板间距离d=8cm，A板比B板电势高300V，一带正电的粒子电荷量q=10﹣10C，质量m=10﹣20kg，沿电场中心线R O垂直电场线飞入电场，初速度υ0=2×106m/s，粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后，进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域，（设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响），已知两界面MN、PS相距为12cm，D是中心线RO与界面PS的交点，O点在中心线上，距离界面PS为9cm，粒子穿过界面PS作匀速圆周运动，最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上．（静电力常数k=9.0×109N•m2/C2，粒子的重力不计）（1）求粒子穿过界面MN时偏离中心线R O的距离多远？（2）到达PS界面时离D点多远？（3）确定点电荷Q的电性并求其电荷量的大小．12.如图所示，O点固定，绝缘轻细杆l，A端粘有一带正电荷的小球，电量为q，质量为m，水平方向的匀强电场的场强为E，将小球拉成水平后自由释放，求在最低点时绝缘杆给小球的力。

13.如图所示，BC是半径为R的1/4圆弧形光滑绝缘轨道，轨道位于竖直平面，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E。

现有一质量为m的带电小滑块（体积很小可视为质点），在BC轨道的D点释放后可以静止不动。

已知OD与竖直方向的夹角为α =37°，随后把它从C点由静止释放，滑到水平轨道上的A点时速度减为零。

若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为u=0.25，且tan37°=0.75。

求：（1）画出带电小滑块在D点的受力；（2）滑块甲的带电量q1和带电种类；（3）滑块下滑通过B点时的速度大小v B ；（4）水平轨道上A、B两点之间的距离L；14.如图所示，在xOy平面上第一象限有平行于y轴的有界匀强电场，方向如图。

有一电子先后两次以相同的初速度垂直于y轴从P点射入电场中，当匀强电场的场强为E1时，电子从A点射出，A点的坐标为（xA,0），当匀强电场的场强为E2时，电子从B点射出，B点的坐标为（xB,0），求匀强电场的场强E1、E2大小之比；15.如图所示，质量为m，电荷量为+q的小球从距地面一定高度的O点，以初速度v0沿着水平方向抛出，已知在小球运动的区域里，存在着一个与小球的初速度方向相反的匀强电场，如果测得小球落地时的速度方向恰好是竖直向下的，且已知小球飞行的水平距离为L，求：（1）电场强度E为多大？（2）小球落地点A与抛出点O之间的电势差为多大？（3）小球落地时的动能为多大？16.如图所示，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45°角的绝缘直杆AC，其下端(C端)距地面高度h＝0.8 m．有一质量为500 g的带电小环套在直杆上，正以某一速度沿杆匀速下滑，小环离开杆后正好通过C端的正下方P点．(g取10 m/s2)求：(1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向；(2) 小环由C运动到P点过程中，动能的增量△Ek．(3) 小环在直杆上匀速运动时速度的大小；17.如图所示，A、B为两块平行金属板，A板带正电、B板带负电。

两板之间存在着匀强电场，两板间距为d、电势差为U，在B板上开有两个间距为L的小孔。

C、D为两块同心半圆形金属板，圆心都在贴近B 板的O′处，C带正电、D带负电。

两板间的距离很近，两板末端的中心线正对着B板上的小孔，两板间的电场强度可认为大小处处相等，方向都指向O′。

半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计。

现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电量为q的带正电微粒（微粒的重力不计），问：⑴微粒穿过B板小孔时的速度多大；ks5u⑵为了使微粒能在CD板间运动而不碰板，CD板间的电场强度大小应满足什么条件；ks5u⑶在满足(2)的情况下微粒从释放开始计时，经过多长时间微粒第一次通过半圆形金属板间的最低点P 点？18.在真空中，电子（质量为m ，电荷量为e ）连续射入相距为d 的两平行金属板之间.两板不带电时，电子将沿与两板等距离的中线射出，如图（a ）所示，通过两板的时间为T.现在极板上加一个如图（b ）所示变化的电压，变化的周期也为T ，电压最大值U0.若加电压后，电子均能通过板间而不碰极板，求这些电子离开电场时，垂直于两板方向的最大位移和最小位移各为多少？19.如图所示，空间存在着电场强度22.510/E N C =⨯、方向竖直向上的匀强电场，在电场一长为L=0.5m 的绝缘细线一端固定于O 点，另一端拴着质量m=0.5kg 、电荷量2410q C -=⨯的小球。

现将细线拉至水平位置，将小球由静止释放，小球向上运动，当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂，取210/g m s =。

求：（1）小球运动到圆周最高点的速度；（2）细线能承受的最大拉力值；（3）当细线断后，小球继续运动到与O 点水平方向的距离为L 时，小球距离O 点的高度。

20.如图，匀强电场中有一半径为r水平放置的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行。

a、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行。

一电荷为q (q>0)的质点在轨道侧运动，经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb。

不计重力，求电场强度的大小E；质点经过a点和b点时的动能Eka、Ekb。

试卷答案1.答：（1）匀强电场场强E的大小为，方向沿do方向向下；（2）试探电荷+q放在点c时，受力F c的大小为，方向斜向左下方与ac成45°角；（3）试探电荷+q放在点b时，受力F b的大小为，方向沿ob方向向下．2.答：（1）小球应带正电，电荷量是；（2）在入射方向上小球最大位移量是．3.4.（1）mg43，水平向右（2）2mv3295.VV q W U AC AC310210666=⨯-⨯-==--6.7.答：（1）电子通过B 点时的速度大小为；（2）右侧平行金属板的长度为；（3）电子穿出右侧平行金属板时的动能为e （U 0+）；8.（1）带电粒子刚进入匀强电场时的速率v 1为104m/s ．（2）匀强电场的场强大小为1.732×103N/C ．（3）ab 两点间的电势差为400V ．9.0.01m10.（1）滑块通过B 点时的速度大小v B 为． （2）水平轨道上A 、B 两点之间的距离S 为．11.解：答：（1）粒子穿过界面MN 时偏离中心线RO 的距离为0.03m ；（2）到达PS 界面时离D 点0.12m ；（3）点电荷Q 带负电，其电荷量的大小为1.39×10﹣8C ．12.m V m V X X U E BC BD CB /1/30cos 3=︒==13.（2)q1= 3mg/4E 带正电（3）22v B gR = （4） L=R/414. E1E2 =( xB xA)2 15.（1） E=21m v20/qL（2）U AO =21mv 20/q（3）EkA=20222v L mg16.（1）2/2102s m g a ==；方向垂直于杆向下（2）J E k 4=∆ (3) m 67.103329962032232===-++=a v x x x17.（1）2qU v m =（2）4UE L = （3）()12242L m t t d qU π⎛+=+⎝ 18.解y min =md eT U 8219.解：s m v /10=（2） N F m 15=WORD 版本. （3） O 点的高度H=0.625m 20.)(61a b N N q E -=)5(12a b ka N N r E +=)5(12a b kb N N r E +=。