静电场。单元测试题(含答案)
物理3-1静电场单元测试题

绝密★启用前章末检测第一章《静电场》考试范围:选修3-1第一章《静电场》;考试时间:100分钟;命题人:地狱狼学校:___________姓名:___________班级:___________座位号:___________一、选择题(本题共13个题,每题4分,共52分。
1至9题只有一个选项正确,10至13题有多个选项正确)1.下列关于电荷、电荷量的说法正确的是()A.自然界存在有三种电荷:正电荷、负电荷和元电荷B.物体所带的电荷量可以是任意值C.物体所带的电荷量只能是某些特定的值D.物体的带电量可以是2×10﹣19C2.A、B两个大小相同的金属小球,A带有6Q正电荷,B带有3Q负电荷,当它们在远大于自身直径处固定时,两球之间静电力大小为F.另有一大小与A、B相同的不带电小球C,若让C先与A接触,再与B接触,拿走C球后,A、B间静电力的大小变为( )A. 6FB. 3FC.FD.零3.下列关于电场强度的说法中,正确的是( )A.公式E =只适用于真空中点电荷产生的电场B.由公式E =可知,电场中某点的电场强度E与试探电荷在电场中该点所受的静电力成正比C.在公式F=k中,k是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的电场强度大小;而k是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的电场强度大小D.由公式E =可知,在离点电荷非常近的地方(r→0),电场强度E可达无穷大4.如图所示,某一电场中的几条电场线,A,B为电场中两点,用E A和E B表示A,B两处的电场强度,则()A. E A<E BB. E A=E BC. E A>E BD. E A、E B的大小不能确定5.如图所示,ABC为电场中同一电场线上的三点.设电荷在电场中只受电场力作用,则下列说法中正确的是( )A.若在C点无初速度地释放正电荷,则正电荷向B运动,电势能减少B.若在C点无初速度地释放正电荷,则正电荷向A运动,电势能增加C.若在C点无初速度地释放负电荷,则负电荷向A运动,电势能增加D.若在C点无初速度地释放负电荷,则负电荷向B运动,电势能减少6.如图所示,三个同心圆是一个点电荷周围的三个等势面,已知这三个圆的半径成等差数列.A,B,C分别是这三个等势面上的点,且这三点在同一条电场线上.A,C两点的电势依次为φA=10 V和φC=2 V,则B点的电势是( )A.一定等于6 V B.一定低于6 VC.一定高于6 V D.无法确定7.用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图1所示).设若两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ.实验中,极板所带电荷量不变,若( )A.保持S不变,增大d,则θ变大B.保持S不变,增大d,则θ变小C.保持d不变,减小S,则θ变小D.保持d不变,减小S,则θ不变8.如图,将两个等量正点电荷固定放置.试探电荷q在它们连线垂直平分线上的P点由静止释放,仅在电场力作用下向下运动,则()A.q带负电B.q在运动过程中所受电场力一定减小C.q在运动过程中电势能不断减小D.q在运动过程中动能先增大后减小9.如图所示.在A,B两点固定着两个带等量异种性质电的点电荷,C,D两点将A,B两点的连线三等分,则()A. C,D两点处的场强方向不相同B. C,D两点处的场强大小不相等C.从c点到d点场强先变大后变小D.从c点到d点场强先变小后变大10.下列关于电场强度的两个表达式E=F/q和E=k Q/r2的叙述,正确的是( )A.E=F/q是电场强度的定义式,F是放入电场中的电荷所受的力,q是产生电场的电荷的电荷量B.E=F/q是电场强度的定义式,F是放入电场中电荷所受的电场力,q是放入电场中电荷的电荷量,它适用于任何电场C.E=kQ/r2是点电荷场强的计算式,Q是产生电场的电荷的电荷量,它不适用匀强电场D.从点电荷场强计算式理解库仑定律的表达式,是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的场强大小,而是点电荷Q1产生的电场在Q2处场强的大小11.如图所示,MN是电场中某一条电场线上的两点,若将负电荷由M移到N时,静电力做负功,下列说法中正确的是()A. M点和N点之间一定有电势差B. M点的场强一定大于N点的场强C.电场线的方向从M指向ND.M点的电势大于N点的电势12.如图所示,实线表示一簇关于x轴对称的等势面,在轴上有A,B两点,则( )A.A点场强小于B点场强B. A点场强方向指向x轴负方向C. A点场强大于B点场强D. A点电势高于B点电势13.两块大小,形状完全相同的金属平板平行正对放置,构成一平行板电容器,与它相连接的电路如图所示,接通开关S,电源即给电容器充电.则( )A.保持S接通,减小两极板间的距离,则两极板间电场的电场强度减小B.保持S接通,在两极板间插入一块电介质,则极板上的电荷量增大C.断开S,减小两极板间的距离,则两极板间的电势差减小D.断开S,在两极板间插入一块电介质,则两极板间的电势差增大二、填空题(每空3分,共18分。
静电场测试题及答案

《静电场》单元测试一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。
第1~6题为单项选择题;第7~10题为多项选择题。
将所有符合题意的选项选出,将其序号填入答卷页的表格中。
全部选对的得4分,部分选对的得2分,有错选或不选的得O分。
)1.下列关于起电的说法错误的是()A.静电感应不是创造电荷,只是电荷从物体的一个部分转移到了另一个部分B.摩擦起电时,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电C.摩擦和感应都能使电子转移,只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上,而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分D.一个带电体接触一个不带电的物体,两个物体可能带上异种电荷2.两个完全相同的金属球A和B带电量之比为1:7 ,相距为r 。
两者接触一下放回原来的位置,若两电荷原来带异种电荷,则后来两小球之间的静电力大小与原来之比是()A.16:7 B.9:7 C.4:7 D.3:73.下列关于场强和电势的叙述正确的是()A.在匀强电场中,场强处处相同,电势也处处相等B.在正点电荷形成的电场中,离点电荷越远,电势越高,场强越小C.等量异种点电荷形成的电场中,两电荷连线中点的电势为零,场强不为零D.在任何电场中,场强越大的地方,电势也越高4.关于和的理解,正确的是()A.电场中的A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电量q成反比B.在电场中A、B两点间沿不同路径移动相同电荷,路径长时WAB较大C.U AB与q、W AB无关,甚至与是否移动电荷都没有关系D.W AB与q、U AB无关,与电荷移动的路径无关5.如图所示,a、b、c为电场中同一条电场线上的三点,其中c为线段ab的中点。
若一个运动的正电荷先后经过a、b两点,a、b两点的电势分别为 a = -3 V 、 b = 7 V ,则()A.c点电势为2 VB.a点的场强小于b点的场强C.正电荷在a点的动能小于在b点的动能D.正电荷在a点的电势能小于在b点的电势能6.在如图所示的实验装置中,平行板电容器的极板B与一灵敏的静电计相连,极板A 接地。
高二物理《静电场》单元测试题(附答案)

高二物理《静电场》单元测试题A 卷1.下列物理量中哪些与检验电荷无关? ( )A .电场强度EB .电势UC .电势能εD .电场力F2.如图所示,在直线MN 上有一个点电荷,A 、B 是直线MN 上的两点,两点的间距为L , 场强大小分别为E 和2E.则( )A .该点电荷一定在A 点的右侧B .该点电荷一定在A 点的左侧C .A 点场强方向一定沿直线向左D .A 点的电势一定低于B 点的电势3.平行金属板水平放置,板间距为0.6cm ,两板接上6×103V 电压,板间有一个带电液滴质量为4.8×10-10 g ,处于静止状态,则油滴上有元电荷数目是(g 取10m/s 2)( ) A .3×106 B .30 C .10 D .3×1044.如图所示,在沿x 轴正方向的匀强电场E 中,有一动点A 以O 为圆心、以r 为半径逆时针转动,θ为OA 与x 轴正方向间的夹角,则O 、A 两点问电势差为( ). (A )U OA =Er(B )U OA =Ersin θ (C )U OA =Ercos θ (D )θrcos EU OA =5.如图所示,平行线代表电场线,但未标明方向,一个带正电、电量为10-6C 的微粒在电场中仅受电场力作用,当它从A 点运动到B 点时动能减少了10-5 J ,已知A 点的电势为-10 V ,则以下判断正确的是( ) A .微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示; B .微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示; C .B 点电势为零; D .B 点电势为-20 V6.如图所示,在某一真空空间,有一水平放置的理想平行板电容器充电后与电源断开,若正极板A 以固定直线00/为中心沿竖直方向作微小振幅的缓慢振动时,恰有一质量为m 带负电荷的粒子(不计重力)以速度v 沿垂直于电场方向射入平行板之间,则带电粒子在电场区域内运动的轨迹是(设负极板B 固定不动,带电粒子始终不与极板相碰) ( )A .直线B .正弦曲线C .抛物线D .向着电场力方向偏转且加速度作周期性变化的曲线7.如图所示,一长为L 的绝缘杆两端分别带有等量异种电荷,电量的绝对值为Q ,处在场强为E 的匀强电场中,杆与电场线夹角α=60°,若使杆沿顺时针方向转过60°(以杆上某一点为圆心转动),则下列叙述中正确的是( ). (A )电场力不做功,两电荷电势能不变(B )电场力做的总功为QEL /2,两电荷的电势能减少 (C )电场力做的总功为-QEL /2,两电荷的电势能增加 (D )电场力做总功的大小跟转轴位置有关8.如图,在真空中有两个点电荷A 和B ,电量分别为-Q 和+2Q ,它们相距L ,如果在两点电荷连线的中点O 有一个半径为r (2r <L )的空心金属球,且球心位于O 点,则球壳上的感应电荷在O 点处的场强大小________ 方向_________ .9.把带电荷量2×10﹣8C 的正点电荷从无限远处移到电场中A 点,要克服电场力做功 8×10﹣6J ,若把该电荷从无限远处移到电场中B 点,需克服电场力做功2×10﹣6J ,取无限远处电势为零。
高二物理上册静电场单元测试及其答案

图1g 图3c d 25V图2高二物理上册静电场单元测试物理一、选择题1.两个分别带有电荷量Q -和+3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r 的两处,它们间库仑力的大小为F 。
两小球相互接触后将其固定距离变为2r ,则两球间库仑力的大小为( )A .112F B .34F C .43F D .12F2.如图1所示是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力F作用于可动膜片电极上时,可使膜片产生形变,从而引起电容的变化.将传感器、灵敏电流计和电源串接成闭合电路,那么 ( )A.当F向上压膜片电极时,电容将减小 B.当F向上压膜片电极时,电容将增大 C.若电流计有示数,则压力F发生变化D.若电流计有示数,则压力F不发生变化3. a 、b 、c 、d 是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点。
电场线与矩形所在平面平行。
已知a 点的电势为20V ,b 点的电势为2V ,d 点的电势、c 点的电势可能为为 ( )A .4V 、9VB .8V 、12VC .12V 、15VD .24V 、29V4. 如图3所示,叠放在一起的A 、B 两绝缘小物块放在水平向右的匀强电场中,其中B 带正电q 而A 不带电.它们一起沿绝缘水平面以某一速度匀速运动.现突然使B 带电量消失,同时A 带上正电q ,则A 、B 的运动状态可能为 ( )A .一起匀速运动B .一起加速运动C .A 匀加速,B 匀减速D .A 匀加速,B 匀速5.空间存在匀强电场,有一电荷量q ()0>q 、质量m 的粒子从O 点以速率0v 射入电场,运动到A 点时速率为02v 。
现有另一电荷量q -、质量m 的粒子以速率02v 仍从O 点射入该电场,运动到B 点时速率为03v 。
若忽略重力的影响,则( ) A .在O 、A 、B 三点中,B 点电势最高 B .在O 、A 、B 三点中,A 点电势最高 C .OA 间的电势差比BO 间的电势差大 D .OA 间的电势差比BA 间的电势差小图 4图 5图66.如图4所示,中子内有一个电荷量为 + 23 e 的上夸克和两个电荷量为 - 13 e 的下夸克,3个夸克都分布在半径为 r 的同一圆周上,则上夸克所在处的电场强度为( )A .ke r 2B .ke3r2 C .ke 9r 2D .2ke 3r2 7.如图5所示的直线是真空中的某电场的一条电场线,AB 是这条电场线上的两点。
高中物理 --静电场单元测试卷(含答案)

高中物理 --静电场单元测试卷(含答案)1.如图所示为在一电场中的a b c d 、、、四个点分别引入试探电荷时,电荷所受的静电力F 跟引入的试探电荷的电荷量之间的关系,下列说法正确的是( )A.该电场是匀强电场B.这四点的场强大小关系是d b a c E E E E >>>C.这四点的场强大小关系是b a c d E E E E >>>D.无法比较这四点场强的大小2.某同学为了探究影响电荷间相互作用力的因素,进行了以下的实验:M 是一个带正电的物体,把系在丝线上的带正电的轻质小球先后挂在123P P P 、、位置,发现丝线偏离竖直方向的角度逐渐变小.这个实验结果说明电荷之间的作用力( )A.随着电荷量的增大而增大B.与两电荷量的乘积成正比C.随着电荷间距离的增大而减小D.与电荷间距离的平方成反比3.如图,一粗糙绝缘竖直面与两个等量异种点电荷连线的中垂线重合,A 、O 、B 为该竖直面上的三点,且O 为等量异种点电荷连线的中点,AO=BO.现有带电荷量为q 、质量为m 的小物块从A 点以初速度v 0向B 滑动,到达B 点时速度恰好为0, 则( )A.从A 到B,小物块的加速度一直减小,到达O 点时速率为02vB.从A 到B,小物块的加速度先增大后减小,到达O 点时的动能为204mvC.小物块一定带负电荷,从A 到B 电势能先减小后增大D.从A 到B,小物块的电势能一直减小,受到的电场力先增大后减小4.如图所示,实线表示某电场的电场线(方向未标出),虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,设M 点和N 点的电势分別为M ϕ、N ϕ,粒子在M 和N 时加速度大小分别为M a 、N a ,速 度大小分别为M υ、N υ,电势能分别为PM E 、PN E .下列判断 正确的是( )A.,M N M N a a υυ<<B.,M N M N υυϕϕ<<C.,M N PM PN E E ϕϕ<<D.,M N PM PN a a E E <<5.如图所示,有一带电粒子贴着A 板沿水平方向射人匀强电场,当偏转电压为1U 时,带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出;当偏转电压为2U 时,带电粒子沿②轨迹落到B 板中间.设粒子两次射入电场的水平速度相同,则两次偏转电压之比为( )A.12:1:8U U =B.12:1:4U U =C.12:1:2U U =D.12:1:1U U =6.如图所示的情况中,a 、b 两点的电场强度和电势均相同的是( )A.甲图:离点电荷等距的a 、b 两点B.乙图:两个等量异种点电荷连线的中垂线上,与连线中点等距的a 、b 两点C.丙图:两个等量同种点电荷连线上,与连线中点等距的a 、b 两点D.丁图:带电平行金属板两板间分别靠近两板的a 、b 两点7.如图所示实验中,关于平行板电容器的充、放电,下列说法正确的是( )A.开关接1时,平行板电容器充电,且上极板带正电B.开关接1时,平行板电容器充电,且上极板带负电C.开关接2时,平行极电容器充电,且上极板带正电D.开关接2时,平行板电容器充电,且上极板带负电8.如图所示,电荷量分别为12Q Q 、的两个正点电荷分别置于A 点和B 点,两点相距L ,在以AB 为直径的光滑绝缘半圆环上,穿着一个带电荷量为q 的小球(视为点电荷),小球在P 点受力平衡,若不计小球的重力,那么PA 与AB 的夹角α与12Q Q 、的关系满足( )A.122tan Q Q α=B.212tan Q Q α=C.312tan Q Q α=D.321tan Q Q α=9.如图所示,电荷量q -,质量为m 的滑块,沿固定绝缘斜面匀速下滑,现加一竖直向上的匀强电场,电场强度为E ,以下中正确的是( )A .物体将沿斜面减速下滑B .物体仍保持匀速下滑C .物体将沿斜面加速下滑D .物体可能静止10.如图所示,a b 、为平行金属板,静电计的外壳接地,合上开关S 后,静电计的指针张开一个较小的角度,能使角度增大的办法是( )A .使a b 、板的距离增大一些B .使a b 、板的正对面积减小一些C .断开S ,使a b 、板的距离增大一些D .断开S ,使a b 、板的正对面积增大一些11.如图(1)所示是示波管的原理图,它由电子枪、竖直偏转电极YY '、水平偏转电极XX '和荧光屏组成。
高中物理选修3-1-静电场-测试题-单元测试及答案

静电场单元测试一、选择题1.如图所示,a 、b 、c 为电场中同一条电场线上的三点,c 为ab 的中点,a 、b 点的电势分别为φa =5 V ,φb =3 V ,下列叙述正确的是( ) A .该电场在c 点处的电势一定为4 V B .a 点处的场强一定大于b 处的场强C .一正电荷从c 点运动到b 点电势能一定减少D .一正电荷运动到c 点时受到的静电力由c 指向a 2.如图所示,一个电子以100 eV 的初动能从A 点垂直电场线方向飞入匀强电场,在B 点离开电场时,其速度方向与电场线成150°角,则A 与B 两点间的电势差为( )A .300 VB .-300 VC .-100 VD .-1003V3.如图所示,在电场中,将一个负电荷从C 点分别沿直线移到A 点和B 点,克服静电力做功相同.该电场可能是( ) A .沿y 轴正向的匀强电场 B .沿x 轴正向的匀强电场C .第Ⅰ象限内的正点电荷产生的电场D .第Ⅳ象限内的正点电荷产生的电场4.如图所示,用绝缘细线拴一带负电小球,在竖直平面内做圆周运动, 匀强电场方向竖直向下,则( )A .当小球运动到最高点a 时,线的张力一定最小B .当小球运动到最低点b 时,小球的速度一定最大C .当小球运动到最高点a 时,小球的电势能最小D .小球在运动过程中机械能不守恒5.在静电场中a 、b 、c 、d 四点分别放一检验电荷,其电量可变,但很小,结果测出检验电荷所受电场力与电荷电量的关系如图所示,由图线可知 ( )A .a 、b 、c 、d 四点不可能在同一电场线上B .四点场强关系是E c =E a >E b >E dC .四点场强方向可能不相同D .以上答案都不对6.如图所示,在水平放置的光滑接地金属板中点的正上方,有带正电的点电荷Q , 一表面绝缘带正电的金属球(可视为质点,且不影响原电场)自左以速度v 0开始在 金属板上向右运动,在运动过程中 ( ) A .小球做先减速后加速运动 B .小球做匀速直线运动 C .小球受的电场力不做功D .电场力对小球先做正功后做负功7.如图所示,一个带正电的粒子以一定的初速度垂直进入水平方向的匀强电场.若不计重力,图中的四个图线中能描述粒子在电场中的运动轨迹的是( )8.图中虚线是用实验方法描绘出的某一静电场中的一簇等势线,若不计重力的带电粒子从a点射入电场后恰能沿图中的实线运动,b点是其运动轨迹上的另一点,则下述判断正确的是( )A.b点的电势一定高于a点B.a点的场强一定大于b点C.带电粒子一定带正电D.带电粒子在b点的速率一定小于在a点的速率9.如图所示,在粗糙水平面上固定一点电荷Q,在M点无初速度释放一带有恒定电量的小物块,小物块在Q的电场中运动到N点静止,则从M点运动到N点的过程中() A.小物块所受电场力逐渐减小B.小物块具有的电势能逐渐减小C.M点的电势一定高于N点的电势D.小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功10.如图所示,A,B两个带有异种电荷的小球分别被两根绝缘细线系在木盒内,且在同一竖直线上,静止时木盒对地面的压力为F N,细线对B的拉力为F.若将系B的细线断开,下列说法中正确的是( )A.刚断开时木盒对地的压力等于F NB.刚断开时木盒对地的压力等于F N+FC.刚断开时木盒对地的压力等于F N-FD.在B向上运动的过程中,木盒对地的压力逐渐变大11.有一匀强电场,其场强为E,方向水平向右,把一个半径为r的光滑绝缘环,竖直放置于场中,环面平行于电场线,环的顶点A穿有一个质量为m,电量为q(q>0)的空心小球,如图所示,当小球由静止开始从A点下滑1/4圆周到B点时,小球对环的压力大小为:( )A.2mgB.qE.C.2mg+qED.2mg+3qE12.如图所示,一金属球原来不带电.现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN,金属球感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为E a、E b、E c,三者相比,则:( )A.E a最大B.E b最大C.E c最大D.E a=E b=E c二、填空题13.带正电1.0×10-3 C 的粒子,不计重力,在电场中先后经过A 、B 两点,飞经A 点时动能为10 J ,飞经B 点时动能为4 J ,则带电粒子从A 点到B 点过程中电势能增加了______,A 、B 两点电势差为____.14.在两块平行竖直放置的带等量异种电荷的金属板M 、N 间的匀强电场中有A 、B 两点,AB 连线与水平方向成30°角,AB 长为0.2cm ,如图所示.现有一带电量为4×10-8C 的负电荷从A 沿直线移到B 点,电场力做正功2.4×10-6J ,则A 、B 两点间的电势差大小为________,________点电势高.若此电荷q 沿任意路径从B 到A 点,电荷电势能变化情况是________,此匀强电场的场强大小为________,若两金属板相距0.3cm ,则两板电势差为________.15.如图,带电量为+q 的点电荷与均匀带电薄板相距为2d ,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心.若图中a 点处的电场强度为零,根据对称性,带电薄板在图中b 点处产生的电场强度大小为________,方向________.(静电力恒量为k)16.如图所示,质量相等的三个小球A 、B 、C ,放在光滑的绝缘水平面上,若将A 、B 两球固定,释放C 球,C 球的加速度为1m/s 2,方向水平向左.若将B 、C 球固定,释放A 球,A 球的加速度为2m/s 2,方向水平向左.现将A 、C 两球固定,释放B 球,则B 球加速度大小为________m/s 2,方向为________.三、计算题17.如图所示,用长L 的绝缘细线拴住一个质量为m ,带电荷量为q 的小球,线的另一端拴在水平向右的匀强电场中,开始时把小球、线拉到和O 在同一水平面上的A 点(线拉直),让小球由静止开始释放,当摆线摆到与水平线成60°角到达B 点时,球的速度正好为零.求: (1)B 、A 两点的电势差; (2)匀强电场的场强大小.18.如图所示,竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R ,下端与光滑绝缘水平面平滑连接,整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E 中.一质量为m 、带电荷量为+q 的物块(可视为质点),从水平面上的A 点以初速度v 0水平向左运动,沿半圆形轨道恰好通过最高点C ,场强大小为E(E 小于mgq).(1)试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功.(2)证明物块离开轨道落回水平面过程的水平距离与场强大小E 无关,且为一常量.19.一质量为m 、电荷量为+q 的小球,从O 点以和水平方向成α角的初速度v 0抛出,当达到最高点A 时,恰进入一匀强电场中,如图.经过一段时间后,小球从A 点沿水平直线运动到与A 相距为S 的A′点后又折返回到A 点,紧接着沿原来斜上抛运动的轨迹逆方向运动又落回原抛出点.求(1)该匀强电场的场强E 的大小和方向;(即求出图中的θ角,并在图中标明E 的方向) (2)从O 点抛出又落回O 点所需的时间.1.C [该电场不一定是匀强电场,φc 不一定等于φa +φb2=4 V ,故A 、B 错误;由φa >φb知,电场线由a 指向b ,正电荷在c 点的受力也应由c 指向b ,选项D 错误;由E p =qφ知选项C 正确.]2.B [电子做类平抛运动,在B 点,由速度分解可知v B =v Acos 60°=2v A ,所以E k B =4E k A =400 eV ,由动能定理得U AB (-e )=E k B -E k A ,所以U AB =-300 V ,B 对.]3.AD [由题意知φA =φB ,A 、B 应处在同一等势面上,又W CA =qU CA <0,q <0,故U CA >0,即φC >φA ,符合条件的可能是选项A 、D.]4.CD [qE =mg ,小球将做匀速圆周运动,球在各处对细线的拉力一样大;若qE <mg ,球在a 处速度最小,对细线的拉力最小;若qE >mg ,球在a 处速度最大,对细线的拉力最大,故A 、B 错;a 点电势最高,负电荷在电势最高处电势能最小,故C 正确;小球在运动过程中除重力外,还有静电力做功,机械能不守恒,D 正确.]5.B 解析:场强与检验电荷电量的大小无关.6. BC 解析:金属板在点电荷的电场中达到静电平衡状态后,其表面是一个等势面,根据电场线与等势面垂直,则带电小球沿金属板表面移动时所受电场力的方向竖直向下,所以带电小球所受的重力、支持力和电场力均在竖直方向上,合力为零.故带电小球做匀速直线运动,∴B 正确;又由于电场力与表面垂直,对小球不做功,故C 正确,D 错误.7. 答案:C8.答案:BD解析:由等势线的分布画出电场线的分布如图所示,可知a 点的场强大,B 正确,根据轨迹可判断电场力指向左方,电场力做负功,a 点速率大于b 点速率,D 正确.但不知粒子电性,也无法判断场强的具体方向,故无法确定a 、b 两点电势的高低,A 、C 错误.9.答案:ABD解析:电场力做正功,摩擦力做负功,大小相等(始末速度为零). 10.答案:BD解析:刚断开时,A ,B 间的库仑力不变.未断开时,对A ,B 和木盒整体进行受力分析,有: F N =G 木+G A +G B ,对于B ,F 库=GB +F.断开时,对A 与木箱整体进行受力分析,有: F N′=G 木+G A +F 库,因为F 库不变.所以B 正确,在B 向上运动过程中F 库变大,所以D 正确. 11.D 12.C13.6 J -6 000 V14.答案:60V ,B ,增加,23×104V/m ,603V 15.答案:2dkq,水平向左(或垂直薄板向左) 16.解析:把A 、B 、C 球作为一个系统,三个小球之间的相互作用力为系统内力.根据牛顿第三定律,每两个小球之间存在一对作用力和反作用力,其大小相等、方向相反.这样系统的内力之和为零.系统的外力之和也为零设三个小球所受的合外力分别为F 1、F 2、F 3,则 F 1=ma 1 F 2=ma 2 F 3=ma 3F 1+F 2+F 3=m(a 1+a 2+a 3)=0设向右为正 a 2=-a 1-a 3=1+2=3(m/s 2)B 球的加速度大小为3m/s 2,方向向右.17.(1)3mgL 2q (2)3mgq解析 (1)由动能定理得: mgL sin 60°-qU BA =0所以U BA =3mgL2q(2)U BA =EL (1-cos 60°)得:E = 3mgq. 18.答案:(1)Wf =12mv20+52(Eq -mg)R (2)s =2R解析:(1)物块恰能通过圆弧最高点C 时,圆弧轨道与物块间无弹力作用,物块受到的重力和电场力提供向心力mg -Eq =m v2CR ①物块在由A 运动到C 的过程中,设物块克服摩擦力做的功为Wf ,根据动能定理有 Eq·2R -Wf -mg·2R =12mv2C -12mv20② 由①②式解得Wf =12mv20+52(Eq -mg)R ③(2)物块离开半圆形轨道后做类平抛运动,设水平位移为s ,则 水平方向有s =vCt ④ 竖直方向有2R =12(g -Eqm )·t2⑤由①④⑤式联立解得s =2R ⑥因此,物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E 无关,大小为2R.19.解析:(1)斜上抛至最高点A 时的速度vA =v0cosα① 水平向右由于AA ′段沿水平方向直线运动,所以带电小球所受的电场力与重力的合力应为一水平向左的恒力:F =mgtanθ=qEcosθ,②带电小球从A 运动到A ′过程中作匀减速运动 有(v0cosα)2=2qEcosθs/m ③ 由以上三式得: E =mv40cos4α+4g2s22qsθ=arctan 2gsv20cos2α 方向斜向上(2)小球沿AA ′做匀减速直线运动,于A ′点折返做匀加速运动 所需时间t =2v0sinαg +4s v0cosα。
大学物理第五章静电场单元测验(带答案)

2014-2015学年第二学期电学单元测试――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― —、选择题 (每题2分,共30分) 1、以下说法哪一种是正确的A) 电场中某点电场强度的方向,就是试验电荷在该点所受的电场力方向 (B)电场中某点电场强度的方向可由E =确定,试验电荷0q 可正可负,F 为试验电荷所受的电场力(C) 在以点电荷为中心的球面上,由该点电荷所产生的电场强度处处相同 (D) 以上说法都不正确 2、如图所示,一个点电荷q 位于立方体一顶点A 上,则通过abcd 面上的电通量为A 06q εB 012q ε C 024q ε D 036q ε3、1056:点电荷Q 被曲面S 所包围,从无穷远处引入另一点电荷q(A) 曲面S 的电通量不变,曲面上各点场强不变 (B) 曲面S (C) 曲面S 的电通量变化,曲面上各点场强变化 (D) 曲面S 4、如图所示,两个“无限长”的、半径分别为R 1和R 2荷分别为1λ和2λ,则在外圆柱面外面、距离轴线为r 处的P 点的电场强度大小E 为:(A)r 0212ελλπ+ (B) ()()20210122R r R r -π+-πελελ (C)()20212R r-π+ελλ (D) 20210122R R ελελπ+π 5、设无穷远处电势为零,则半径为R 的均匀带电球体产生的电场的电势分布规律为(图中的U 0和b 皆为常量):6、如图所示,一半径为a 的“无限长”圆柱面上均匀带电,其电荷线密度为λ。
在它外面同轴地套一半径为b 的薄金属圆筒,圆筒原先不带电,但与地连接。
以大地的电势为零,则在内圆柱面里面、距离轴线为r 的P 点的场强大小和电势分别为:(A) E =0,U =r a ln 20ελπ (B) E =0,U =a bln20ελπ(C) E =r 02ελπ,U =r b ln 20ελπ (D) E =r 02ελπ,U =a b ln20ελπ7、如图所示,两个同心的均匀带电球面,内球面半径为R 1、带电荷Q 1,外球面半径为R 2、带电荷Q 2 .设无穷远处为电势零点,则在两个球面之间、距离球心为r 处的P 点的电势U 为:(A)r Q Q 0214επ+ (B) 20210144R Q R Q εεπ+π (C) 2020144R Q r Q εεπ+π (D) r Q R Q 0210144εεπ+π 8、在电荷为-Q 的点电荷A 的静电场中,将另一电荷为q 的点电荷B 从a 点移到b 点。
静电场----单元测试题(含答案)

第1章静电场 单元测试题1.对元电荷的理解,下列说法正确的是 ( )A .目前认为:元电荷是自然界中电荷的最小单元,其值是1.60×10-19CB .元电荷就是质子C .元电荷就是电子D .物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍2.两个大小相同的金属小球A 、B 分别带有q A ︰q B =4︰1数值的电荷量,相距较远,相互间引力为F .现将另一个不带电的、与A 、B 完全相同的金属小球C ,先与A 接触,再与B 接触,然后离开,则A 、B 间的作用力变为 ( )A .F 81 B .F 41 C .F 21 D .F 1613.等量异种点电荷的连线和其中垂线如图所示,现将一个带负电的检验电荷先从图中a 点沿直线移到b 点,再从b 点沿直线移到c 点.则检验电荷在此全过 程中 ( ) A .所受电场力的方向将发生改变 B .所受电场力的大小恒定 C .电势能一直减小 D .电势能先不变后减小4.在电场中某点放入电荷量为q 的正电荷时测得该点的场强为E ,若在同一点放入电荷量为q′=2q 的负电荷时,则该点的场强 ( )A .大小为2E ,方向与E 相同B .大小为2E ,方向与E 相反C .大小为E ,方向与E 相同D .大小为E ,方向与E 相反5.两个固定的异号电荷,电荷量给定但大小不等,且q 1<q 2.用E 1和E 2分别表示两个点电荷产生的电场强度的大小,则在通过两点电荷的直线上,E 1=E 2的点 ( )A .有三个,其中两处合场强为零B .有三个,其中一处合场强为零C .只有二个,其中一处合场强为零D .只有一个,该处合场强不为零 6.如图所示,Q 带负电荷,导体P 在a 处接地,下列说法中正确的是: ( ) A .导体P 的a 端带正电荷,b 端不带电 B .导体P 的a 端不带电荷,b 端带负电荷AC .导体P 的a 端带正电荷,b 端带负电荷,且正、负电荷的电荷量相等D .导体P 的a 端带正电荷,b 端带负电荷,正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量 7.金属圆筒内放一正点电荷A ,筒外放一负点电荷B ,如图所示, (1)若筒壁不接地,增加电荷量q A ,B 受到电场力将如何变化? (2)若筒壁不接地,增加电荷量q B ,A 受到的电场力将如何变化? (3)若筒壁接地,增大q B ,A 受到电场力将如何变化? (4)若筒壁接地,增大q A ,B 受到电场力将如何变化? 上述4种变化情况 ( )A .增大 不变 不变 不变B .不变 增大 增大 不变C .增大 不变 增大 增大D .不变 增大 不变 增大8.如右图所示,在导体壳内放一负电荷q ,则壳内的a 点、壳上的b 点、壳外b的c 点的电场强度和电势的关系应为 ( ) A. E a >E b >E c ,ϕ a >ϕb >ϕcB. E a >E b >E c ,ϕ a <ϕb <ϕcC. E a >E c >E b ,ϕa <ϕb <ϕcD. E a >E c >E b ,ϕ a >ϕb >ϕc9.如图所示,AB 是一个接地的很大的薄金属板,其右侧P 点有一带电荷量为Q 的正电荷,N 为金属板外表面上的一点,P 到金属板的垂直距离PN =d ,M 为PN 连线的中点.关于M 、N 两点的场强和电势,如下说法正确的是A .M 点的电势比N 点的电势点高,M 点的场强比N 点的场强大B .M 点的场强大小为4kQ/d 2C .N 点的电势为零,场强不为零D .N 点的电势和场强都为零10.图中所示是一个平行板电容器,其电容为C ,带电荷量为Q ,上极板带正电.现将一个试探电荷q 由两极板间的A 点移动到B 点,如图所示.A 、B两点间的距离为s ,连线AB 与极板间的夹角为30°.则电场力对试探电荷( ) A .Qd qCs B .Cd qQsC .CdqQs2 D .QdqCs2 11.如图是一个说明示波管工作的原理图,电子经加速电场(加速电压为U 1)加速后垂直进入偏转电场,离开偏转电场时偏转量是h ,两平行板间的距离为d ,电压为U 2,板长为l ,每单位电压引起的偏移2U h,叫做示波管的灵敏度,为了提高灵敏度,可采用下列哪些方法 ( ) A .增大U 2 B .减小lC .减小dD .增大U 112.如图所示,电子由静止经匀强电场加速后,从AB 板的中线垂直射入AB 间匀强电场中,若加速电压为U 1,偏转电压为U 2,则( ) A .电子最终具有的动能E K ≤e(U 1+U 2/2) B .为使电子能飞出电场,U 1必须大于U 2 C .电子在两电场间都作匀变速运动D .若增大U 1,则电子在偏转电场中受到的冲量可能不变 13.在“电场中等势线的描绘”实验中:pc · AB U 1⑴所用器材除了木板、白纸、导电纸、复写纸、圆柱形电极、 导线、电池、开关外,还必须有 和 .⑵在实验过程中,要把复写纸、导电纸、白纸铺放在木板上,它们的顺序(自下而上)是① ,② ,③ ,导电纸上有导电物质的一面应朝 .⑶在实验中,按下开关,接通电路,若一个探针与基准点e 接触,另一探针已分别在基准点e 的两侧找到了实验所需要的两点“1”、“2”(如图甲所示),则当此探针与“1”点接触时,电表的指针应 (左偏、指零、右偏);当此探针与“2”点接触时,电表的指针应 (左偏、指零、右偏).⑷用实验方法得到的等势线如图乙所示,电极A 为正、B 为负,一电子从C 点移到D 点,电势能 ,并在图中画出电场的电场线(至少画出5条).在该实验中若将电极A 、B 间的电压增加为原来的3倍,则C 点的电场强度 ,CD 间的电势差 .(填“增大”、“减小”或“不变”)13题图 14题图14.在图示的实验装置中,已充电的平行板电容器的极板A 与一静电计相连接,极板B 接地.若极板B 稍向上移,则电容器电容 ,静电计指针偏角 ;若极板B 稍向右水平移动,则电容器的带电荷量 .(填“增大”、“减小”或“不变”)15.如图所示,在不带电的半径为R 的导体球附近一点A 处,从无限远处移来一点电荷,点电荷的电荷量为q ,若A 点到球面的距离为L ,当达到静电平衡时,导体球上的感应电荷在球心O 处产生的场强的大小等于多少?其方向如何?16. 如图所示,用金属丝A 、B 弯成半径r =1m 的圆,但在AB 之间留出一小缺口,d =2cm ,相对圆弧来说是很小的间隙,将电荷量91013.3-⨯=Q C 的正电荷均匀分布在金属丝上.求圆心O 处的电场强度.B A····ABCD甲乙16题图17.质量为m,带电荷量为-q的微粒(重力不计),在匀强电场中的A点时速度为v,方向与电场线垂直,在B点时速度大小为2V,如图所示,已知A、B两点间的距离为d.求:(1)A、B两点的电压;(2)电场强度的大小和方向.18.某同学用精度较高的电压表测量匀强电场中A、B、C三点的电压,得到的读数分别为U AB=4V,U CB=6V,已知AB=80cm, ABC=600,,BC=60cm.(1)作出该匀强电场的电场线.(2)求场强E为多大?19.如图,光滑绝缘半球槽的半径为R,处在水平向右的匀强电场中,一质量为m的带电小球从槽的右端A处无初速沿轨道滑下,滑到最低点B时,球对轨道的压力为2mg.求(1)小球受到的电场力的大小和方向.(2)带电小球在滑动过程中的最大速度.20.在竖直平面内建立xoy直角坐标系,oy表示竖直向上方向.如图所示.已知该平面内存在沿x轴正向的区域足够大的匀强电场.一带电小球从坐标原点o沿ox方向以4J的初动能竖直向上抛出.不计空气阻力,它到达的最高位置如图中M点所示.求:(1)小球在M点时的动能E kM.(2)设小球落回跟抛出点在同一水平面时的位置为N,求小球到达N点时的动能E kN.A静电场单元测试题答案1.A D 2.B 3.D 4.C 5.C 6.A 7.A 8.C 9.A C 10.C 11. C 12.A C D 13.(1)灵敏电流表,探针两根 (2)白纸、复写纸、导电纸、上 (3)指零、指零 (4)增大、增大、增大 14.减小、增大、不变 15.()2R L qk+ 方向在AO 连线上,由O 点指向+q16.根据对称性可知,带电圆环在圆心O 处的合场强E =0,那么补上缺口部分在圆心O 处产生的场强与原缺口环在圆心O 处产生的场强大小相等方向相反. 考虑到r π2比d 大很多,所以原来有缺口的带电环所带电荷的密度为 rQd r Q ππρ22≈-= 补上的金属部分的带电荷量rQdd Q πρ2/==由于d 比r 小得多,可以将Q /视为点电荷,它在O 处产生的场强为N/C 109N/C 102.0114.321013.31092-2992//⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-rQ k E ,方向向右.所以原缺口环在圆心O 处产生电场的场强N/C 1092-⨯=E ,方向向左. 17.解:(1)根据动能定理可得:2221)2(21mv v m qU AB-=,得q mv U AB 232=. (2)由于带电微粒在电场中做类平抛运动,建立如图所示的坐标系:vt y =, 221t mqE x =,222d y x =+ ,22224v t a v =+ 解得:qdmv E 2212=18.10v/m 19.F=mg/2水平向右;v m =Rg (5-1) 20.(1)从O 点上升到M 点,竖直方向上221gt y =00k E m g y -=- 水平方向上 221at x = ma F =2002222y x E g y x gy E t x m k k =⋅== J 25.243423220=⋅===∴y x E Fx E k kM (2)小球由O 到N 的时间t t 2='x t a t a x ON 4)2(212122=='=落到N 点,重力势能变化为零,电场力做功等于机械能的变化kO kN ON E E Fx -=J 1342=+⋅=+=∴kO kOkO ON kN E x yxE E Fx E。
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静电场。
单元测试题(含答案) 第1章静电场单元测试题1.关于元电荷的理解,正确的说法是():A。
目前认为元电荷是自然界中电荷的最小单元,其值为1.60×10^-19 C。
B。
元电荷就是质子。
C。
元电荷就是电子。
D。
物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍。
2.两个大小相同的金属小球A、B分别带有电荷量):A。
FB。
1111FC。
FD。
1/5 F3.等量异种点电荷的连线和其中垂线如图所示,现将一个带负电的检验电荷先从图中a点沿直线移到b点,再从b点沿直线移到c点。
则检验电荷在此全过程中():A。
所受电场力的方向将发生改变。
B。
所受电场力的大小恒定。
C。
电势能一直减小。
D。
电势能先不变后减小。
4.在电场中某点放入电荷量为q的正电荷时测得该点的场强为E,若在同一点放入电荷量为q′=2q的负电荷时,则该点的场强():A。
大小为2E,方向与E相同。
B。
大小为2E,方向与E相反。
C。
大小为E,方向与E相同。
D。
大小为E,方向与E相反。
5.两个固定的异号电荷,电荷量给定但大小不等,且q_1<q_2.用E_1和E_2分别表示两个点电荷产生的电场强度的大小,则在通过两点电荷的直线上,E_1=E_2的点():A。
有三个,其中两处合场强为零。
B。
有三个,其中一处合场强为零。
C。
只有两个,其中一处合场强为零。
D。
只有一个,该处合场强不为零。
6.如图所示,Q带负电荷,导体P在a处接地。
下列说法中正确的是():A。
导体P的a端带正电荷,b端不带电。
B。
导体P的a端不带电荷,b端带负电荷。
C。
导体P的a端带正电荷,b端带负电荷,且正、负电荷的电荷量相等。
D。
导体P的a端带正电荷,b端带负电荷,正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量。
7.金属圆筒内放一正点电荷A,筒外放一负点电荷B,如图所示。
1)若筒壁不接地,增加电荷量q_A,B受到电场力将如何变化?2)若筒壁不接地,增加电荷量q_B,A受到的电场力将如何变化?3)若筒壁接地,增大q_B,A受到电场力将如何变化?4)若筒壁接地,增大q_A,B受到电场力将如何变化?上述4种变化情况():A。
增大不变不变不变。
B。
不变增大增大不变。
C。
增大不变增大增大。
D。
不变增大不变增大。
8.根据右图,在导体壳内放置一个负电荷q,那么壳内的a点、壳上的b点、壳外的c点的电场强度和电势的关系应为A。
Ea。
Eb。
Ec,φa。
φb。
φc。
9.如图所示,AB是一个接地的很大的薄金属板,其右侧P点有一带电荷量为Q的正电荷,N为金属板外表面上的一点,P到金属板的垂直距离PN为d,M为PN连线的中点。
关于M、N两点的场强和电势,正确的说法是A。
M点的电势比N点的电势高,M点的场强比N点的场强大。
10.图中所示为一个平行板电,其电容为C,带电荷量为Q,上极板带正电。
现将一个试探电荷q由两极板间的A点移动到B点,如图所示。
A、B两点间的距离为s,连线AB与极板间的夹角为30°。
那么电场力对试探电荷q所做的功等于dqCs^2/2.11.如图所示为一个说明示波管工作的原理图,电子经加速电场(加速电压为U1)加速后垂直进入偏转电场,离开偏转电场时偏转量是h,两平行板间的距离为d,电压为U2,板长为l,每单位电压引起的偏移h叫做示波管的灵敏度。
为了提高灵敏度,可采用下列哪些方法A。
增大U2 B。
减小l C。
减小d D。
增大U1.12.如图所示,电子由静止经匀强电场加速后,从AB板的中线垂直射入AB间匀强电场中,若加速电压为U1,偏转电压为U2,则A。
电子最终具有的动能EK ≤ e(U1 + U2/2) B。
为使电子能飞出电场,U1必须大于U2 C。
电子在两电场间都作匀变速运动 D。
若增大U1,则电子在偏转电场中受到的冲量可能不变。
13.在“电场中等势线的描绘”实验中,所用器材除了木板、白纸、导电纸、复写纸、圆柱形电极、导线、电池、开关外,还必须有电势计和电阻箱。
⑵在实验中,需要按照以下顺序将复写纸、导电纸和白纸铺放在木板上:①复写纸,②导电纸,③白纸。
导电纸的导电物质面应朝上。
⑶在实验中,按下开关接通电路后,如果一个探针接触基准点e,另一个探针分别在基准点e的两侧找到实验所需的两点“1”、“2”(如图甲所示),当此探针与“1”点接触时,电表的指针应该向左偏;当此探针与“2”点接触时,电表的指针应该向右偏。
在实验中得到的等势线如图乙所示,其中电极A为正,B 为负。
一个电子从C点移动到D点时,它的电势能是多少?请在图中画出至少5条电场线。
如果将电极A和B之间的电压增加为原来的3倍,那么C点的电场强度会增大,CD间的电势差也会增大。
14.在图示的实验装置中,已充电的平行板电的极板A与一静电计相连接,极板B接地。
如果极板B稍向上移,那么电的电容会减小,静电计指针偏角也会减小。
如果极板B稍向右水平移动,那么电的带电荷量会减小。
15.在不带电的半径为R的导体球附近一点A处,从无限远处移来一点电荷,点电荷的电荷量为q。
如果A点到球面的距离为L,当达到静电平衡时,导体球上的感应电荷在球心O处产生的场强大小为kq/L^2,方向指向球心。
16.如图所示,用金属丝A、B弯成半径为r=1m的圆,但在AB之间留出一小缺口,d=2cm,相对圆弧来说是很小的间隙,将电荷量Q=3.13×10^-9C均匀分布在金属丝上。
求圆心O 处的电场强度。
17.质量为m,带电荷量为-q的微粒(重力不计),在匀强电场中的A点时速度为v,方向与电场线垂直,在B点时速度大小为2v。
如图所示,C点的正电荷均匀分布。
已知A、B两点间的距离为d。
求:(1)A、B两点的电压;(2)电场强度的大小和方向。
18.某同学用精度较高的电压表测量匀强电场中A、B、C三点的电压,得到的读数分别为UAB=4V,UCB=6V。
已知AB=80cm,∠ABC=60°,BC=60cm。
请作出该匀强电场的电场线,并求出场强E的大小。
C19.在水平向右的匀强电场中,半径为R的光滑绝缘半球槽中有一质量为m的带电小球从槽的右端A处无初速沿轨道滑下,滑到最低点B时,球对轨道的压力为2mg。
求:(1)小球受到的电场力的大小和方向;(2)带电小球在滑动过程中的最大速度。
20.在竖直平面内建立xoy直角坐标系,oy表示竖直向上方向。
已知该平面内存在沿x轴正向的区域足够大的匀强电场。
一带电小球从坐标原点o沿ox方向以4J的初动能竖直向上抛出。
不计空气阻力,它到达的最高位置如图中M点所示。
求:(1)小球在M点时的动能EkM;(2)设小球落回跟抛出点在同一水平面时的位置为N,求小球到达N点时的动能EkN。
答案:C19.(1) 根据牛顿第二定律,小球受到的电场力F和重力mg之和为ma,其中a为小球在轨道上的加速度。
又因为小球在滑动过程中保持静止或匀速直线运动,所以a=0,于是F=-mg。
根据叠加原理,小球所受合力为F+mg=-2mg,即小球受到的电场力的大小为mg,方向与重力相反,即向左。
2) 根据机械能守恒定律,小球在滑动过程中机械能守恒,即mgh=1/2mv^2,其中h为小球从A点到B点的高度差,v为小球在滑动过程中的速度。
因为小球在B点对轨道的压力为2mg,所以小球在B点的重力为2mg,从而h=2R。
代入上式可得v=sqrt(4gR),即小球在滑动过程中的最大速度为sqrt(4gR)。
20.(1) 在M点,小球的动能全部转化为势能,即4J=qEd,其中q为小球所带电荷量,E为电场强度,d为小球在M点的高度。
因为小球在M点静止,所以电场力的大小为重力的大小,即qE=mg,代入上式可得4J=mgd,于是小球在M点时的动能EkM=0.2) 小球在竖直方向上运动时,重力和电场力共同作用,因此小球的动能和势能都在变化。
设小球在N点的高度为h,根据机械能守恒定律可得:1/2mv^2+qEh=4J,其中v为小球在N点的速度。
因为小球在N点的速度方向与电场力方向相反,所以电场力的大小为mg,代入上式可得1/2mv^2+mg(h-d)=4J,于是小球到达N点时的动能EkN=1/2mv^2+mg(h-d)。
根据公式atF=ma=k*gy^2,可以得到物体的机械能公式Ek=Fx=kx^2/2.根据这些公式,可以计算出小球从O点到N点的电场力做功为2.25J。
小球从O点到N点的时间是原来的两倍,即t'=2t。
小球落到N点时,重力势能变为零,电场力做功等于机械能的变化,即FxON=EkN-EkO。
通过计算,可以得到EkN=13J。