电场综合练习 (2)

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高考物理模型讲练结合—15电场(2)

模型15 电场（2）-冲刺36模型模型+典例+方法+练习目录电场性质的理解 (2)割补法解题 (4)电场中的图像 (6)有关平行板电容器的问题分析 (10)电场性质的理解【模型+方法】1.电场中的各物理量的关系2.电场强度的判断(1)场强方向是正电荷所受电场力的方向，也是电场线上某点的切线方向.(2)电场的强弱可根据电场线或等势面的疏密程度判断.(3)电场中场强大小也可根据场强公式进行比较.3.电势高低的判断方法(1)根据电场线方向，沿着电场线方向，电势越来越低.(2)根据电势差U AB＝φA－φB，若U AB>0，则φA>φB；反之，φA<φB.(3)依据电势能的高低：由电势的定义式φ＝E pq知，正电荷在电势能大处电势较高，负电荷在电势能大处电势较低.4.电势能变化的判断(1)做功判断法：由W AB＝E p A－E p B.电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大.(2)电荷电势法：由E p＝qφ知正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大.(3)能量守恒法：若只有电场力做功，电荷的动能和电势能之和守恒，动能增大时，电势能减小，反之电势能增大.【典例1】(多选)(全国卷Ⅱ·20)如图1，竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷.a、b为圆环水平直径上的两个点，c、d为竖直直径上的两个点，它们与圆心的距离均相等.则()图1A.a、b两点的场强相等B.a、b两点的电势相等C.c、d两点的场强相等D.c、d两点的电势相等【答案】ABC【解析】在绝缘细圆环的上半圆P处，任取一小段，可看成点电荷，其在a点产生的场强为E1，在P关于细圆环水平直径对称的下半圆Q处再取一小段，其在a点产生的场强为E2，由对称性可知，E1、E2的合场强竖直向下，如图所示，即上半圆和下半圆在a点产生的合场强一定竖直向下.同理可得，b点场强方向也竖直向下，由于a、b两点关于圆心对称，则b点处场强大小与a点处相等，故A正确；同理可分析a、b所在的直径上各点场强均竖直向下，故a、b两点在同一条等势线上，电势相等，故B正确；由微元法和对称性可知，c、d两点场强相等，方向竖直向下，故C正确；在c、d点所在直径上，电场方向由c到d，c 点电势高于d点电势，故D错误.【典例2】(多选)(全国卷Ⅱ·21)如图2，ⅡM是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q(q>0)的点电荷固定在P点.下列说法正确的是()图2A.沿MN边，从M点到N点，电场强度的大小逐渐增大B.沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小C.正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大D.将正电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为负【答案】BC【解析】该点电荷形成的电场过M、N两点的等势面如图所示.距P越近，电场强度越大，沿MN边，从M点到N点，与P点的距离先变小后变大，电场强度先增大后减小，故A错误；沿电场线方向电势降低，沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小，故B正确；由图可知，M点电势高于N点电势，根据E p＝qφ知，正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能，故C正确；将正电荷从M点移动到N点，即从高电势移动到低电势，电场力所做的总功为正，故D错误.【练习】(多选)(全国卷Ⅱ·21)如图3，同一平面内的a 、b 、c 、d 四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M 为a 、c 连线的中点，N 为b 、d 连线的中点.一电荷量为q (q >0)的粒子从a 点移动到b 点，其电势能减小W 1；若该粒子从c 点移动到d 点，其电势能减小W 2.下列说法正确的是( )图3A.此匀强电场的场强方向一定与a 、b 两点连线平行B.若该粒子从M 点移动到N 点，则电场力做功一定为W 1＋W 22C.若c 、d 之间的距离为L ，则该电场的场强大小一定为W 2qLD.若W 1＝W 2，则a 、M 两点之间的电势差一定等于b 、N 两点之间的电势差割补法解题【模型+方法】就是对研究对象进行适当的分割、补充来处理问题的一种方法。

高二物理：电场综合练习题(含参考答案)

高二物理3-1电场：一：电场力的性质一、对应题型题组►题组1 电场强度的概念及计算1．下列关于电场强度的两个表达式E ＝F /q 和E ＝kQ /r 2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 /r 2是点电荷场强的计算式，Q 是产生电场的电荷的电荷量，它不适用于匀强电场D ．从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式F ＝k q 1q 2r 2，式kq 2r2是点电荷q 2产生的电场在点电荷q 1处的场强大小，而kq 1r2是点电荷q 1产生的电场在q 2处场强的大小2．如图1所示，真空中O 点有一点电荷，在它产生的电场中有a 、b 两点，a 点的场强大小为E a ，方向与ab 连线成60°角，b 点的场强大小为E b ，方向与ab 连线成30°角．关于a 、b 两点场强大小E a 、E b 的关系，以下结论正确的是( )图1A ．E a ＝33E b B ．E a ＝13E b C ．E a ＝3E b D ．E a ＝3E b 3．如图2甲所示，在x 轴上有一个点电荷Q (图中未画出)，O 、A 、B 为轴上三点，放在A 、B 两点的试探电荷受到的电场力跟试探电荷所带电荷量的关系如图乙所示，则( )图2A ．A 点的电场强度大小为2×103 N/CB ．B 点的电场强度大小为2×103 N/C C ．点电荷Q 在A 、B 之间D ．点电荷Q 在A 、O 之间 ►题组2 电场强度的矢量合成问题4．用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱．如图3甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O 是电荷连线的中点，E 、F 是连线中垂线上相对O 对称的两点，B 、C 和A 、D 也相对O 对称．则( )图3A ．B 、C 两点场强大小和方向都相同 B ．A 、D 两点场强大小相等，方向相反 C ．E 、O 、F 三点比较，O 点场强最强 D ．B 、O 、C 三点比较，O 点场强最弱5．如图4所示，A 、B 、C 、D 、E 是半径为r 的圆周上等间距的五个点，在这些点上各固定一个点电荷，除A 点处的电荷量为－q 外，其余各点处的电荷量均为＋q ，则圆心O 处（）图4A ．场强大小为kq r 2，方向沿OA 方向B ．场强大小为kqr 2，方向沿AO 方向C ．场强大小为2kq r 2，方向沿OA 方向D ．场强大小为2kqr2，方向沿AO 方向6．图5中边长为a 的正三角形ABC 的三个顶点分别固定三个点电荷＋q 、＋q 、－q ，则该三角形中心O 点处的场强为( )图5A.6kq a 2，方向由C 指向OB.6kqa 2，方向由O 指向C C.3kq a 2，方向由C 指向O D.3kqa2，方向由O 指向C 7．在电场强度为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．当把一检验电荷＋q 放在d 点恰好平衡(如图6所示，不计重力)．问：图6(1)匀强电场电场强度E 的大小、方向如何？(2)检验电荷＋q 放在点c 时，受力F c 的大小、方向如何？(3)检验电荷＋q放在点b时，受力F b的大小、方向如何？►题组3应用动力学和功能观点分析带电体的运动问题8．在真空中上、下两个区域均有竖直向下的匀强电场，其电场线分布如图7所示．有一带负电的微粒，从上边区域沿平行电场线方向以速度v0匀速下落，并进入下边区域(该区域的电场足够广)，在如图所示的速度—时间图象中，符合粒子在电场内运动情况的是(以v0方向为正方向)()图79．一根长为l的丝线吊着一质量为m，带电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中，如图所示，丝线与竖直方向成37°角，现突然将该电场方向变为竖直向下且大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为g，cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6)，求：(1)匀强电场的电场强度的大小；(2)小球经过最低点时丝线的拉力．10．如图所示，将光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形，固定在竖直面内，管口B、C的连线水平．质量为m 的带正电小球从B 点正上方的A 点自由下落，A 、B 两点间距离为4R .从小球(小球直径小于细圆管直径)进入管口开始，整个空间中突然加上一个斜向左上方的匀强电场，小球所受电场力在竖直方向上的分力方向向上，大小与重力相等，结果小球从管口C 处离开圆管后，又能经过A 点．设小球运动过程中电荷量没有改变，重力加速度为g ，求：(1)小球到达B 点时的速度大小； (2)小球受到的电场力大小；(3)小球经过管口C 处时对圆管壁的压力．二、高考模拟题组高考题组1．(2013·全国新课标Ⅰ·15)如图，一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点，a 和b 、b 和c 、 c 和d 间的距离均为R ，在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷．已知b 点处的场强为零，则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( ) A ．k 3q R 2 B ．k 10q9R 2 C ．k Q ＋q R 2 D ．k 9Q ＋q 9R 2模拟题组2．如图所示，可视为质点的三物块A 、B 、C 放在倾角为30°的固定斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数μ＝2345，A与B 紧靠在一起，C 紧靠在固定挡板上，三物块的质量分别为m A ＝0.60 kg ，m B ＝0.30 kg ，m C ＝0.50 kg ，其中A 不带电，B 、C 均带正电，且q C ＝1.0×10－5 C ，开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用，B 、C 间相距L ＝1.0 m ．现给A 施加一平行于斜面向上的力F ，使A 在斜面上做加速度a ＝1.0 m/s 2的匀加速直线运动，假定斜面足够长．已知静电力常量k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，g ＝10 m/s 2.求： (1)B 物块的带电量q B ；(2)A 、B 运动多长距离后开始分离．3．如图所示，绝缘光滑水平轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接，圆弧的半径R＝0.40 m．在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E＝1.0×104N/C.现有一质量m＝0.10 kg 的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s＝1.0 m的位置，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的C端时，速度恰好为零．已知带电体所带电荷量q＝8.0×10－5 C，求：(1)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力；(2)带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中，摩擦力做的功．二、电场能的性质一、对应题型题组►题组1对电势、电势差、等势面、电势能的理解1．如图1所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，其中c为ab的中点．已知a、b两点的电势分别为φa＝3 V，φb＝9 V，则下列叙述正确的是()图1A．该电场在c点处的电势一定为6 V B．a点处的场强E a一定小于b点处的场强E bC．正电荷从a点运动到b点的过程中电势能一定增大D．正电荷只受电场力作用从a点运动到b点的过程中动能一定增大2．一带正电粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D点，其v－t图象如图2所示，则下列说法中正确的是()图2A．A处的电场强度一定大于B处的电场强度B．粒子在A处的电势能一定大于在B处的电势能C．CD间各点电场强度和电势都为零D．A、B两点的电势差大于CB两点间的电势差3．如图3所示，在某电场中画出了三条电场线，C点是A、B连线的中点．已知A点的电势φA＝30 V，B点的电势φB＝－10 V，则C点的电势()图3A．φC＝10 V B．φC>10 VC．φC<10 V D．上述选项都不正确►题组2对电场力做功与电势能变化关系的考查4．如图4所示，将带正电的甲球放在不带电的乙球左侧，两球在空间形成了稳定的静电场，实线为电场线，虚线为等势线．A、B两点与两球球心连线位于同一直线上，C、D两点关于直线AB对称，则()图4A．A点和B点的电势相同B．C点和D点的电场强度相同C．正电荷从A点移至B点，电场力做正功D．负电荷从C点移至D点，电势能增大5．如图5所示，有四个等量异种电荷，放在正方形的四个顶点处．A、B、C、D为正方形四个边的中点，O为正方形的中心，下列说法中正确的是()图5A．A、B、C、D四个点的电场强度相同B．O点电场强度等于零C．将一带正电的试探电荷匀速从B点沿直线移动到D点，电场力做功为零D．将一带正电的试探电荷匀速从A点沿直线移动到C点，试探电荷具有的电势能增大6．如图6所示，在等量异种电荷形成的电场中，画一正方形ABCD，对角线AC与两点电荷连线重合，两对角线交点O恰为电荷连线的中点．下列说法中正确的是()图6A．A点的电场强度等于B点的电场强度B ．B 、D 两点的电场强度及电势均相同C ．一电子由B 点沿B →C →D 路径移至D 点，电势能先增大后减小 D ．一电子由C 点沿C →O →A 路径移至A 点，电场力对其先做负功后做正功 ►题组3 关于粒子在电场中运动问题的分析7．如图7所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹．粒子先经过M 点，再经过N 点．可以判定( )图7A ．粒子在M 点受到的电场力大于在N 点受到的电场力B ．M 点的电势高于N 点的电势C ．粒子带正电D ．粒子在M 点的动能大于在N 点的动能 8．如图8所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即U ab ＝U bc ，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知( )图8A ．三个等势面中，a 的电势最高B ．带电质点通过P 点时电势能较大C ．带电质点通过P 点时的动能较大D ．带电质点通过P 点时的加速度较大 ►题组4 关于电场中功能关系的应用9．如图9所示，MPQO 为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E ，ACB 为光滑固定的半圆形轨道，轨道半径为R ，A 、B 为圆水平直径的两个端点，AC 为14圆弧．一个质量为m ，电荷量为－q 的带电小球，从A 点正上方高为H 处由静止释放，并从A 点沿切线进入半圆轨道．不计空气阻力及一切能量损失，关于带电小球的运动情况，下列说法正确的是( )图9A ．小球一定能从B 点离开轨道 B ．小球在AC 部分可能做匀速圆周运动C ．若小球能从B 点离开，上升的高度一定小于HD ．小球到达C 点的速度可能为零10．如图10所示，在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场．现有一个质量m ＝2.0×10－3 kg 、电荷量q＝2.0×10－6 C 的带正电的物体(可视为质点)，从O 点开始以一定的水平初速度向右做直线运动，其位移随时间的变化规律为x ＝6.0t －10t 2，式中x 的单位为m ，t 的单位为s.不计空气阻力，取g ＝10 m/s 2.求：图10(1)匀强电场的场强大小和方向．(2)带电物体在0～0.5 s 内电势能的变化量．11．如图11所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方的P 点，固定一电荷量为＋Q 的点电荷．一质量为m 、带电荷量为＋q 的物块(可视为质点)，从轨道上的A 点以初速度v 0沿轨道向右运动，当运动到P 点正下方B 点时速度为v .已知点电荷产生的电场在A 点的电势为φ(取无穷远处电势为零)，P 到物块的重心竖直距离为h ，P 、A 连线与水平轨道的夹角为60°，试求：图11(1)物块在A 点时受到轨道的支持力大小； (2)点电荷＋Q 产生的电场在B 点的电势．二高考模拟题组高考题组1．(2013·山东·19)如图所示，在x 轴上相距为L 的两点固定两个等量异种点电荷＋Q 、－Q ，虚线是以＋Q 所在点为圆心、L2为半径的圆，a 、b 、c 、d 是圆上的四个点，其中a 、c 两点在x 轴上，b 、d 两点关于x 轴对称．下列判断正确的是( ) A ．b 、d 两点处的电势相同 B ．四个点中c 点处的电势最低C ．b 、d 两点处的电场强度相同D ．将一试探电荷＋q 沿圆周由a 点移至c 点，＋q 的电势能减小2．(2013·天津·6)两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A为MN上的一点．一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则()A．q由A向O的运动是匀加速直线运动B．q由A向O运动的过程电势能逐渐减小C．q运动到O点时的动能最大D．q运动到O点时电势能为零模拟题组3．如图14所示，A、B为两个等量正点电荷，O为A、B连线的中点．以O为坐标原点、垂直AB向右为正方向建立Ox轴．在x轴上各点的电势φ(取无穷远处电势为零)和电场强度E的大小随坐标x的变化关系，下列说法正确的是()图14A．电势φ随坐标x的增大而减小B．电势φ随坐标x的增大而先增大后减小C．电场强度E的大小随坐标x的增大而减小D．电场强度E的大小随坐标x的增大先增大后减小4．有一个大塑料圆环固定在水平面上，以圆环圆心为坐标原点建立平面直角坐标系．其上面套有两个带电小环1和小环2，小环2固定在半圆环ACB上某点(图中未画出)，小环1原来在A点．现让小环1逆时针从A点转到B点(如图15a)，在该过程中坐标原点O处的电场强度沿x轴方向的分量E x随θ变化的情况如图b所示，沿y轴方向的分量E y随θ变化的情况如图c所示，则下列说法正确的是()图15A．小环2可能在A、C间的某点B．小环1带负电，小环2带正电C．小环1在转动过程中，电势能先减小后增大D．坐标原点O处的电势一直为零参考答案一、电场力的性质1答案 BCD 解析公式E ＝F /q 是电场强度的定义式，适用于任何电场．E ＝kQr 2是点电荷场强的计算公式，只适用于点电荷电场，库仑定律公式F ＝k q 1q 2r 2可以看成q 1在q 2处产生的电场强度E 1＝kq 1r2对q 2的作用力，故A 错误，B 、C 、D 正确．2答案 D 解析由题图可知，r b ＝3r a ，再由E ＝kQ r2可知，E a E b ＝r 2br 2a ＝31，故D 正确．3答案 AC 解析对于电场中任意一点而言，放在该处的试探电荷的电荷量q 不同，其受到的电场力F 的大小也不同，但比值Fq 是相同的，即该处的电场强度不变．所以F －q 图象是一条过原点的直线，斜率越大则场强越大．由题图可知A 点的电场强度E A ＝2×103 N/C ，B 点的电场强度E B ＝0.5×103 N/C ，A 正确，B 错误．A 、B 两点放正、负不同的电荷，受力方向总为正，说明A 、B 的场强方向相反，点电荷Q 只能在A 、B 之间，C 正确．4答案 ACD 解析由等量异种点电荷的电场线分布规律可知选项A 、C 、D 正确，B 错误．5答案 C 解析在A 处放一个－q 的点电荷与在A 处同时放一个＋q 和－2q 的点电荷的效果相当，因此可以认为圆心O 处的电场是由五个＋q 和一个－2q 的点电荷产生的电场合成的，五个＋q 处于对称位置上，在圆心O 处产生的合场强为0，所以O 点的场强相当于－2q 在O 处产生的场强，故选C.6答案 B 解析每个点电荷在O 点处的场强大小都是E ＝kq (3a /3)2＝3kqa2，画出矢量叠加的示意图，如图所示，由图可得O 点处的合场强为E 0＝2E ＝6kqa 2，方向由O 指向C .B 项正确． 7答案 (1)k Qr 2 方向沿db 方向(2)2kQqr 2方向与ac 成45°角斜向左下 (3)2k Qqr2 方向沿db 方向解析 (1)对检验电荷受力分析如图所示，由题意可知： F 1＝k Qq r 2，F 2＝qE由F 1＝F 2，即qE ＝k Qqr 2，解得E ＝k Qr2，匀强电场方向沿db 方向． (2)由图知，检验电荷放在c 点时： E c ＝E 21＋E 2＝2E ＝2k Q r 2 所以F c ＝qE c ＝2k Qq r 2方向与ac 成45°角斜向左下． (3)由图知，检验电荷放在b 点时： E b ＝E 2＋E ＝2E ＝2k Q r 2所以F b ＝qE b ＝2k Qqr 2，方向沿db 方向．8答案 C9答案 (1)3mg 4q (2)4920mg 解析 (1)电场未变化前，小球静止在电场中，受力分析如图所示：显然小球带正电，由平衡条件得： mg tan 37°＝Eq故E ＝3mg 4q(2)电场方向变成竖直向下后，小球开始做圆周运动，重力、电场力对小球做正功．小球由静止位置运动到最低点时，由动能定理得(mg ＋qE )l (1－cos 37°)＝12m v 2 由圆周运动知识，在最低点时，F 向＝F T －(mg ＋qE )＝m v 2l联立以上各式，解得：F T ＝4920mg . 10答案 (1)8gR (2)2mg (3)3mg ，方向水平向右解析 (1)小球从开始自由下落至到达管口B 的过程中机械能守恒，故有：mg ·4R ＝12m v 2B到达B 点时速度大小为v B ＝8gR(2)设电场力的竖直分力为F y ，水平分力为F x ，则F y ＝mg ，小球从B 运动到C 的过程中，由动能定理得：－F x ·2R ＝12m v 2C －12m v 2B 小球从管口C 处离开圆管后，做类平抛运动，由于经过A 点，有y ＝4R ＝v C t ，x ＝2R ＝12a x t 2＝F x 2mt 2 联立解得：F x ＝mg电场力的大小为：F ＝qE ＝F 2x ＋F 2y ＝2mg(3)小球经过管口C 处时，向心力由F x 和圆管的弹力F N 的合力提供，设弹力F N 的方向向左，则F x ＋F N ＝m v 2C R ，解得：F N ＝3mg 根据牛顿第三定律可知，小球经过管口C 处时对圆管的压力为F N ′＝F N ＝3mg ，方向水平向右．二高考模拟题1答案 B 解析电荷q 产生的电场在b 处的场强E b ＝kq R 2，方向水平向右，由于b 点的合场强为零，故圆盘上的电荷产生的电场在b 处的场强E b ′＝E b ，方向水平向左，故Q ＞0.由于b 、d 关于圆盘对称，故Q 产生的电场在d 处的场强E d ′＝E b ′＝kq R 2，方向水平向右，电荷q 产生的电场在d 处的场强E d ＝kq (3R )2＝kq 9R 2，方向水平向右，所以d 处的合场强的大小E ＝E d ′＋E d ＝k 10q 9R 2. 2答案 (1)5.0×10－5 C (2)0.5 m解析 (1)设B 物块的带电量为q B ，A 、B 、C 处于静止状态时，C 对B 的库仑斥力，F 0＝kq C q B L 2以A 、B 为研究对象，根据力的平衡有F 0＝(m A ＋m B )g sin 30°联立解得q B ＝5.0×10－5 C(2)给A 施加力F 后，A 、B 沿斜面向上做匀加速直线运动，C 对B 的库仑斥力逐渐减小，A 、B 之间的弹力也逐渐减小．设经过时间t ，B 、C 间距离变为L ′，A 、B 两者间弹力减小到零，此后两者分离．则t 时刻C 对B 的库仑斥力为F 0′＝kq C q B L ′2 以B 为研究对象，由牛顿第二定律有F 0′－m B g sin 30°－μm B g cos 30°＝m B a联立以上各式解得L ′＝1.5 m则A 、B 分离时，A 、B 运动的距离ΔL ＝L ′－L ＝0.5 m3答案 (1)5.0 N ，方向竖直向下 (2)－0.72 J解析 (1)设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a根据牛顿第二定律有qE ＝ma解得a ＝qE m ＝8.0 m/s 2 设带电体运动到B 端的速度大小为v B ，则v 2B ＝2as解得v B ＝2as ＝4.0 m/s设带电体运动到圆轨道B 端时受轨道的支持力为F N ，根据牛顿第二定律有F N －mg ＝m v 2B R解得F N ＝mg ＋m v 2B R＝5.0 N 根据牛顿第三定律可知，带电体运动到圆弧形轨道的B 端时对圆弧轨迹的压力大小F N ′＝F N ＝5.0 N方向：竖直向下(2)因电场力做功与路径无关，所以带电体沿圆弧形轨道运动过程中电场力所做的功W 电＝qER ＝0.32 J设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为W f ，对此过程根据动能定理有W 电＋W f －mgR ＝0－12m v 2B解得W f ＝－0.72 J二、电场能的性质一、对应题型题组1答案 C 解析本题中电场线只有一条，又没说明是哪种电场的电场线，因此电势降落及场强大小情况都不能确定，A 、B 错；a 、b 两点电势已知，正电荷从a 到b 是从低电势向高电势运动，电场力做负功，动能减小，电势能增大，C 对，D 错．2答案 AB 解析由题图知粒子在A 处的加速度大于在B 处的加速度，因a ＝qE m，所以E A >E B ，A 对；粒子从A 到B 动能增加，由动能定理知电场力必做正功，电势能必减小，B 对；同理由动能定理可知A 、C 两点的电势相等，U AB ＝U CB ，D 错；仅受电场力作用的粒子在CD 间做匀速运动，所以CD 间各点电场强度均为零，但电势是相对于零势点而言的，可以不为零，C 错．3答案 C 解析由于AC 之间的电场线比CB 之间的电场线密，相等距离之间的电势差较大，所以φC <10 V ，C 正确．4答案 C 解析 A 点比乙球面电势高，乙球面比B 点电势高，故A 点和B 点的电势不相同，A 错；C 、D 两点场强大小相等，方向不同，B 错；φA >φB ，W AB >0，C 对；C 、D 两点位于同一等势面上，故此过程电势能不变，D 错．5答案 C 解析由点电荷电场叠加规律以及对称关系可知，A 、C 两点电场强度相同，B 、D 两点电场强度相同，选项A 错误；O 点的电场强度方向向右，不为0，选项B 错误；由电场分布和对称关系可知，将一带正电的试探电荷匀速从B 点沿直线移动到D 点，电场力做功为零．将一带正电的试探电荷匀速从A 点沿直线移动到C 点，电场力做正功，试探电荷具有的电势能减小，选项C 正确，D 错误；因此答案选C.6答案 BC 解析根据电场强度的叠加得A 点和B 点的电场强度大小不相等，则A 选项错误；等量异种电荷形成的电场的电场线和等势线分别关于连线和中垂线对称，则B 选项正确；沿B →C →D 路径，电势先减小后增大，电子由B 点沿B →C →D 路径移至D 点，电势能先增大后减小，则C 选项正确；沿C →O →A 路径电势逐渐增大，电子由C 点沿C →O →A 路径移至A 点，电场力对其一直做正功，则D 选项错误．7答案 BC 解析电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密集，场强越大．M点所在区域电场线比N 点所在区域电场线疏，所以M 点的场强小，粒子在M 点受到的电场力小．故A 错误．沿电场线方向，电势逐渐降低．从总的趋势看，电场线的方向是从M 到N 的，所以M 点的电势高于N 点的电势．故B 正确．如图所示，用“速度线与力线”的方法，即在粒子运动的始点M 作上述两条线，显然电场力的方向与电场线的方向基本一致，所以粒子带正电，C 正确．“速度线与力线”夹角为锐角，所以电场力做正功，粒子的电势能减小，由能量守恒知其动能增加．故D 错误．8答案 BD 解析由题图可知从P 到Q 电场力做正功，动能增大，电势能减小，B 正确，A 、C 错误；由等势面的疏密程度可知P 点场强大，所受电场力大，加速度大，D 正确．9答案 BC 解析本题考查学生对复合场问题、功能关系、圆周运动等知识综合运用分析的能力．若电场力大于重力，则小球有可能不从B 点离开轨道，A 错．若电场力等于重力，小球在AC 部分做匀速圆周运动，B 正确．因电场力做负功，有机械能损失，上升的高度一定小于H ，C 正确．由圆周运动知识可知若小球到达C 点的速度为零，则在此之前就已脱轨了，D 错．10答案 (1)mg ＋33kQq 8h 2 (2)m 2q (v 20－v 2)＋φ 解析 (1)物块在A 点受重力、电场力、支持力．分解电场力，由竖直方向受力平衡得F N ＝mg ＋k Qq r2sin 60° 又因为h ＝r sin 60°由以上两式解得支持力为F N ＝mg ＋33kQq 8h 2. (2)物块从A 点运动到P 点正下方B 点的过程中，由动能定理得－qU ＝12m v 2－12m v 20又因为U ＝φB －φA ＝φB －φ，由以上两式解得φB ＝m 2q (v 20－v 2)＋φ. 11答案 (1)2.0×104 N/C ，方向水平向左 (2)2×10－2 J解析 (1)由x ＝6.0t －10t 2可知，加速度大小a ＝20 m/s 2根据牛顿第二定律Eq ＝ma解得场强E ＝2.0×104 N/C ，方向水平向左(2)物体在0.5 s 内发生的位移为x ＝6.0×0.5 m －10.052 m ＝0.5 m电场力做负功，电势能增加ΔE p ＝qEx ＝2×10－2 J二高考模拟题组1答案 ABD 解析在两等量异种电荷产生的电场中，根据电场分布规律和电场的对称性可以判断，b 、d 两点电势相同，均大于c 点电势，b 、d 两点场强大小相同但方向不同，选项A 、B 正确，C 错误．将＋q 沿圆周由a 点移至c 点，＋Q 对其作用力不做功，－Q 对其作用力做正功，所以＋q 的电势能减小，选项D 正确．2答案 BC 解析 q 由A 向O 运动的过程中，电场力的方向始终由A 指向O ，但力的大小变化，所以电荷q 做变加速直线运动，电场力做正功，q 通过O 点后在电场力的作用下做变减速运动，所以q 到O 点时速度最大，动能最大，电势能最小，因无限远处的电势为零，则O点的电势φ≠0，所以q在O点的电势能不为零，故选项B、C均正确，选项A、D错误．3答案AD4答案D解析本题考查了电场强度，意在考查学生对点电荷的场强公式、矢量叠加和电势分布的理解与应用．小环1在O点处产生的电场E x1＝－kq1r2cos θ，E y1＝－kq1r2sin θ；而小环2在O点处产生的电场E x2＝E x＋kq1r2cos θ，E y2＝E y＋kq1r2sin θ，由题图b、题图c分析易知小环1带正电，小环2在C点带负电，且q1＝－q2，坐标原点O处在两等量电荷的中垂线上，电势一直为零，则A、B错误，D 正确；小环1在转动过程中电场力先做负功再做正功，电势能先增大后减小，则C错误．。

静电场综合练习-2

1. 真空中有一点电荷Q ，在与它相距为r 的a 点处有一试验电荷q ．现使试验电荷q 从a 点沿半圆弧轨道运动到b 点，如图所示．则电场力对q 作功为(A)24220r r Qq π⋅πε． (B) r r Qq 2420επ． (C) r rQqππ204ε． (D) 0．［］ 2. 两块面积均为S 的金属平板A 和B 彼此平行放置，板间距离为d (d远小于板的线度)，设A 板带有电荷q 1，B 板带有电荷q 2，则AB 两板间的电势差U AB 为(A)d S q q 0212ε+． (B) d S q q 0214ε+．(C)d S q q 0212ε-． (D) d Sq q 0214ε-．［］3. 一电场强度为E的均匀电场，E的方向与沿x 轴正向，如图所示．则通过图中一半径为R 的半球面的电场强度通量为(A) πR 2E ． (B) πR 2E / 2． (C) 2πR 2E ． (D) 0．［］4. 有两个电荷都是＋q 的点电荷，相距为2a ．今以左边的点电荷所在处为球心，以a 为半径作一球形高斯面．在球面上取两块相等的小面积S 1和S 2，其位置如图所示．设通过S 1和S 2的电场强度通量分别为Φ1和Φ2，通过整个球面的电场强度通量为ΦS ，则(A) Φ1＞Φ2，ΦS ＝q /ε0． (B) Φ1＜Φ2，ΦS ＝2q /ε0． (C) Φ1＝Φ2，ΦS ＝q /ε0．(D) Φ1＜Φ2，ΦS ＝q /ε0．［］5. 如图所示，边长为a 的等边三角形的三个顶点上，分别放置着三个正的点电荷q 、2q 、3q ．若将另一正点电荷Q 从无穷远处移到三角形的中心O 处，外力所作的功为：(A) a qQ023επ ． (B) aqQ 03επ．(C)a qQ 0233επ． (D) aqQ032επ．［］6. 图中实线为某电场中的电场线，虚线表示等势（位）面，由图可看出：(A) E A ＞E B ＞E C ，U A ＞U B ＞U C ． (B) E A ＜E B ＜E C ，U A ＜U B ＜U C ． (C) E A ＞E B ＞E C ，U A ＜U B ＜U C ． (D) E A ＜E B ＜E C ，U A ＞U B ＞U C ．［］ASq 1q 2Eq2q7. AC 为一根长为2l 的带电细棒，左半部均匀带有负电荷，右半部均匀带有正电荷．电荷线密度分别为－λ和＋λ，如图所示．O 点在棒的延长线上，距A 端的距离为l ．P 点在棒的垂直平分线上，到棒的垂直距离为l ．以棒的中点B 为电势的零点．则O 点电势U ＝____________；P 点电势U 0＝__________．8 静电场的环路定理的数学表示式为：______________________．该式的物理意义是：__________________________________________________________________________________________________________．该定理表明，静电场是____________________________________场． 9. 图中所示以O 为心的各圆弧为静电场的等势（位）线图，已知U 1＜U 2＜U 3，在图上画出a 、b 两点的电场强度的方向，并比较它们的大小．E a ________ E b (填＜、＝、＞)．10. 图中所示为静电场的等势(位)线图，已知U 1＞U 2＞U 3．在图上画出a 、b 两点的电场强度方向，并比较它们的大小．E a __________ E b (填＜、＝、＞)．三．计算题：11. 一个细玻璃棒被弯成半径为R 的半圆形，沿其上半部分均匀分布有电荷+Q ，沿其下半部分均匀分布有电荷－Q ，如图所示．试求圆心O 处的电场强度．12. 两根相同的均匀带电细棒，长为l ，电荷线密度为λ，沿同一条直线放置．两细棒间最近距离也为l ，如图所示．假设棒上的电荷是不能自由移动的，试求两棒间的静电相互作用力．四．简答题：13．静电场中计算电势差的公式有下面几个：qW W U U BA B A -=- (1) Ed U U B A =- (2)l E U U B AB Ad ⋅⎰=- (3)试说明各式的适用条件．答案：一．选择题：1．D 2．C 3.D 4. D 5. C 6. D二．填空题： 7．43ln 40ελπ 3分0 2分8．0d =⋅⎰Ll E2分单位正电荷在静电场中沿任意闭合路径绕行一周，电场力作功等于零 2分有势（或保守力） 1分 9. 答案见图 2分＝ 1分10. 答案见图 2分＞ 1分三．计算题：11．解：把所有电荷都当作正电荷处理. 在θ处取微小电荷d q = λd l = 2Q d θ / π它在O 处产生场强θεεd 24d d 20220R QR q E ππ==2分按θ角变化，将d E 分解成二个分量：θθεθd sin 2sin d d 202RQ E E x π==θθεθd cos 2cos d d 202RQ E E y π-=-= 3分对各分量分别积分，积分时考虑到一半是负电荷⎥⎦⎤⎢⎣⎡-π=⎰⎰πππθθθθε2/2/0202d sin d sin 2R QE x ＝0 2分 2022/2/0202d cos d cos 2R QR Q E y εθθθθεππππ-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-π-=⎰⎰ 2分所以j RQ j E i E E y x202επ-=+= 1分12．解：选左棒的左端为坐标原点O ，x 轴沿棒方向向右，在左棒上x 处取线元d x ，其电荷为d q ＝λd x ，它在右棒的x '处产生的场强为：()204d d x x xE -'π=ελ 3分整个左棒在x '处产生的场强为：()⎰-'π=lx x xE 0204d ελ⎪⎭⎫⎝⎛'--'π=x l x 1140ελ 2分右棒x '处的电荷元λd x '在电场中受力为：x x l x x E F '⎪⎭⎫⎝⎛'--'π='=d 114d d 02ελλ 3分整个右棒在电场中受力为：⎜⎠⎛'⎪⎭⎫ ⎝⎛'--'π=ll x x l x F 3202d 114ελ34ln 402ελπ=，方向沿x 轴正向． 2分左棒受力F F -=' 2分四．简答题：13．答：(1)式为电势差的定义式，普遍适用. 1分(2)式只适用于均匀电场，其中d 为A 、B 两点连线的距离在平行于电力线方向上的投影（如图）． 2分(3)式为场强与电势差间的基本关系式，普遍适用． 2分B。

选修3-1：电场物理综合练习

高中学生学科素质训练高二物理同步测试（3）—电场A组本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。

满分100分，考试用时60分钟。

第Ⅰ卷（选择题，共32分）一、选择题：（每小题至少有一个选项是正确的，请把正确的答案填入答题卡中，每小题4分，共32分，漏选得2分，错选和不选得零分）1．下列关于等势面的说法正确的是（）A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功。

B．等势面上各点的场强相等。

C．点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为圆心的一簇球面。

D．匀强电场中的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面。

2．关于场强的三个公式①FEq=②2QE kr=③UEd=的适用范围，下列说法正确的是（）A．三个公式都只能在真空中适用。

B．公式②能在真空中适用，公式①和③在真空中和介质中都适用。

C．公式②和③能在真空中适用，公式①在真空中和介质中都适用。

D．公式①适用于任何电场，公式②只适用于点电荷形成的电场，公式③只适用于匀强电场。

3．如图3-1所示，带正电的金属圆环竖直放置，其中心处有一个电子。

若电子某时刻以一定的初速度v0从圆环中心处水平向右运动，此后电子将（）A．做匀速直线运动。

B．做匀减速直线运动。

C．以圆心为平衡位置做振动。

D．以上答案都不对。

4．M、N为电场中某一条电场线上的两点，电场线方向如图3-2所示，下列说法正确的是（）图3-1A ．负电荷受电场力F M ﹥F N 。

B ．场强E M ﹥E N 。

C ．负电荷的电势能E pM ﹥E PN .D ．电势差U MN ﹥0。

5．将原来相距较近的两个带同种电荷的小球同时由静止释放（小球放在光滑绝缘的水平桌面上），它们仅在库仑力作用下运动过程中（） A ．它们的相互作用力不断减少 B ．它们的加速度之比不断减少 C ．它们的动量之和不断增加 D ．它们的动能之和不断增加6．离子发动机飞船，其原理是用电压U 加速一价惰性气体离子，将它高速喷出后，飞船得到加速，在氦、氖、氩、氪、氙中选了氙，理由是用同样电压加速，它喷出时（） A ．速度大 B ．动量大 C ．动能大 D ．质量大7．用绝缘细线将一个质量为m 、带电量为q 的小球悬挂在天花板下面，设空间中存在着沿水平方向的匀强电场。

高二物理动量;电场练习题2

高二物理检测试题（动量; 电场）一．不定项选择题（每小题4分，共40分。

答案做在后面答题卡上）1.玻璃茶杯从同一高度掉下，落在水泥地上易碎，落在海绵垫上不易碎，这是因为茶杯与水泥地撞击过程中： A 、茶杯动量较大 B 、茶杯动量变化较大 C 、茶杯所受冲量较大 D 、茶杯所受冲力较大 2．下列说法正确的是：A ．动量的方向一定跟物体的速度方向相同，且动量大的物体其速度一定大 B ．冲量的方向一定跟对应的作用力方向相同，且冲量大对应的作用力一定大C ．物体受到的冲量方向与物体末动量的方向不一定相同D ．合外力的冲量为零，则物体所受各力的冲量均为零3.在光滑水平面上,一物体以速度v 运动。

一块橡皮泥从空中自由下落到物体上，与物体粘在一起,则橡皮泥与物体组成的系统在水平方向的总动量和物体最终速度的变化分别为：A.增大,不变;B.减小,不变;C.不变,减小;D.不变,增大.6.在一个点电荷形成的电场中,关于电场强度和电势的说法中正确的是：A.没有任何两点电场强度相同B.可以找到很多电场强度相同的点C.没有任何两点电势相等D.可以找到很多电势相等的点 7.如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线,A 、B 是这条直线上的两点.一电子以速度v A 经过A 点向B 点运动,经过一段时间后,电子以速度v B 经过B 点,且v B 与v A 方向相反,则： A.A 点的场强一定大于B 点的场强 B.A 点的电势一定低于B 点的电势C.电子在A 点的动能一定小于它在B 点的动能D.电子在A 点的电势能一定小于它在B 点的电势能 8.下列关于电场强度的说法中,正确的是： A.公式E=F/q 只适用于真空中点电荷产生的电场B.由公式E=F/q 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电场力成正比C.在公式F=kQ 1Q 2/r 2中,kQ 2/r 2是点电荷Q 2产生的电场在点电荷Q 1处的场强大小;而kQ 1/r 2是点电荷Q 1产生的电场在点电荷Q 2处场强的大小 D.由公式E=kQ/r 2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9.如图所示,A 、B 为两个等量的正点电荷,在其连线中垂线上的P 点放一个负点电荷q(不计重力),由静止释放后,下列说法中正确的是： A.点电荷在从P 点到O 点运动的过程中,加速度越来越大,速度越来越大 B.点电荷在从P 点到O 点运动的过程中,加速度越来越小,速度越来越大 C.点电荷运动到O 点时加速度为零,速度达最大值D.点电荷越过O 点后,速度越来越小,加速度越来越小,直到粒子速度为零10.如图所示,虚线a 、b 、c 代表静电场中的三个等势面,它们的电势分别为φa 、φb 和φc , φa >φb >φc .一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如图中实线KLMN 所示.由图可知：A.粒子从K 到L 的过程中,电场力做负功B.粒子从M 到N 的过程中,电场力做负功C.粒子从K 到L 的过程中,电势能减少D.粒子从M 到N 的过程中,动能减少11．将电量为-3×10-6C 的试探电荷，放在电场中的A 点，受到的电场力大小为9×10-3N ，方向水平向右，如果撤走该试探电荷，则A 点的电场强度为（）A ．3×10-3N/C ，方向水平向右 B ．3×10-3N/C ，方向水平向左 C ．2.7×10-8N ，方向水平向左 D ．0 12．如图6所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子先经过M 点，再经过N 点，可以判定（） A ．粒子在M 点的动能大于在N 点的动能B ．M 点的电势小于N 点的电势C ．粒子在M 点受到的电场力大于在N 点受到的电场力D ．粒子在M 点的加速度大小小于在N 点的加速度大小图6二、填空题（每空2分，共20分）13. A 、B 两物体在光滑水平面上相向滑行，A 物体速度大小为8m/s ，B 物体速度大小为4m/s ，两物体相碰后均静止，则两物体所受冲量大小之比为_________，两物体质量之比为__________14.静止在冰面上的两滑冰者A 、B 相向而立，质量分别为m A =50kg ，m B =60kg ，甲将质量m=20kg 的箱子以对地为5m/s 的速度推给B ，当B 接住箱后，A 的速度大小为________m/s ，B 的速度大小为__________m/s15.A 、B 两点电荷,原来相距r,相互作用力为F.若将A 、B 的电荷量都增大到原来的两倍,则相互作用力为________.若再将距离也增大到原来的两倍,则相互作用力为________.16.如图所示,在匀强电场中有a 、b 、c 三点,a 、b 相距4 cm,b 、c 相距10 cm.将一个带电荷量为2×10-8C 的电荷从a 点移到b 点时,电场力做功为4×10-6J.将此电荷从b 点移到c 点时电场力做功为________ J,a 、c 间电势差为________V.三、计算题（共3小题，共40分。

物理作业静电场基础练习2

物理作业内容：静电场基础练习2制作人：袁瑛学生姓名：班级：1.如图所示，水平放置的平行板电容器相距h ，上极板A 带正电，下极板B 带等量的负电。

现有质量为m ，带电量为+q 的小球从B 板下方H 处以初速度V 0竖直向上从B 板小孔进入板间电场，欲使小球刚好打到A 板，求A 、B 间电势差U AB 。

2.电量为c q 9102-⨯-=的电荷从电场中a 点运动到b 点时，电场力做功J 7105.1-⨯,从b 点移动到c 点时克服电场力做功J 7100.4-⨯。

求a 、c 两点间的电势差ac U 。

3.如图所示，Q A =3×10-8C ，Q B =－3×10-8C ，A ，B 两球相距6cm ，在水平方向的匀强电场作用下A 、B 保持静止且绝缘悬线竖直，求A ，B 连线中点的合场强。

（两带电小球可看作点电荷，229/109c m N k ⋅⨯=）4.如图，在O 处放一个与水平地面绝缘的物块，物块质量g m 10=、带电量C q 8105-⨯+=且电量始终保持不变、与水平面间的动摩擦因数4.0=μ。

空间存在水平向右的匀强电场，场强大小C N E /105=。

现给物块一个向右的初速度，大小为s m v /20=，求（1）物块运动的时间。

（2）物块最终停止时的位置。

(g 取2/10s m )5. 如图所示，一个电子以100ev 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，其运动方向与电场线成1500角，则A 与B 两点间的电势差多大?10月19日物理作业答案：1、AB2、D3、B4、C5、D6、B7、C8、C9、BC 10、BC 11、ABD10月20日物理作业答案：1、 AB U =q h H mg mv 2)(220+-2、125V3、对于A ：20E AB BA A r Q kQ Q =，C N E /105.740⨯=∴，方向向左。

设向右为矢量正方向，在AB 中点有0E E E E B A -+=即C N E r kQ r kQ E AB BAB A /1025.5)2()2(5022⨯=-+=4、设向右为矢量正方向，对物块有ma F =-f 电①q F E =电② ，N f μ=③，0=-N mg ④由①②③④的2/5.3a s m -= （1）由at v +=00得s t 57.0=（2）由as v 2020=-得m s 57.0=，物体最终停止在O 点右侧0.57m 处。

高中物理专项练习：力电综合问题 (2)

高中物理专项练习：力电综合问题一．选择题1（高考大纲模拟14）.如图所示,有竖直向上的匀强磁场穿过水平放置的光滑平行金属导轨,导轨左端连有电阻R.质量相等、长度相同的铁棒和铝棒静止在轨道上．现给两棒一个瞬时冲量,使它们以相同速度v向右运动,两棒滑行一段距离后静止,已知两棒始终与导轨垂直,在此过程中( )A．在速度为v时,两棒的端电压Uab＝UcdB．铁棒在中间时刻的加速度是速度为v时加速度的一半C．铝棒运动的时间小于铁棒运动的时间D．两回路中磁通量的改变量相等【参考答案】C【名师解析】两棒的初速度均为v0,根据法拉第电磁感应定律,棒中感应电动势为E＝BLv0,由闭合电路欧姆定律知回路中电流为I＝ER＋r,而电阻R两端电压为U＝IR＝BLvRR＋r,由于铁棒和铝棒接入电路的电阻r不同,故两棒的端电压U ab≠U cd,故A错误；根据牛顿第二定律可知a＝B2L2vm R＋r,铁棒做加速度减小的减速运动,铁棒在中间时刻的速度小于v2,铁棒在中间时刻的加速度小于速度为v0时加速度的一半,故B错误；由于铝棒的电阻小于铁棒的电阻,根据F安＝B2L2vR＋r可知铝棒受到的平均安培力大于铁棒受到的平均安培力,根据动量定理－F安Δt＝－mv0可知,铝棒运动的时间小于铁棒运动的时间,故C正确；根据动量定理可知－F安Δt＝－mv0,而F安Δt＝B2L2vΔtR＋r＝B2L2xR＋r＝BLΔΦR＋r,解得ΔΦ＝mvR＋rBL,两回路中磁通量的改变量不相等,故D错误．2．（安徽江南十校联考）空间存在水平向右的匀强电场,方向与x轴平行,一个质量为m,带负电的小球,电荷量为－q,从坐标原点以v0=10m/s的初速度斜向上抛出,且初速度v与x轴正方向夹角θ=37°,如图所示.经过一段时间后到达最高点,此时速度大小也是10m/s,该小球在最高点的位置坐标是(si n37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)A.0.6m,1.8mB. －0.6m,1.8mC.5.4m,1.8mD.0.6m,1.08m【参考答案】B【名师解析】3.（安徽江南十校联考）某实验小组制作一个金属安检仪原理可简化为图示模型.正方形金属线圈abcd平放在粗糙水平传送带上,被电动机带动一起以速度v匀速运动,线圈边长为L,电阻为R,质量为m,有一边界宽度也为L的矩形磁场垂直于传送带,磁感应强度为B,且边界与线圈bc边平行.已知线圈穿过磁场区域的过程中速度不变,下列说法中正确的是A.线圈进入磁场时回路中感应电流的方向与穿出时相反B.线圈进入磁场时所受静摩擦力的方向与穿出时相反C.线进入磁场区域的过程中通过导线某一横截面的电荷量R BL 2D 线圈经过磁场区域的过程中电动机多消耗的电功率为Rv L B 2222【参考答案】AC 【名师解析】4. （安徽江南十校联考）如图所示,半径为R 的绝缘闭合球壳,O 为球壳的球心,球壳上均匀分布着正电荷,已知均匀带电的球壳在其内部激发的场强处处为零.现在球壳表面A 处取下一面积足够小、带电量为q 的曲面将其沿OA 连线延长线向上移动至B 点,且AB=R,若球壳的其他部分的带电量与电荷分布保持不变,下列说法中正确的是A.把另一带正电的试探电荷从A 点处移动到O 点过程中系统电势能减少B.球壳剩余部分的电荷在球壳内部激发的电场的电场线由A 点的对称点C 点沿直线指向球壳内表面各点C 球壳内部电场的电场线由球壳各点沿曲线指向A 点D 球心O 点场强的大小为k 243Rq【参考答案】CD 【名师解析】二．计算题1.（高考大纲模拟卷14）如图所示,在平面直角坐标系中,第三象限里有一加速电场,一个电荷量为q、质量为m的带正电粒子(不计重力),从静止开始经加速电场加速后,垂直x轴从A(－4L,0)点进入第二象限,在第二象限的区域内,存在着指向O点的均匀辐射状电场,距O点4L处的电场强度大小均为E＝qLB216m,粒子恰好能垂直y轴从C(0,4L)点进入第一象限,如图所示,在第一象限中有两个全等的直角三角形区域Ⅰ和Ⅱ,均充满了方向垂直纸面向外的匀强磁场,区域Ⅰ的磁感应强度大小为B0,区域Ⅱ的磁感应强度大小可调,D点坐标为(3L,4L),M点为CP的中点．粒子运动轨迹与磁场区域相切时认为粒子能再次进入磁场．从磁场区域Ⅰ进入第二象限的粒子可以被吸收掉．求：(1)加速电场的电压U；(2)若粒子恰好不能从OC边射出,求区域Ⅱ磁感应强度大小；(3)若粒子能到达M点,求区域Ⅱ磁场的磁感应强度大小的所有可能值．【参考答案】(1)v＝qBL2m,U＝qL2B28m（4分）(2)B＝24B049（6分）(3)见解析（10分）【名师解析】(1)粒子在加速电场中加速,根据动能定理有：qU＝12mv2粒子在第二象限辐射状电场中做半径为R的匀速圆周运动,则：qE＝mv24L联立解得：v＝qBL2m,U＝qL2B28m(2)粒子在区域Ⅰ中运动的速度大小v＝qBL 2m,根据洛伦兹力提供粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力,有qB0v＝m v2r,得半径r＝mvqB＝L2,若粒子在区域Ⅱ中的运动半径R较小,则粒子会从OC边射出磁场．恰好不从OC边射出时,作出对应的运动轨迹,如图．满足∠O2O1Q＝2θ,sin 2θ＝2sin θcos θ＝24 25 ,又sin 2θ＝rR－r解得：R＝4924r＝4948L又R ＝mv qB ,代入v ＝qB 0L 2m 可得：B ＝24B 049(3)①若粒子由区域Ⅰ达到M 点每次前进CP 2＝2(R －r )cos θ＝85(R －r )由周期性得：CM ＝n CP 2(n ＝1,2,3……), 即52L ＝85n (R －r ) R ＝r ＋2516n L ≥4948L ,解得n ≤3n ＝1时R ＝3316L ,B ＝833B 0n ＝2时R ＝4132L ,B ＝1641B 0n ＝3时R ＝4948L ,B ＝2449B 0②若粒子由区域Ⅱ达到M 点由周期性：CM ＝CP 1＋n CP 2(n ＝0,1,2,3……) 即52L ＝85R ＋85n (R －r ) 解得：R ＝52＋45n 851＋nL ≥4948L解得：n ≤2625n ＝0时R ＝2516L ,B ＝825B 0 n ＝1时R ＝3332L ,B ＝1633B 0.2.（高考冲刺模拟）．(12分)如图所示,光滑平行轨道abcd 的水平部分处于竖直向上的匀强磁场中,bc 段轨道宽度是cd 段轨道宽度的2倍,bc 段轨道和cd 段轨道都足够长,将质量相等的金属棒P 和Q 分别置于轨道上的ab 段和cd 段,且与轨道垂直.Q 棒静止,让P 棒从距水平轨道高为h 的地方由静止释放,求：(1)P 棒滑至水平轨道瞬间的速度大小； (2)P 棒和Q 棒最终的速度.【名师解析】(1)设P 棒滑到b 点的速度为v 0,由机械能守恒定律：2012mgh mv =得：02v gh =(2)最终两棒的电动势相等,即：2BLv P ＝BLv Q得2v P ＝v Q （此时两棒与轨道组成的回路的磁通量不变）这个过程中的任意一时刻两棒的电流都相等,但由于轨道宽度两倍的关系,使得P 棒受的安培力总是Q 棒的两倍,所以同样的时间内P 棒受的安培力的冲量是Q 棒的两倍,以水平向右为正方向,对P 棒：－2I ＝mv P －mv 0 对Q 棒：I ＝mv Q 联立两式解得：2P gh v =22Q ghv =. 3.（安徽江南十校联考）如图所示,在y>0的空间中存在着垂直xoy 平面向外的匀强磁场,在y<0的空间中存在着平行于xoy 平面的匀强电场,场强方向与x 轴负方向成45°角斜向上.一质量为m,带电量为q 的带正电粒子从坐标原点以初速度进入磁场,方向与x 轴负方向成45°角斜向上,然后经过M 点进人电场,并与y 轴负半轴相交于N 点.已知M 点坐标为(L,0),N 点坐标为(0,－2L)(不考虑粒子所受的重力)求： (1)匀强磁场的磁感应强度； (2)匀强电场的电场强度.【名师解析】。

高二物理电场练习及详细答案

不计空气阻力，下列说法正确的是（
）
A．小球在水平方向一直作匀速直线运动
mg B．若场强大小等于，则小球经过每一电场
q
1
v0 区的时间均相同
C．若场强大小等于电场区的时间均相同
2mg ，则小球经过每一无 q
E
E
D．无论场强大小如何，小球通过所有无电场区的时间均相同
第一无电场区
第一电场区
第二无电场区 … …第二电场区
分
根据能量转化和守恒定律可得
Δ Ep+Δ EK=Δ E 电 ------------- 2
分
mgLsin θ +
1 2
m
v
2 B
=
— EB
2mL 2 EB = — mgLsin θ — 2 -------------------------
t
2分
3．（ 1）设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为
a，根据牛顿第二定律有
N-mg=mv B2/R…………（ 4）
解得
N=mg+ mv
2 B
/R
=5.0N
……（
5）
根据牛顿第三定律可知，带电体对圆弧轨道
B 端的压力大小 N′ =N= 5.0N………（ 6）
5
（ 3）因电场力做功与路径无关，所以带电体沿圆弧形轨道运动过程中，电场力所做的
功 W 电 =qER=0.32J…………………………………………………………………（
极板间电压为－ U，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是 (
)
v 匀速上升。若两 O
A． 2v、向下
B．2v、向上
C． 3v、向下
D． 3v、向上

高中物理电场练习题(含详解答案)

1、运动电荷进入磁场后(无其他外力作用)可能做()A.匀速圆周运动B.匀速直线运动C.匀加速直线运动D.平抛运动2、如图所示,正方形容器处于匀强磁场中,一束电子从孔a垂直于磁场沿ab方向射入容器中,其中一部分从c孔射出,一部分从d孔射出,容器处于真空中,则下列结论中正确的是()A.从两孔射出的电子速率之比v c∶v d=2∶1B.从两孔射出的电子在容器中运动的时间之比t c∶t d=1∶2C.从两孔射出的电子在容器中运动的加速度大小之比a c∶a d=∶1D.从两孔射出的电子在容器中运动的角速度之比ωc∶ωd=2∶13、如图所示,在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角,若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a,则该粒子的比荷和所带电荷的电性分别是()A.,正电荷B.,正电荷C.,负电荷D.,负电荷4、一磁场宽度为L,磁感应强度为B,如图所示,一粒子质量为m,带电荷量为-q,不计重力,以某一速度(方向如图)射入磁场。

若不使其从右边界飞出,则粒子的速度应为多大?5、已知质量为m的带电液滴,以速度v射入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中,液滴在此空间刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动。

重力加速度为g,求:(1)液滴在空间受到几个力作用;(2)液滴的带电荷量及电性;(3)液滴做匀速圆周运动的半径。

6、如图所示,有界匀强磁场的磁感应强度B=2×10-3 T;磁场右边是宽度L=0.2 m、场强E=40 V/m、方向向左的匀强电场。

一带电粒子的电荷量q=-3.2×10-19 C,质量m=6.4×10-27 kg,以v=4×104 m/s的速度沿OO'垂直射入磁场,在磁场中偏转后进入右侧的电场,最后从电场右边界射出。

电场同步练习(二)

电场同步练习（二）电场电场强度1．下面关于电场的叙述正确的是（）A ．两个未接触的电荷发生了相互作用，一定是电场引起的B ．只有电荷发生相互作用时才产生电场C ．只要有电荷存在，其周围就存在电场D ．A 电荷受到B 电荷的作用，是B 电荷的电场对A 电荷的作用2．下列关于电场强度的叙述正确的是（）A ．电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力B ．电场中某点的场强与该点检验电荷所受的电场力成正比C ．电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向D ．电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关3．电场强度的定义式为E ＝F ／q （）A ．该定义式只适用于点电荷产生的电场B ．F 是检验电荷所受到的力，q 是产生电场的电荷电量C ．场强的方向与F 的方向相同D ．由该定义式可知，场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比4．A 为已知电场中的一固定点，在A 点放一电量为q 的电荷，所受电场力为F ，A 点的场强为E ，则（）A ．若在A 点换上－q ，A 点场强方向发生变化B ．若在A 点换上电量为2q 的电荷，A 点的场强将变为2EC ．若在A 点移去电荷q ，A 点的场强变为零D ．A 点场强的大小、方向与q 的大小、正负、有无均无关5．如图所示，正点电荷Q 的电场中，A 点场强为100N ／C ，C 点场强为36N/C ，B 是AC 的中点，则B 点的场强为________N ／C ．6．真空中有一电场，在电场中的P 点放一电量为4.0×10-9C 的检验电荷，它受到的电场力为2.0×10-5N ，则P 点的场强为________N ／C ；把检验电荷电量减小为2.0×10-9C ，则该电荷在P 点受到的电场力为__________N7．在空间某一区域，有一匀强电场，一质量为m 的液滴，带正电荷，电量为q ，在此电场中恰能沿竖直方向作匀速直线运动，则此区域的电场强度的大小为______N ／C ，方向_________．8．如图所示，A 、B 两小球带等量同号电荷，A 固定在竖直放置的10cm 长的绝缘支杆上，B 平衡于光滑的绝缘斜面上与A 等高处，斜面倾角为30°，B 的质量为52g ，求B 的带电量．9．如图所示，在真空中，一电量为+2.5⨯10-8C 的点电荷置于直角坐标原点，电量为-2.5⨯10-8C 的点电荷置于（x = 0.6m ，y = 0）处。

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电场综合练习 (2）
1．下列关于电场线的说法中，正确的是（） A.电场线是电荷受到电场力的作用而改变运动状态所运动的轨迹 B.在电场中没有电荷的空间里，电场线既不中断也不相交 C.正电荷在电场中某一点的速度方向，就是通过这一点电场线的切线方向 D.相邻两条电场线间的空白处，电场强度必定为零
2．如图所示，实直线是某电场中一条电场线，
虚线是两条该电场的等势线，由图可以得出
的正确结论是（）
A.U M ＞U N
B.E M ＞E N
C.由M 向N 移动电荷时，电势能的改变量与零电势选取无关
D.某电荷在M 点或N 点的电势能与零电
势的选取无关 3．如图所示，xOy 坐标系中，将一负检验电荷Q 由y 轴上a 点移至x 轴上b 点时，需克服电场力做功W ；若从a 点移至x 轴上c 点时，也需克服电场力做功W ；那么关于此空间存在的静电场可能是（） A.存在场强方向沿y 轴负方向的匀强电场 B.存在场强方向沿x 轴正方向的匀强电场 C.处于第一象限某一位置的正点电荷形成的电场 D.处于第四象限某一位置的负点电荷形成的电场
4．如图所示为匀强电场的电场强度E 随时间
t 变化的图象.当t ＝0时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是（
） A.带电粒子将始终向同一个方向运动 B.2s 末带电粒子回到原出发点 C.带电粒子在0-3s 内的初、末位置间的电势差为零 D.0-3s 内，电场力的总功不为零
5．极板的距离为L ，两极板间加上低频交流电压，板A 电势为零，板B 电势u =U 0cos ωt ，现有一电子在t =0时穿过A 的影响均可忽略不计，则电子在两板间的运动可能是（）
A.以A 、B 间的某一点为平衡位置来回振
动
B.时而向板B 运动，时而向板A 运动，最后穿出板B
C.如果ω小于某个值ω0，L 小于某个值L 0，一直向板B 运动，最后穿出板B
D.一直向板B 运动，最后穿出板B ，而不论ω、L 为何值
6．细胞膜的厚度约等于700nm （1nm=10-9m ），
当膜的内外层之间的电压达0.4V 时，即可让一价钠离子渗透.设细胞膜内的电场为匀强电场，则钠离子在渗透时，膜内电场强度约为 V/m ，每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做的功等于 J.
M N O x y a b c B
A 宿中张克O Q 1 Q 2 X
φ A B P M N 静电E /(V m -1
t /s
O 40 -20 1234A B
7．在匀强电场中，有一固定的O 点，连有长度都为L 的绝缘细线，细线的另一端分别系住一个带电小球A 、B 、C （不计重力，带电小球之间的作用力不能忽略），其中Q A 带负电、电量为Q ，三个小球目前都处于如图所示的平衡状态，静电力恒量为k ，则匀强电场的大小为E ＝___________；若已知Q A 与Q B 的电量大小之比为1︰2，则为维持三个小球平衡，细绳需承受的可能的最大拉力为___________.
8．如图所示，ABCD 为放在场强为103V/m 的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，BCD 是直径为0.2m 的竖直半圆环，水平部分AB =0.15m ，今有一质量为10g 、带电量为10-4C 的小球自静止开始在电场力作用下由A 点沿轨道运动.
⑴它运动到C 点时的速度是多少?此时对轨道压力有多大?
⑵要使小球刚能运动到D 点，小球开始运动的位置应离B 点多远？
9．如图所示，在倾角为37°的斜面两端，垂直于斜面方向固定两个弹性板，两板相距 2
m ，质量为10 g ，带电量为1×10－
7C 的物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，物体从斜面中点以大小为10m/s 的速度沿斜面开始运动.若物体与弹性板碰撞过程中机械能不损失，电量也不变，匀强电场(方向与斜面平行)的场强E =2×106V/m ，求物体在斜面上运动的总路程.
10．右下图为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K 发出（初速度可忽略不计），经灯丝与A 板间的电压U 1加速，从A 板中心孔沿中心线KO 射出，然后进入两块平行金属板M 、N 形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M 、N 间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P 点. 已知M 、N 两板间的电压为U 2，两板间的距离为d ，板长为L ，电子的质量为m ，电荷量为e ，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力.
⑴求电子穿过A 板时速度的大小； ⑵求电子从偏转电场射出时的侧移量； ⑶若要使电子打在荧光屏上P 点的上方，可采取哪些措施？
E A B O C D d
U 1
L
P
M
N O K A
y E v。