高中物理电场计算题题
高中物理电场,静电学-附答案和详细解析
高中物理电场，静电学一般难度一、单选题（本大题共11小题，共44.0分）1.如图所示，真空中A、B两个点电荷的电荷量分别为和，放在光滑绝缘水平面上，A、B之间用绝缘的轻弹簧连接当系统平衡时，弹簧的伸长量为若弹簧发生的均是弹性形变，则A. 保持Q不变，将q变为2q，平衡时弹簧的伸长量等于B. 保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量小于C. 保持Q不变，将q变为，平衡时弹簧的缩短量等于D. 保持q不变，将Q变为，平衡时弹簧的缩短量小于2.如图，真空中一条直线上有四点A、B、C、，，只在A点放一电量为的点电荷时，B点电场强度为E，若又将等量异号的点电荷放在D点，则A. B点电场强度为，方向水平向右B. B点电场强度为，方向水平向左C. BC线段的中点电场强度为零D. B、C两点的电场强度相同3.关于静电场，下列说法正确的是A. 电势等于零的物体一定不带电B. 电场强度为零的点，电势一定为零C. 同一电场线上的各点，电势一定相等D. 负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加4.甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为和，两球间用绝缘细线连接，甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在空间有方向向右的匀强电场，上下两根绝缘细线张力的大小分别为A. ，B. ，C. ，D. ，5.如图甲所示为电场中的一条电场线，在电场线上建立坐标轴，则坐标轴上～间各点的电势分布如图乙所示，则A. 在～间，场强先减小后增大B. 在～间，场强方向一定发生了变化C. 若一负电荷从O点运动到点，电势能逐渐减小D. 从O点静止释放一仅受电场力作用的正电荷，则该电荷在～间一直做加速运动6.如图所示，，，，，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点处的电量为外，其余各点处的电量均为，则圆心O处A. 场强大小为，方向沿OA方向B. 场强大小为，方向沿AO方向C. 场强大小为，方向沿OA方向D. 场强大小为，方向沿AO方向7.用电场线能很直观很方便地比较电场中各点的强弱如图，左边是等量异种点电荷形成电场的电场线，右边是场中的一些点：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，则下列认识不正确的是A. 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、F两点场强大小和方向都相同D. 从E到F过程中场强先增大后减小8.一带电粒子在重力不计如图所示的电场中，在电场力作用下，沿虚线所示轨迹从A点运动到B点，下列说法中正确的是A. 粒子带正电B. 粒子的加速度在减少C. 粒子的动能在增大D. 粒子的电势能在增大9.如图所示，在水平放置的光滑接地金属板中点的正上方，固定有带正电的点电荷Q，另有一表面绝缘带正电的金属小球可视为质点，且不影响原电场自左以速度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. 小球做匀加速运动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10.在雷雨天气中，大树就相当于一个电量较大的点电荷，1和2是以树为圆心的同心圆，有甲、乙、丙、丁四头相同的牛按如图所示位置和方向分别站在地面上，由此判断：A. 牛丙所处位置的电场强度为零B. 牛乙和牛丙两处电场强度相同C. 牛丁处的电势一定高于牛乙处的电势D. 牛甲前后脚电势差最大，处于最危险的状态11.金属板和板前一正点电荷形成的电场线分布如图所示，A、B、C、D为电场中的四个点，则A. B、D两点的电势相等B. B点的电场强度比D点的大C. 负电荷在C点的电势能低于在A点的电势能D. 正电荷由D点静止释放，只受电场力作用沿电场线运动到B点二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）12.如右图所示，将带电棒移近两个不带电的导体，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述方法中，能使两球都带电的方法是A. 先把两球分开，再移走棒B. 先移走棒，再把两球分开C. 使甲球瞬时接地，稳定后再移走棒D. 使棒与甲球接触，稳定后再移走棒13.A、B两个点电荷在真空中所形成电场的电场线方向未标出如图所示图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称则A. 这两个点电荷一定是等量异种电荷B. 这两个点电荷一定是等量同种电荷C. C、D两点的电势一定不相等D. C点的电场强度比D点的电场强度大14.一带电粒子射入固定在O点的点电荷的电场中，粒子轨迹如图虚线abc所示，图中实线是同心圆弧，表示电场的等势面，不计重力，可以判断A. 粒子受到静电排斥力的作用B. 粒子速度C. 粒子动能D. 粒子电势能三、填空题（本大题共1小题，共4.0分）15.两个点电荷甲和乙同处于真空中．甲的电量是乙的4倍，则甲对乙的作用力是乙对甲的作用力的______ 倍若把每个电荷的电量都增加为原来的2倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的______ 倍；保持其中一电荷的电量不变，另一个电荷的电量变为原来的4倍，为保持相互作用力不变，则它们之间的距离应变为原来的______ 倍四、实验题探究题（本大题共1小题，共9.0分）16.法拉第发现了电磁感应现象之后，又发明了世界上第一台发电机--法拉第圆盘发电机，揭开了人类将机械能转化为电能并进行应用的序幕法拉第圆盘发电机的原理如图所示，将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、B，两电刷与灵敏电流计相连当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，则电刷A的电势______电刷B的电势填高于、低于或等于；若仅提高金属盘转速，灵敏电流计的示数将______；填增大、减小或不变；若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，灵敏电流计的示数将______填增大、减小或不变五、计算题（本大题共1小题，共10.0分）17.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放在d点恰好平衡如图所示，不计重力匀强电场场强E的大小、方向如何？试探电荷放在点c时，受力的大小、方向如何？试探电荷放在点b时，受力的大小、方向如何？六、简答题（本大题共1小题，共8.0分）18.电场中某区域的电场线分布如图所示，A、B是电场中的两点一个电荷量的负点电荷，放在电场中的A点时所受电场力为求A点电场强度的大小；将的正点电荷放入电场中的A点，求受到的电场力的大小和方向；如果将点电荷从电场中的A点移到B点，电场力做功，求A、B两点间的电势差．答案和解析【答案】1. B2. D3. D4. D5. D6. C7. B8. D9. C10. D11. C12. ACD13. AD14. AD15. 1；4；216. 低于；增大；减小17. 解：由题意：检验电荷放在d点恰好平衡，则有：Q对的库仑力匀强电场对的电场力由平衡条件得，所以，得：，匀强电场方向沿db方向竖直向下．检验电荷放在c点：匀强电场的作用力大小为，方向竖直向下；Q对的库仑力大小为，方向水平向左，则：所以，方向与ac方向成角斜向下．检验电荷放在b点：同理可得，，所以，方向沿db方向．答：匀强电场场强E的大小为，方向沿do方向向下；试探电荷放在点c时，受力的大小为，方向斜向左下方与ac成角；试探电荷放在点b时，受力的大小为，方向沿ob方向向下．18. 解：点电场强度的大小为：，受到的电场力为：，方向沿场强向左，、B两点间的电势差为：答：点电场强度的大小为；受到的电场力的大小为，方向沿场强向左；、B两点间的电势差为．【解析】1. 解：设弹簧的劲度系数为K，原长为当系统平衡时，弹簧的伸长量为，则有：A、保持Q不变，将q变为2q时，平衡时有：由解得：，故A错误；B、同理可以得到保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量小于，故B正确；C、保持q不变，将Q变为，如果缩短量等于，则静电力大于弹力，故会进一步吸引，故平衡时弹簧的缩短量大于，故C错误；D、保持Q不变，将q变为，如果缩短量等于，则静电力大于弹力，故会进一步吸引，故平衡时弹簧的缩短量大于，故D错误．故选：B根据库仑定律及胡克定律列式分析，电荷量变化，库仑力变化，两球的距离变化，弹力变化，根据平衡条件列方程计算即可．本题主要考查了库仑定律及胡克定律的直接应用，要知道，电荷量变化后库仑力要变化，距离变化后弹簧弹力会变化．2. 解：AB、只在A点放正电荷时，B点的场强为：又将等量异号的点电荷放在D点后，B点场强为：，方向水平向右，故A错误，B也错误；C、BC线段的中点电场强度：，故C错误；D、C点场强为：，方向水平向右，与B点的电场强度相同，故D正确；故选：D．根据点电荷场强公式分析计算，有两个场源就根据矢量合成求合场强．本题关键根据点电荷的场强公式，然后根据矢量合成的法则合成各点的场强，当然，也可以根据等量异种电荷的电场线快速判断．3. 解：A、静电场中，电势具有相对性，电势为零的物体不一定不带电，故A错误；B、静电场中，电势具有相对性，电场强度为零的点电势不一定为零，故B错误；C、沿场强方向电势减小，电场线的切线方向表示电场强度的方向，故沿电场线电势一定降低，故C错误；D、电场线的切线方向表示电场强度的方向，负电荷沿电场线方向移动时，电场力做负功，电势能增加，故D正确；故选D．静电场中，电势具有相对性，电场强度为零的点电势不一定为零，沿电场线电势一定降低．本题关键抓住电场力电场强度与电势的概念，同时要注意电势具有相对性，电场强度为零的点电势不一定为零．4. 【分析】对甲、乙两球整体进行受力分析，由共点力的条件可得出上端细线的张力；再对下面小球受力分析，由共点力的平衡条件可求得下端细线的张力。
高中物理静电场经典习题30道--带答案
高中物理静电场经典习题30道--带答案1.如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c 分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电．整个系统置于方向水平的匀强电场中．已知静电力常量为k．若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为（）A．$\frac{kq}{l^2}$。
B．$\frac{\sqrt{3}kq}{l^2}$。
C．$\frac{2kq}{l^2}$。
D．$\frac{3kq}{l^2}$2.如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q（q＞）的固定点电荷．已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为（k为静电力常量）A．$\frac{kQ}{4R^2}$。
B．$\frac{\sqrt{2}kQ}{4R^2}$。
C．$\frac{kQ}{2R^2}$。
D．$\frac{\sqrt{2}kQ}{R^2}$3.如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q （q＞）的相同小球，小球之间用劲度系数均为k的轻质弹簧绝缘连接．当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为l．已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为A．$l+\frac{2q^2}{kl}$。
B．$l-\frac{2q^2}{kl}$。
C．$l-\frac{q^2}{kl}$。
D．$l+\frac{q^2}{kl}$4.如图所示，在光滑的绝缘水平面上，由两个质量均为m 带电量分别为+q和﹣q的甲、乙两个小球，在力F的作用下匀加速直线运动，则甲、乙两球之间的距离r为A．$\frac{F}{2kq^2}$。
B．$\frac{F}{kq^2}$。
C．$\frac{F}{4kq^2}$。
D．$\frac{2F}{kq^2}$5.一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）A．。
高二物理电场练习题
高二物理电场练习题电场是物理学中常见的概念，它描述了电荷间相互作用的力场。
理解和掌握电场的概念以及相关计算方法对于高中物理学习非常重要。
本文将提供一些高二物理电场练习题，帮助读者巩固知识并提升解题能力。
1. 两个等量的正电荷q1和q2相距为r，它们之间的电场强度是E。
如果将q1保持不变，将q2加倍，距离r减半，则两个电荷之间的电场强度变为多少？解析：根据库仑定律，电场强度E与电荷量q和距离r之间的关系为E = k * q / r^2，其中k为库仑常量。
由于题目告知两个电荷的量相等，所以E = k * q / r^2，当距离减半时，即变为r/2，则新的电场强度E' = k * 2q / (r/2)^2 = 4E。
2. 两个正电荷q1和q2分别为2μC和6μC，在它们中点处的电场强度大小为12 N/C，求q1和q2的距离。
解析：根据电场强度的叠加原理，两个电荷产生的电场强度可叠加，即E = E1 + E2。
已知E = 12 N/C，可推断出E1 = E2 = 6 N/C。
根据E = k * q / r^2，可以得到r1 = √(k * q1 / E1) = √(9 * 10^9 * 2 * 10^-6 / 6) = 1 m；r2 = √(k * q2 / E2) = √(9 * 10^9 * 6 * 10^-6 / 6) = √(9 * 10^9 * 10^-6)= 3 m。
由于两个电荷位于中点，所以它们之间的距离为r1 + r2 = 4 m。
3. 一个电场强度的矢量大小为3 N/C，方向为与x轴正向夹角60°。
该电场中一个电荷为-5μC的负电荷受到的力大小为多少？方向是什么？解析：由于电荷为负电荷，所以受到的电场力方向与电场强度相反，即力的方向为与x轴负向夹角60°。
根据库仑定律，力的大小F = E * q，代入已知数据可得F = 3 * 5 * 10^-6 = 15 * 10^-6 N = 15 μN。
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。
高二物理电场及其描述练习题
高二物理电场及其描述练习题电场是物理学中一个重要的概念，它可以用来描述电荷之间的相互作用。
了解电场的性质和如何描述电场是高中物理学习的重点之一。
本文将针对高二物理电场及其描述进行练习题的讲解，帮助读者加深对电场的理解。
一、选择题1. 下列概念中，与电场强度密切相关的是：A. 电流B. 电势C. 电阻D. 电感2. 两个电荷之间的作用力是由：A. 直接接触传递的B. 非直接接触传递的C. 电磁波传递的D. 无传递的3. 电场线的方向是：A. 从正电荷指向负电荷B. 从负电荷指向正电荷C. 指向电场强度最强的地方D. 指向电场强度最弱的地方4. 两个相同电荷之间的电场线分布情况是：A. 直线密集分布B. 弧线型分布C. 对称分布D. 没有规律可言5. 电场强度的定义公式是：A. E = F/mB. E = F/qC. E = q/FD. E = F/a二、填空题1. 电场强度的单位是_____________。
2. 一个电荷在电场中所受到的电场力与所放电荷的__________成正比。
3. 点电荷在离空间位置远、近程度远、近两个地方电场强度的大小和方向分别为___________。
4. 若在电场中，一点电荷受力的情况不变，则称该点电荷处在一个____________上。
5. 电场强度和电势具有___________的关系。
三、计算题1. 两个等量但异种的点电荷Q1和Q2相距1m，它们所受到的作用力为0.2N，求它们的电荷量。
2. 一个电荷在电场里所受的作用力为4N，电场强度为20N/C，求该电荷的大小。
3. 两个等量电荷Q1和Q2相距1m，它们所受到的作用力为0.1N，它们的电荷量分别为多少？4. 一根长度为0.5m的带电直线导线，其线密度为2μC/m，点A与点B分别离导线0.2m和0.3m的地方，求点A和点B处的电场强度大小。
5. 一个带电粒子在电场中所受到的力为1N，电场强度为0.5N/C，求该粒子的电荷大小。
高中物理选修3-1静电场专项练习(含答案)
静电场练习题一、选择题1．（3分）如图，在E＝2.0×103N/C的匀强电场中有A、M和B三点，其中BM与电场线垂直，AM与电场线成30°角，AM＝4cm，BM＝2cm，把一电量q＝2×10﹣9C的正电荷从A移动到M点，再从M移动到B点，整个过程中电场力做功为（）A．8×10﹣8J B．8×10﹣8J C．1.6×10﹣7 J D．2.4×10﹣7 J 2．（3分）如图所示，正电荷在电场中沿某一条电场线从A点运动到B点，下面说法正确的是（）A．电场力大小不断变化B．电场力大小保持不变C．电荷克服电场力做功D．电荷的电势能不断减小3．（3分）下列说法中正确的是（）A．将电荷从电场中一点移到另一点，电势能的改变量与零电势点的选择无关B．在电场中，电场强度为零的地方电势也一定为零C．电荷在电场中电势较高的地方，具有的电势能较大D．沿着负点电荷的电场线方向，电势升高4．（3分）关于等势面下列说法正确的是（）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．等差等势面越密的地方，场强越大D．在负的点电荷形成的电场中，电场线由低等势面指向高等势面5．（3分）如图所示，粗糙且绝缘的斜面体ABC在水平地面上始终静止。
在斜面体AB边上靠近B点固定一点电荷，从A点无初速度释放带负电且电荷量保持不变的小物块（视为质点），运动到P点时速度恰为零。
则小物块从A到P运动的过程（）A．水平地面对斜面体没有静摩擦作用B．小物块的电势能先减小后增大C．小物块所受到的合外力减小后增大D．小物块损失的机械能等于增加的电势能6．（3分）如图所示，某一带正电粒子（不计重力）在一平行板间的运动轨迹如图中曲线，P、Q两点为轨迹上两点，则（）A．A板带负电，B板带正电B．粒子在P点电势能大于在Q点电势能C．粒子在P点动能大于在Q点动能D．粒子在P点受力大于在Q点受力7．（3分）如图所示，a、b、c、d、e五点在一条直线上，b、c两点间的距离等于d、e两点间的距离。
高中物理--电场练习(含答案)
高中物理--电场练习（含答案）一.不定向选择题(每题3分,计36分,不全2分)1.在真空中有两个点电荷，它们之间的作用力为F ，如果保持它们所带的电量不变，将它们之间的距离增大一倍，则它们之间的静电力大小变为： （ ）A.FB. F/2C. F /4D. F /62.将电量为q 的点电荷放在电场中的A 点，它受到的电场力为F ，产生该电场的场源电荷的电量为Q，则A点的场强大小为：（ ） A. F/Q B. Q/ q C. F/q D. Fq 3.下面关于电场的性质说法正确的是：（ ）A ．电场强度大的地方，电荷所受的电场力一定较大B ．电场强度大的地方，电场线一定较密C ．匀强电场中两点的电势差大小仅与两点间的距离有关D ．两个等量异种点电荷连线的中点处场强为零 4.电场强度E 的定义式为E=F/q ，下面说法正确的是： （ ）A.该式只适用于点电荷的电场B.该式中，F 是放入电场中的点电荷受的电场力，q 是放入电场中的检验电荷的电量C.该式中，F 是放入电场中的点电荷受的电场力，q 是产生电场电荷的电量D.电场中的同一点，该比值可能是不同的 5.在静电场中： （ ）A.场强为零区域，电势一定为零B.场强处处相等的区域，电势也处处相等C.电势降低的方向一定是场强的方向D.同一电场中等差等势面分布密的地方，场强一定较大6.如图1所示，A 、B 、C 、D 表示的是四种不同电场线，一正电荷在电场中由P 向Q做加速运动，其中所受电场力越来越大的是： （ ）7. 如图2所示，a 、b 、c 是由正点电荷形成的电场中一条电场线上的三个点，已知ab =bc ，a 、b 两点间电压为10V ，则b 、c 两点间电压： ( ) A.等于10V B.大于10VC.小于10VD.条件不足，无法判断 8.在静电场中，下述说法正确的是：（ ）A ．正电荷由高电势处运动到低电势处，电势能增加B ．正电荷由高电势处运动到低电势处，电势能减小C ．负电荷由低电势处运动到高电势处，电势能增加D ．负电荷由高电势处运动到低电势处，电势能减小 9.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球心的一簇球面b ca图2PBQPAQP CQ PDQ图1D ．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10．关于场强的三个公式①F E q =②2Q E k r=③UE d=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只适用于真空的点电荷形成的电场,公式③只适用于匀强电场11.如图3示，一个不带电的表面绝缘的导体P 正在向带正电的小球Q 缓慢靠近，但不接触，也没有发生放电现象，则下列说法中正确的是:( )A ．B 端的感应电荷为负电荷 B ．导体内场强越来越大C ．导体上的感应电荷在C 点产生的场强始终大于在B 点产生的场强D ．C 、B 两点的电势始终相同12.如图4所示中a 、b 和c 分别表示点电荷的电场中的三个等势面，它们的电势分别为6V 、4V 和1.5V .一质子（H 11）从等势面a 运动，已知它经过等势面b 时的速率为v A ．质子从a 等势面运动到c 等势面电势能增加4.5eV B ．质子从a 等势面运动到c 等势面动能增加4.5eV C ．质子经过等势面c 时的速率为2.25v D ．质子经过等势面c 时的速率为1.5v 二、填空题(每空4分,共24分)13.在场强为E ，方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m 的带电小球，电量分别为＋2q 和－q ，两小球用长为L 的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬于O 点而处于平衡状态.如图5所示，重力加速度为 g ，细线对悬点O 的作用力等于14.相距L 的两个点电荷A 、B 分别带的电荷量为+9Q 和－Q ，放在光滑绝缘的水平面上，现引入第三个点电荷C ，使三者在库仑力作用下都处于静止状态，问C 所带的电荷量__________，电性为________并C 应放在_______________位置上.15.质量为m 、带电量为q 的质点，只在静电力作用下以恒定速率v 沿圆弧从A 点运动到B 点，其速度方向改变的角度为θ，AB 弧长为s ，则AB 两点间的电势差U AB =_________，AB 弧中点的场强大小E =______________.13． 14. 15.三.计算题(5小题,共计40分)16（8分）如图6所示，半径为R 的圆环，均匀带有电荷量为Q 的正电荷，现从环上截去长Δs 的一小段，若Δs <<R 余部分的电荷在环心O 处产生的场强的大小和方向？图3P图6 图217.（8分）将带电量为6 ⨯ 10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做了3 ⨯ 10－5 J的功，（1）则A、B间的电势差为多少？（2）再将电荷从B移到C，电场力做了1.2⨯10－5J的功，则B、C间的电势差为多少？18.（8分）如图7所示，平行带电金属极板A、B间的匀强电场场强E=1.2×103V/m，两极板间的距离d=5cm，电场中C点和D点分别到A、B极板的距离均为0.5cm，C、D间的水平距离L=3cm，B板接地，求:（1）C、D两点间的电势差U CD；（2）一带电量q=-2×10—3C的点电荷从C电势能变化了多少？19.（8分）如图8所示，水平放置的A、B两平行板相距为h，上板A带正电，现有质量为m的带电量为+q的小球在B板下方距离为H处，以初速度v0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，A、B间的电势差U AB为多少？20.（8分）如图9所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形平面.现将电量为10—8C的正点电荷从A点移到做功6×10—6J，将另一电量为10—8C的负点电荷从A点移到C3×10—6J，（1）在图中画出电场线的方向.（2）若AB边长为2cm，求该匀强电场的场强大小.AB图8BA图9A图7B-+附加题（10分）21.如图10所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷，将质量为m，带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B 时，对管壁恰好无压力，（1）则固定于圆心处的点电荷在A B弧中点处的电场强度大小？（2）若把O处固定的点电荷拿走，加上一个竖直向下场强为E的匀强电场，带电小球仍从A点由静止释放，下滑到最低点B时，小球对环的压力多大？参考答案1.C2.C3.B4.B5.D6.D7.C8.BC9.CD 10.B C D 11.CD 12.BD13. 2mg+qE14. 9Q/4；正电荷；在AB的连线上，距离B等于L/2，距离A等于3L/215.0，sqmv2θ16. 解:先求出开口Δs对称部分的电量:sRQQ∆⋅=π2'(3分)由场强的决定式得:32'2RskQRQkEπ∆==, (3分)方向由圆心O指向开口Δs. (2分)17.解:(1)510610365=⨯-⨯-==--qWU ABABV (4分)(2) 2106102.165=⨯-⨯==--qWU BCBCV (4分)18.解:(1) 48104102.123=⨯⨯⨯=⋅=-dEUDCV,所以:U CD=-48V (4分)(2)==CDCDqUW-2×10—3×(-48)= 9.6×10-2J,所以电势减少,ε∆=9.6×10-2J (4分)19. 由动能定理得:=-+-ABqUhHmg)(2210mv-(5分)qHhgvmUAB2)](2[2+-=(3分)20.解:(1) 6001010686=⨯==--qWU ABABV (2分)3001010386=-⨯-==--qWU ACACV (2分)所以场强方向为A到B方向的匀强电场(2分)B图10(2) 42103102600⨯=⨯==⇒⋅=-d U E d E U AB V/m(4分) 21.解: (1)由A 到B ， 由动能定理得:0212-=mv mgr (2分)在B 点，对小球由牛顿第二定律得:rv m mg qE 2=- (1分)联立以上两式解得: E =3mg /q由是点电荷-Q 形成的电场，由E=kQ/r 2得到，等势面上各处的场强大小均相等，即A B 弧中点处的电场强度为 E =3mg /q (1分)(2)设小球到达B 点时的速度为v , 由动能定理得 221)(mv r qE mg =⋅+ ①(2分) 在B 点处小球对环的弹力为N ,由牛顿第二定律得：②(2分)联立①和②式, 解得小球在B 点受到环的压力为: )(3qE mg N += (1分)由牛顿第三定律得: 小球在B 点对环的压力大小为)(3qE mg N += (1分)。
高中物理电场试题及答案解析
高中物理电场试题及答案解析一、选择题1. 电场强度的定义式是：A. E = F/qB. E = q/FC. E = FqD. E = Fq/q答案：A解析：电场强度E定义为单位正电荷在电场中受到的电场力F与该电荷量q的比值，即E = F/q。
2. 一个点电荷Q产生电场的电场线分布是：A. 从Q向外发散B. 从无穷远处指向QC. 从Q向无穷远处发散D. 以上都是答案：C解析：点电荷Q产生的电场线从Q向无穷远处发散，正电荷向外发散，负电荷向内收敛。
二、填空题1. 电场线从正电荷出发，终止于________。
答案：无穷远处或负电荷2. 电场中某点的场强为E，若将试探电荷加倍，则该点的场强为________。
答案：E三、计算题1. 一个点电荷q = 2 × 10⁻⁸ C，求它在距离r = 0.1 m处产生的电场强度。
答案：E = k * q / r²E = (9 × 10⁹ N·m²/C²) * (2 × 10⁻⁸ C) / (0.1 m)²E = 1800 N/C解析：根据点电荷的电场强度公式E = k * q / r²，代入数值计算即可得到答案。
2. 一个带电粒子的质量为m = 0.01 kg，带电量为q = 1.6 ×10⁻¹⁹ C，它在电场强度为E = 3000 N/C的电场中受到的电场力是多少？答案：F = q * EF = (1.6 × 10⁻¹⁹ C) * (3000 N/C)F = 4.8 × 10⁻¹⁶ N解析：根据电场力的公式F = q * E，代入已知的电荷量和电场强度即可计算出电场力。
结束语：通过本试题的练习，同学们应该对电场强度的定义、点电荷产生的电场线分布以及电场力的计算有了更深入的理解。
希望同学们能够掌握这些基本概念和计算方法，为进一步学习电场的相关知识打下坚实的基础。
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16．（12分）如图所示，空间存在围足够大的竖直向下的匀强电场，电场强度大小E =l．0×10-4v/m，在绝缘地板上固定有一带正电的小圆环A。
初始时，带正电的绝缘小球B静止在圆环A的圆心正上方，B的电荷量为g= 9×10-7C，且B电荷量始终保持不变。
始终不带电的绝缘小球c从距离B为x0= 0.9m的正上方自由下落，它与B发生对心碰撞，碰后不粘连但立即与B一起竖直向下运动。
它们到达最低点后（未接触绝缘地板及小圆环A）又向上运动，当C、B刚好分离时它们不再上升。
已知初始时，B离A圆心的高度r= 0．3m．绝缘小球B、C均可以视为质点，且质量相等，圆环A可看作电量集中在圆心处电荷量也为q =9×l0-7C的点电荷，静电引力常量k=9×109Nm2／C2．（g取10m/s2）。
求：（l）试求B球质量m;（2）从碰后到刚好分离过程中A对B的库仑力所做的功。
15如图所示一质量为m、带电量为q的小球，用长为L的绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线向左与竖直方向成θ角，重力加速度为g。
（1）求电场强度E。
（2）若在某时刻给小球一个沿切线方向的初速度v。
小球恰好能在竖直平面做完整的圆周运动求v。
为多大？.16．（14分）如图：在一绝缘水平面上，一竖直绝缘挡板固定在O点，ON段表面粗糙，长度S=0．02m，NM段表面光滑，长度L=0．5m．在水平面的上方有一水平向左的匀强电场，场强为2×lo5 N/C．有一小滑块质量为5×10－3 kg，带正电，电量为1×l0一7C，小滑块与ON段表面的动摩擦因数为0．4，将小滑块从M点由静止释放，小滑块在运动过程中没有电量损失，与挡板相碰时不计机械能损失。
g 取 l0m/S 2．求：（1）小滑块从释放用多长时间第一次与挡板相碰？ （2）小滑块最后停在距离挡板多远的位置？19.真空室中有如图所示的装置，设电子电量为e 、质量为m ．电极K 发出的电子(初速不计)经过加速电场后，由小孔O 沿水平放置的偏转板M 、N 间的中心轴线O O '射入。
M 、N 板长为L ，两板间的距离d ，两板间加有恒定电压2U ，它们间的电场可看作匀强电场．偏转板右端边缘到荧光屏P 的距离为s ．当加速电压为1U 时，电子恰好打在荧光屏的B 点．已知A 、B 点到中心轴O O '的距离相等．求1U 。
19.解析：由题意，电子在偏转电场中做类平抛运动．设电子进入偏转电场时的速度为v2121mv eU =（2分） 偏转距离为2y ，沿板方向的位移为Lvt L =（1分） 2221at y =（2分） md eU a /2=（2分）如图，电子从C 点离开电场，沿直线CB 匀速运动打在B 点 由几何关系得vatS y y =-21（3分）20.．如图所示，ABCD 为固定在竖直平面的轨道，AB 段光滑水平，BC 段为光滑圆弧，对应的圆心角θ= 370，半径r =2.5m ，CD 段平直倾斜且粗糙，各段轨道均平滑连接，倾斜轨道所在区域有场强大小为E =2×l05N/C 、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。
质量m =5×l0-2kg 、电荷量q =+1×10-6C 的小物体（视为质点）被弹簧枪发射后，沿水平轨道向左滑行，在C 点以速度v 0=3m/s 冲上斜轨。
以小物体通过C 点时为计时起点，0.1s 以后，场强大小不变，方向反向。
已知斜轨与小物体间的动摩擦因数μ=0.25。
设小物体的电荷量保持不变，取g =10m/s 2．sin370=0.6，cos370=0.8。
(1)求弹簧枪对小物体所做的功；(2)在斜轨上小物体能到达的最高点为P ，求CP 的长度。
20. 17.解析：（1）设弹簧枪对小物体做功为f W ，有动能定理得：2021)cos 1(mv mgr W f =--θ ① 代入数据得：J W f 475.0= ② （2）取沿平直斜轨向上为正方向，设小物体通过C 点进入电场后的加速度为1a ，由牛顿第二定律得()1cos sin ma qE mg mg =+--θμθ ③小物体向上做匀减速运动，经s t 1.01=后，速度达到1v ，有1101t a v v += ④由③④可得smv 1.21=，设运动的位移为1s ，有21110121t a t v s += ⑤电场反向之后，设小物体的加速度为2a ，由牛顿第二定律得()2cos sin ma qE mg mg =---θμθ⑥设小物体以此加速度运动到静止，所用时间为2t ，位移为2sAB2210t a v += ⑦22221221t a t v s += ⑧ 设CP 的长度为s ，有21s s s += ⑨ 联立得m s 57.0=16.（14分）如图所示，两块竖直放置的导体板间存在水平向左的匀强电场，板间距离为d 。
有一带电量为q +、质量为m 的小球（可视为质点）以水平速度从A 孔进入匀强电场，且恰好没有与右板相碰，小球最后从B 孔离开匀强电场，若A 、B 两孔的距离为4d ，重力加速度为g ，求： （1）两板间的场强大小；（2）小球从A 孔进入电场时的速度；（3）从小球进入电场到其速度达到最小值，小球电势能的变化量为多少？16. 解：（1）由题意可知，小球在水平方向先减速到零，然后反向加速。
设小球进入A 孔的速度为0v ，减速到右板的时间为t ，则有：水平方向：2012qE d v t t m =- 00qEv t m=- （2分） 竖直方向：()21422d g t = （1分） 联立解得mgE q=（1分） （2）在水平方向上根据牛顿第二定律有x qE ma = （1分）根据运动学公式有202()x v a d -=- （1分）联立解得0v = （1分）（3）小球进入电场后，在水平方向上做减速运动，即0x qEv v t m'=-（1分） 在竖直方向上做加速运动，即y v gt '= （1分）小球在电场中的速度大小为v = （1分） 联立由数学知识可得02v t g'=时小球速度达到最小，此时粒子在水平方向的位移为：2012qE x v t t m''=-（1分） 在此过程中电场力做功为W qEx =- （1分） 而p W E =-∆ （1分）联立解得34p E mgd ∆=，即粒子的电势能增加34mgd 。
（1分） （注意：采用其他方法，解答合理正确给满分）18．如图甲所示，A 、B 是一对平行放置的金属板，中心各有一个小孔P 、Q ，PQ 连线垂直金属板，两板间距为d ．现从P 点处连续不断地有质量为 m 、带电量为＋q 的带电粒子（重力不计），沿PQ 方向放出，粒子的初速度可忽略不计．在t ＝0时刻开始在A 、B 间加上如图乙所示交变电压（A 板电势高于B 板电势时，电压为正），其电压大小为U 、周期为T ．带电粒子在A 、B 间运动过程中，粒子间相互作用力可忽略不计．（1）进入到金属板之间的带电粒子的加速度.乙甲-U UQ ABP（2）如果只有在每个周期的0～4T时间放出的带电粒子才能从小孔Q 中射出，则上述物理量d 、m 、q 、U 、T 之间应满足的关系．（3）如果各物理量满足（2）中的关系，求每个周期从小孔Q 中有粒子射出的时间与周期T 的比值.18．解：（1）dU E maEq == ——2分所以，dmUqa = ——2分 （2）在04T→时间，进入A 、B 板间的粒子，在电场力的作用下，先向右做匀加速运动，在T T →2时间再向右做匀减速运动，且在04T→时间，越迟进入A 、B 板间的粒子，其加速过程越短，减速运动过程也相应地缩短，当速度为零后，粒子会反向向左加速运动。
由题意可知04T→时间放出的粒子进入A 、B 板间，均能从Q 孔射出，也就是说在2T时刻进入A 、B 板间的粒子是能射出Q 孔的临界状态。
——2分粒子在4T时刻进入A 、B 间电场时，先加速，后减速，由于粒子刚好离开电场，说明它离开电场的速度为零，由于加速和减速的对称性，故粒子的总位移为加速时位移的2倍，所以有mdqUT T a d 16)4(21222=⨯= ① ——2分即 mqUT d 1622= ——2分（3）若情形（2）中的关系式①成立，则t ＝0时刻进入电场的粒子在电场中运动的时间为最短（因只有加速过程），设最短时间为t x ，则有221x at d =② ——1分在4T t =时刻进入电场的粒子在43T t =的时刻射出电场，所以有粒子飞出电场的时间为x t Tt -=∆43③ ——1分 由②③式得 423-=∆T t ④ ——2分16．（13分）如图所示，在同一条竖直线上，有电荷量均为Q 的A 、B 两个正点电荷，GH 是它们连线的垂直平分线。
另有一个带电小球C ，质量为m 、电荷量为＋q （可视为点电荷），被长为L 的绝缘轻细线悬挂于O 点，现在把小球C 拉起到M 点，使细线水平且与 A 、B 处于同一竖直面，由静止开始释放，小球C 向下运动到GH 线上的N 点时刚好速度为零，此时细线与竖直方向的夹角θ= 30º。
试求：（1）在A 、B 所形成的电场中，M 、N 两点间的电势差，并指出M 、N 哪一点的电势高。
（2）若N 点与A 、B 两个点电荷所在位置正好形成一个边长为a 的正三角形，则小球运动到N 点瞬间，轻细线对小球的拉力F T （静电力常量为k ）。
16．（1）带电小球C 在A 、B 形成的电场中从M 点运动到N 点的过程中，重力和电场力做功，但合力功为零，则 qU MN ＋mgl cos θ=0（4分）所以 U MN =qmgl23-（1分）即M 、N 两点间的电势差大小q mgl23 且N 点的电势高于M 点的电势。
（1分）（2）在N 点，小球C 受到重力mg 、细线的拉力F T 以及A 和B 分别对它的斥力F A 和F B 四个力的作用如图所示，且沿细线方向的合力为零（向心力为零）。
则cos30cos300T A F mg F --=o o （3分）又2A B QqF F k a == （2分）得 2cos30cos30T QqF mg ka =+o o（2分）11.如图所示,固定于同一条竖直线上的A 、B 是两个带等量异种电荷的点电荷,电荷量均为Q,其中A 带正电荷,B 带负电荷,D 、C 是它们连线的垂直平分线,A 、B 、C 三点构成一边长为d 的等边三角形.另有一个带电小球E,质量为m 、电荷量为+q(可视为点电荷),被长为L 的绝缘轻质细线悬挂于O 点,O 点在C 点的正上方.现在把小球E 拉到M 点,使细线水平绷紧且与A 、B 、C 处于同一竖直面,并由静止开始释放,小球E 向下运动到最低点C 时,速度为v.已知静电力常量为k,若D 点的电势为零,试求: (1)在A 、B 所形成的电场中,M 点的电势ϕM. (2)绝缘细线在C 点所受到的拉力F T .mgAF B F Tθ θ答案 (1)q mgL mv 222- (2)L mv mg d Qq k 22++ 13.(2009·海淀区质检)有三根长度皆为l=1.00 m 的不可伸长的绝缘轻线,其中两根的一端固定在天花板上的O 点,另一端分别拴有质量皆为m=1.00×10-2 kg 的带电小球A 和B,它们的电荷量分别为-q 和+q,q=1.00×10-7 C.A 、B 之间用第三根线连接起来.空间中存在大小为E=1.00×106 N/C 的匀强电场,场强方向沿水平向右,平衡时A 、B 球的位置如图所示.现将O 、B 之间的线烧断,由于有空气阻力,A 、B 球最后会达到新的平衡位置.求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少？(不计两带电小球间相互作用的静电力)答案 6.8×10-2 J15．（14分）如图所示，A 、B 为两块平行金属板，A 板带正电、B 板带负电。