专题三电场典型题
专题三 电场典型练习
一、选择题
1. 在场强大小为E 的匀强电场中，一质量为m 、带电量为q 的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0.8qE/m ，物体运动S 距离时速度变为零．则( )
A ．物体克服电场力做功qES
B ．物体的电势能减少了0.8qES
C ．物体的电势能减少了qES
D ．物体的动能减少了0.8qES
2.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10－6
C 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 V
3. 如图所示，带正电的粒子以一定的速度v 沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出，已知板长为L ，板间距为d ，板间
电压为U ，带电粒子的电荷量为q ，粒子通过平行金属板的
时间为t ，则（ ）（不计粒子的重力）
A ．在前t/2时间内，电场力对粒子做的功为qU/4
B. 在后t/2时间内，电场力对粒子做的功为3qU/8
C ．在粒子下落前d/4和后d/4的过程中。电场力做功之比为1：2
D ．在粒子下落前d/4和后d/4的过程中。电场力做功之比为1：1
4.如图，带电粒子P 所带的电荷量是带电粒子Q 的3倍，它们以相等的速度v 0从同一点出发，沿着跟电场强度垂直的方向射入匀强电场，分别打在M 、N 点，若OM=MN ，则P 和Q 的的质量之比为 A. 3：4
B. 4：3
C. 3：2
D. 2：3
5、如图所示匀强电场E 的区域内，在O 点处放置一点电荷+Q ，a 、
b 、
c 、
d 、
e 、
f 为以O 点为球心的球面上的点，aecf 平面与电场平行，bedf 平面与电场垂直，则下列说法中正确的是
A ．b 、d 两点的电场强度相同
B ．a 点的电势等于f 点的电势
C ．点电荷+q 在球面上任意两点之间移动时，电场力一定做功
D ．将点电荷+q 在球面上任意两点之间移动，从球面上 a
点移动到c 点的电势能变化量一定最大
A B 2 1
+ + + + + +
6.A 、B 是电场中的同一条直线形电场线上的两点．若将一个带负电的点电荷从A 点由静止释放，它在沿电场线从A 向B 运动过程中的速度图象如图所示．比较A 、B 两点的电势U 和场强E ，下列说法中正确的是( ) A.U A >U B ，E A > E B B.U A >U B ，E A < E B
C.U A
D.U A E B
7．一带电粒子射入一固定在O 点的点电荷的电场中，粒子运动轨迹如图4中虚线abc 所示．图中实线是同心圆弧，表示电场的等势面。不计重力，下列说法中不正确的是
A ．此粒子一直受到静电排斥力作用
B ．粒子在b 点的电势能一定大干在a 点的电势能
C ．粒子在b 点的速度一定大于在a 点的速度
D ．粒子在a 点和c 点的速度大小一定相等
8．如图5所示，将充好电的平行板电容器与静电计连接，静电计
指针偏转的角度为α。在如下的变化中，关于静电计指针偏转角度
α的变化，说法正确的是 （ ）
A ．若两极板间的距离增大，则α变大
B ．若两极板相互错开一些（距离不变），则α变小
C ．若在两极板间插入玻璃板，则α变大
D ．若在两极板间拔出玻璃板，则α变小
9．（ 多选）如图所示，质量为M 、半径为R 的半球形物体A 放在水平地面上，通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m 、半径为r 的光滑球B ．则
A ．A 对地面的压力等于（M +m ）g
B ．A 对地面的摩擦力方向向左
C ．B 对A 的压力大小为
mg R
r R + D ．细线对小球的拉力大小为mg R r 10．（ 多选）如图甲所示，AB 是电场中的一条电场线。质子以某一初速度从A 点出发，仅在电场力作用下沿直线从A 点运动到B 点，所经位置的电势随距A 点的距离变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是
A ．A 、
B 两点的速度v A B ．A 、B 两点的电场强度E A C ．A 、B 两点的电势?A D ．电子在A 、B 两点的电势能 E pA 11. （ 多选）如图所示，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上O 点，跨过滑轮的细绳连接物块A 、B ，A 、B 都处于静止状态，现将物块B 移至C 点后，A 、B 仍保持静止，下列说法中正确的是（ ） （A ）B 与水平面间的摩擦力减小 （B ）地面对B 的弹力增大 （C ）悬于墙上的绳所受拉力不变 （D ）A 、B 静止时，图中α、β、θ 三角始终相等 t A B 图4 O 图 5 12如图所示，两块平行金属板MN间的距离为d，两板间电压u随时间t变化的规律如右图所示电压的绝对值为U0．t=0时刻M板的电势比N板低．在t=0时刻有一个电子从M板处无初速释放，经过1.5个周期刚好到达N板．电子的电荷量为e，质量为m．求：⑴该电子到达N板时的速率v．⑵在1.25个周期末该电子和N板间的距离s． 13.如图所示，一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN，竖直固定在场强为E=1.0×105N/C、与水平方向成θ=30°角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q=+4.5×10-6C；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q=+1.0×10-6C，质量m=1.0×10-2kg。现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动。(静电力常量k=9.0 × 109N·m2/C2．取g=10m/s2) (1)小球B开始运动时的加速度为多大? (2)小球B的速度最大时，距M端的高度h1为多大? (3)小球B从N端运动到距M端的高度h2=0.61m时，速度为v=1.0m/s，求此过程中小球B的电势能改变了多少? U -U t a b c 电场强度习题综合题 1、下列说法正确的是：（ ） A 、 根据E ＝F/q 可知，电场中某点的场强与电场力成正比 B 、 根据E ＝kQ/r 2 ，可知电场中某点的场强与形成电场的点电荷的电荷量成正比 C 、 根据场强的叠加原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强 D 、电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹 2、一带电量为q 的检验电荷在电场中某点受到的电场力大小为F ，该点场强大小为E ，则下面能正确反映这三者关系的是 （ ） 3．电场中有一点P ，下列哪种说法是正确的( ) A ．若放在P 点电荷的电荷量减半，则P 点的电场强度减半 B ．若P 点没有试探电荷，则P 点电场强度为零 C ．P 点电场强度越大，则同一电荷在P 点所受电场力越大 D ．P 点的电场强度方向为试探电荷在该点的受力方向 4、在x 轴上有两个点电荷，一个带正电荷Q1，另一个带负电荷Q2，且Q1 ＝2Q2，用E1、E2分别表示这两个点电荷所产生的场强的大小，则在x 轴上，E1＝E2点共有 处，这几处的合场强分别为 。 5、如图所示，在x 轴坐标为＋1的点上固定一电量为4Q 的点电荷，在坐标原点0处固定一个电量为－Q 的点电荷．那么在x 轴上，电场强度方向为x 轴负方向的点所在区域是__________． 6．如图所示，A 、B 、C 三点为一直角三角形的三个顶点，∠B ＝30°，现在A 、B 两点放置 两点电荷qA 、qB ，测得C 点场强的方向与AB 平行向左，则qA 带_____电，qA ∶qB ＝____. 7、如图所示为在一个电场中的a 、b 、c 、d 四点分别引入试探电荷，测得试探电荷的电量跟它 所受电场力的函数关系图象，这个电场 （填“是”或“不是”）匀强电场，若不是， 则场强的大小关系为 。 8、如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A →O →B 匀速运动，电子重力不计，则 电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况是( ) A ．先变大后变小，方向水平向左 B ．先变大后变小，方向水平向右 C ．先变小后变大，方向水平向左 D ．先变小后变大，方向水平向右 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 两点处的场强大小相等 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、两个固定的等量异种电荷，在他们连线的垂直平分线上有a 、b 、c 三点，如图所示，下列说法正确的是 ( ) A ．a 点电势比b 点电势高 B ．a 、b 两点场强方向相同，a 点场强比b 点大 C ．a 、b 、c 三点与无穷远电势相等 D ．一带电粒子(不计重力)，在a 点无初速释放，则它将在a 、b 线上运动 11、如图所示,P 、Q 是两个电荷量相等的异种电荷,在其电场中有a 、b 、c 三点在一条直线上,平行于P 、Q 的连线,b 在P 、Q 连线的中垂线上,ab=bc,下列说法正确的（ ） A.?a>?b>?c B. ?a>?c>?b C.Ea>Eb>Ec D.Eb>Ea>Ec 12、如图所示，在等量异种电荷连线的中垂线上取A 、B 、C 、D 四点， B 、D 两点关于O 点对称，则关于各点场强的关系，下列说法中正确的 是：（ ） A 、E A >E B ，E B ＝E D B 、E A 高中物理电场补充练习题及答案 1、对下列物理公式的理解，说法正确的是：B A.由公式v a t ?= 可知，加速度a 由速度的变化量v ?和时间t 决定 B.由公式F a m =可知，加速度a 由物体所受合外力F 和物体的质量m 决定 C.由公式F E q =可知，电场强度E 由电荷受到的电场力F 和电荷的电量q 决定 D.由公式Q C U =可知，电容器的电容C 由电容器所带电量Q 和两板间的电势差U 决定 2、在如图所示的四种电场中，分别标记有a 、b 两点。其中a 、b 两点的电势相等，电场强度大小相等、方向也相同的是：B A.甲图：与点电荷等距的a 、b 两点 B.乙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a 、b 两点 C.丙图：点电荷与带电平板形成的电场中平板上表面的a 、b 两点 D.丁图：匀强电场中的a 、b 两点 3、如图所示，在某一点电荷Q 产生的电场中，有a 、b 两点。其中a 点的场强大小为E a ，方向与ab 连线成120°角；b 点的场强大小为E b ， 方向与ab 连线成150°角。则关于a 、b 两点场强大小及电势高低说法 正确的是：AC A.E a =3E b B.3b a E E = C.b a ??> D.b a ??< 4、如图所示，有一带负电的粒子，自A 点沿电场线运动到B 点，在此过程中该带电粒子： B A.所受的电场力逐渐增大，电势能逐渐增大 B.所受的电场力逐渐增大，电势能逐渐减小 C.所受的电场力逐渐减小，电势能逐渐增大 D.所受的电场力逐渐减小，电势能逐渐减小 5、A 、B 是某电场中一条电场线上的两点，一正电荷仅在电场力作 用下，沿电场线从A 点运动到B 点，速度图象如右图所示，下列关 于A 、B 两点电场强度E 的大小和电势的高低的判断，正确的是：D A.E A ＞E B B.E A ＜E B C.φA ＜φB D.φA ＞φB 6、如图所示，a 、b 是两个电荷量都为Q 的正点电荷。O 是它们连线的中点，P 、P ′是它们连线中垂线上的两个点。从P 点由静止释放 ·a · b ·a ·b ·b ·a ·a ·b 甲 乙 丙 丁 电场磁场典型问题 1．绝缘光滑斜面与水平面成角，质量为m、带电荷量为-q（q>0）的小 球从斜面上的h高度处释放，初速度为（>0），方向与斜面底边MN 平行，如图所示，整个装置处在匀强磁场B中，磁场方向平行斜面向上。 如果斜面足够大，且小球能够沿斜面到达底边MN。则下列判断正确的是 A.小球运动过程对斜面压力越来越小 B.小球在斜面做变加速曲线运动 C.匀强磁场磁感应强度的取值范围为 D.小球达到底边MN的时间 【答案】CD 2．质量为m、带电量为+q的小金属块A以初速度从光滑水平高台(足够高)上飞出。已知在高台边缘的右面空间中存在水平向左的匀强电场，场强大小E＝2mg/q，则 A.金属块在做平抛运动 B.经过足够长的时间金属块一定会与高台右侧边缘相碰 C.金属块运动过程中距高台边缘的最大水平距离为 D.金属块运动过程的最小速度为 【答案】BCD 3．如图倒“V”导轨，两侧导轨倾角为，间距为。分别平行底边放置一根导体棒，其中棒质量为，电阻为，cd棒质量为，电阻为 ，两棒与导轨的动摩擦因数均为，导轨顶端MN间连接内阻为的电源，两棒通过一根绕过顶端光滑定滑轮的绝缘轻线连接，细线平行于左右导轨平面，左右空 间磁场均垂直于斜面向上，左右两斜面磁感应强度均为，为了使两棒保持静止，电源电动势的取值满足什么条件。 【答案】4.5V E13.5V 【解析】本题考查了电磁感应与电路的综合问题，意在考查考生的综合分析和解决能力。设流过ab，cd的电流分别为， 由电路结构得：=① E=()r+② 通过比较得知，当电动势最小时 g sinθ=B L++B L++g sinθ③ =μg sinθ=μg sinθ④ 得：=4.5V 当电动势最大时 g sinθ++=B L+ B L+g sinθ⑤ 得：=13.5V 故：4.5V E13.5V 4．如图，A、C两点分别位于x轴和y轴上，∠OCA=30°，OA的长度为L。在区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场。质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以平行于y轴的方向从OA边射入磁场。已知粒子从某点射入时，恰好垂直于OC边射出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为t0。不计重力。 (1)求磁场的磁感应强度的大小； 电场强度电场线典型例题 【例1】把一个电量q=－10-6C的试验电荷，依次放在带正电的点电荷Q周围的A、B两处图，受到的电场力大小分别是F A= 5×10-3N，F B=3×10-3N． （1）画出试验电荷在A、B两处的受力方向． （2）求出A、 B两处的电场强度． （3）如在A、B两处分别放上另一个电量为q'=10-5C的电荷，受到的电场力多大？ [分析] 试验电荷所受到的电场力就是库仑力，由电荷间相互作用规律确定受力方向，由电场强度定义算出电场强度大小，并根据正试验电荷的受力方向确定场强方向． [解答] （1）试验电荷在A、B两处的受力方向沿它们与点电荷连线向内，如图中F A、F B所示． （2）A 、B两处的场强大小分别为； 电场强度的方向决定于正试验电荷的受力方向，因此沿A、B两点与点电荷连线向外． （3）当在A、B两点放上电荷q'时，受到的电场力分别为 F A' =E A q' ＝5×103×10-5N＝5×10-2N； F B'＝E B q' ＝3×103×10-5N＝3×10-2N． 其方向与场强方向相同． [说明] 通过本题可进一步认识场强与电场力的不同．场强是由场本身决定的，与场中所放置的电荷无关．知道场强后，由F=Eq即可算出电荷受到的力． [ ] A．这个定义式只适用于点电荷产生的电场 B．上式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中的电荷的电量 C．上式中，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量 是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小 何电场． 式中F是放置在场中试验电荷所受到的电场力，q是试验电荷的电量，不是产生电场的电荷的电量． 电荷间的相互作用是通过电场来实现的．两个点电荷q1、q2之间的相互作用可表示为 可见，电荷间的库仑力就是电场力，库仑定律可表示为 第一章 《静电场 》单元测试题 班级 姓名 一、单项选择题(本题共6小题，每小题5分，共30分) 1．关于电场强度与电势的关系，下面各种说法中正确的是( ) A ．电场强度大的地方，电势一定高 B ．电场强度不变，电势也不变 C ．电场强度为零时，电势一定为零 D ．电场强度的方向是电势降低最快的方向 2．如图1所示，空间有一电场，电场中有两个点a 和b .下列表述正确的是 A ．该电场是匀强电场 B ．a 点的电场强度比b 点的大 C ．a 点的电势比b 点的高 D ．正电荷在a 、b 两点受力方向相同 3．如图2空中有两个等量的正电荷q 1和q 2，分别固定于A 、B 两点，DC 为AB 连线的中垂线，C 为A 、B 两点连线的中点，将一正电荷q 3由C 点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，下列结论 正确的有( ) A ．电势能逐渐减小 B ．电势能逐渐增大 C ．q 3受到的电场力逐渐减小 D ．q 3受到的电场力逐渐增大 图2 4．如图3所示，a 、b 、c 为电场中同一条水平方向电场线上的三点，c 为ab 的中点，a 、b 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E a 一定大于b 点处的场强E b 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 图3 5．空间存在甲、乙两相邻的金属球，甲球带正电，乙球原来不带电，由于静 电感应，两球在空间形成了如图4所示稳定的静电场．实线为其电场线， 虚线为其等势线，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( ) A ．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，静电力做正功 D ．负电荷从C 点沿直线CD 移至D 点，电势能先增大后减小 图4 6．如图5所示，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)( )． 图5 A ．k 3q R 2 B ．k 10q 9R 2 C ．k Q ＋q R 2 D ．k 9Q ＋q 9R 2 二、多项选择题(本题共4小题，每小题8分，共32分) 7．下列各量中，与检验电荷无关的物理量是( ) A ．电场力F B ．电场强度E C ．电势差U D ．电场力做的功W 图1 专题: 带电粒子在匀强电场中的运动典型题 注意：带电粒子是否考虑重力要依据情况而定 （1）基本粒子：如电子、质子、 粒子、离子等，除有说明或明确的暗示外，一般都不考虑重力（但不能忽略质量）。 （2）带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示外，一般都不能忽略重力。 一、带电粒子在匀强电场中的加速运动 【例1】如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U 。在板间靠近正极板附近有一带正电荷q 的带电粒子，它在电场力作用下由静止开始从正极板向负极板运动，到达负极板的速度为多大？ 【例2】如图所示，两个极板的正中央各有一小孔，两板间加以电压U ，一带正电荷q 的带电粒子以初速度v 0从左边的小孔射入，并从右边的小孔射出，则射出时速度为多少？ 二、带电粒子在电场中的偏转（垂直于场射入） ⑴运动状态分析：粒子受恒定的电场力，在场中作匀变速曲线运动． ⑵处理方法：采用类平抛运动的方法来分析处理——（运动的分解）． 02102v t at t ì?????í?????? 垂直于电场方向匀速运动：x=沿着电场方向作初速为的匀加速：y=两个分运动联系的桥梁：时间相等 设粒子带电量为q ，质量为m ，如图6－4－3两平行金属板间的电压为Ｕ，板长为L ，板间距离为d ． 则场强U E d ＝， 加速度qE qU a m md = = ， 通过偏转极板的时间：0 L t v = 侧移量：y =22 220 1242L U qUL at dU mdv == 偏加 偏转角：0tan at v q = =20 2LU qUL dU mdv =偏加 （U 偏、Ｕ加分别表示加速电场电压和偏转电场电压） 带电粒子从极板的中线射入匀强电场，其出射时速度方向的反向延长线交于入射线的中点．所以侧移距离也可表示为： tan 2 L y q =.粒子可看作是从两板间的中点沿直线射出的 q U M N q U v 0 v 图6－4－3 电场单元测试 一.单项选择题（40分） 1.如图1所示,将带正电的球C 移近不带电的枕形金属导体时,枕形导体上电荷的移动情况是 ( ) A.枕形导体中的正电荷向B 端移动,负电荷不移动 B.枕形导体中电子向A 端移动,正电荷不移动 C.枕形导体中的正、负电荷同时分别向B 端和A 端移动 D.枕形导体中的正、负电荷同时分别向A 端和B 端移动 2．真空中有两个相同的带电金属小球A 和B ，相距为r ，带电量分别为q 和8q ，它们之间作用力的大小为F ，有一个不带电的金属球C ，大小跟A 、B 相同， 用C 跟A 、B 两小球反复接触后移开，此时，A 、B 间的作用力大小为 （ ） A ．F/8 B ．3F/8 C ．7F/8 D ．9F/8 3．A 为已知电场中的一个固定点，在A 点放一电量为q 的检验电荷，所受电场力为F ，A 点的电场强度为E ，则 （ ） A.若在A 点换上 –q ，A 点的电场强度将发生变化 B.若在A 点换上电量为2q 的电荷，A 点的电场强度将变为2E C.若A 点移去电荷q ，A 点的电场强度变为零 D.A 点电场强度的大小、方向与q 的大小、正负、有无均无关 4.如图2所示，在点电荷电场中的一条电场线上依次有A 、B 、C 三点，分别把+q 和-q 的试验电荷依次放在三点上，关于它所具有的电势能的正确说法是 ( ) A ．放上－q 时，它们的电势能E PA ＞E P B ＞E P C B ．放上－q 时，它们的电势能E PA =E PB =E PC C ．放上+q 时，它们的电势能E PA ＞E PB ＞E PC D ．放上+q 时，它们的电势能 E PA ＜E PB ＜E PC 5.如图3所示，虚线a 、b 、c φa 、φ b 、φ c ，且φa >φb >φc ，一带正电的粒子射人 电场中，其运动轨迹如实线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L 到M 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L 到M 的过程中，动能减少 6．电场中有a 、b 两点，a 点电势为4V ，若把电量为移到b 的过程中，电场力做正功4×10-8J ，则 （ ） A ．a 、b 两点中，a 点电势较高。 B.b 点电势是2V C ．b 点电势是-2V D.b 点电势是6V 7.如图4所示，要使静电计的指针偏角变大， 可采用的方法是( ） A.使两极板靠近 图1 图2 电场难题——经典题 2.如图所示，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的连线是水平直径，现有一带正电小球（可视为质点）从B点正上方的A点自由下落，A、B两点间距离为4R，从小球进入管口开始，整个空间中突然加上一个匀强电场，电场力在竖直向上的分力大小与重力大小相等，结果小球从管口C处脱离圆管后，其运动轨迹最后经过A点，设小球运动过程中带电量没有改变，重力加速度为g，求： （1）小球到达B点的速度大小；（2）小球受到的电场力的大小和方向； （3）小球经过管口C处时对圆管壁的压力。 3、如图所示，一固定在竖直平面内的光滑绝缘半圆形轨道ABC，其半径为R=0.4m. 轨道在C处与水平绝缘板相切.在绝缘板上距C点2m的D点静置一质量m=20g的 小物块（可看作质点），小物块带负电，电量为q=１Ｃ，今在空间加一水平向左 的匀强电场，场强方向与导轨共面，发现小物块恰能通过轨道最高点Ａ. 取g＝ 10m/s2，求： （1）匀强电场的电场强度E；（2）小物块的落点到Ｃ点的距离x. （自认为第二问答案有误，不应水平方向匀速运动，请勿看答案。） 向右水平拉直后从静止释放，细线碰到钉子后要使小球刚好饶钉子O′在竖直平面内作圆周运动，求OO′长度。 5、两块平行金属板A、B彼此平行放置，板间距离为d，两板分别带有等量异种电荷，且A 板带正电，两板中间有一带负电的油滴P，当两板水平放置时，油滴恰好平衡，若把两板 倾斜60°，把油滴从P静止释放，油滴可以打在金属板上，问： （1）油滴将打在哪块金属板上？（2）油滴打在金属板上的速率是多少？ 6、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=0．8m。有一质量500g的带电小环套在直杆上，正以某 一速度，沿杆匀速下滑，小环离杆后正好通过C端的正下方P点处。(g取l0m/s2)求： (1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向。 静电场典型题分类精选 一、电荷守恒定律 库仑定律典型例题 例1 两个半径相同的金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r ，两者相互接触后再放回原来的位置上，则 相互作用力可能为原来的多少倍？ 练习.（江苏物理）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2 r ，则两球间库仑力的大小为 A ． 112F B ．34F C ．4 3 F D ．12F 二、三自由点电荷共线平衡．． 问题 例1．（改编）已知真空中的两个自由点电荷A 和B, 94 A Q Q =, B Q Q =-,相距L 如图1所示。若在直线AB 上放一自由电荷C,让A 、B 、C 都处于平衡状态，则对C 的放置位置、电性、电量有什么要求？ 练习 1．（原创）下列各组共线的三个自由电荷,可以平衡的是（ ） A 、4Q 4Q 4Q B 、4Q －5Q 3Q C 、9Q －4Q 36Q D 、－4Q 2Q －3Q 2.如图1所示，三个点电荷q 1、q 2、q 3固定在一直线上，q 2与q 3的距离为q 1与q 2距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电量之比q 1∶q 2∶q 3为（ ） A ．－9∶4∶－36 B ．9∶4∶36 C ．－3∶2∶－6 D ．3∶2∶6 三、三自由点电荷共线不平衡．．． （具有共同的加速度）问题 例1．质量均为m 的三个小球A 、B 、C 放置在光滑的绝缘水平面的同一直线上，彼此相隔L 。A 球带电量 10A Q q =，B Q q =，若在小球C 上外加一个水平向右的恒力F ，如图4所示，要使三球间距始终保持L 运动， 则外力F 应为多大？C 球的带电量C Q 有多大？ 图1 图4 一、单项选择题 1、一个标量场中某个曲面上梯度为常数时 C A. 其旋度必不为零 B. 其散度为零 C.该面为等值面 D. 其梯度也为零 2、一个矢量场的散度为零时 B A. 沿任一闭合曲线的线积分不为零 B.沿任一闭合曲面的通量为零 C. 其旋度必不为零 D. 其梯度必为零 3、直角坐标系中的单位向量ex 与ey的矢量积是 D A. 1 B. ex C. ey D. ez 4、已知，矢量 A=(2x-3y)ex+(3x-z)ey+(y-x)ez，矢量A的散度为 B A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 5、已知，矢量 A=(2x-3y)ex+(3x-z)ey+(y-x)ez，矢量A的旋度为A A. 2ey+3ez B. 2xex-zey C. 3x-z D. yey-2xez 6、一个矢量场的旋度为零时表示该矢量 D A. 在闭合曲线上的线积分不为零 B. 沿任一闭合曲面的通量为零 C. 其梯度必为零 D. 在一个闭合曲线上的环量等于零 7、一个标量场中某个曲面上梯度为零时 D A. 其旋度也等于零 B. 其散度为零 C. 其散度不为零 D. 该面为等值面 1、电位等于零处B A. 电场强度也一定等于零 B. 电场强度不一定等于零 C. 电场强度是否等于零与电位的参考点的选择有关 D. 电场强度的散度也一定为零 2、电场强度的大小B A. 与电荷的分布无关 B. 与电位的变化率有关 C. 与电位参考点的选择有关 D. 与电位参考点的选择无关 3、通过一个闭合曲面的电场强度的通量为零 B A. 该闭合曲面内的电荷总和也为零 B. 该闭合曲面内的电荷总和不一定为零 C. 该闭合曲面上任意点处的电场强度也必为零 D. 闭合曲面内任意点处电场强度的散度总是零 4、静电场中的导体A A. 内部电荷必等于零 B. 内部电荷不一定等于零 C. 其表面电位不相等 D. 其表面不一定是等位面 高中物理静电场练习题 1、如图所示，中央有正对小孔的水平放置的平行板电容器与电源连接，电源电压为U 。将一带电小球从两小孔的正上方P 点处由静止释放，小球恰好能够达到B 板的小孔b 点处，然后又按原路返回。那 么，为了使小球能从B 板 的小孔b 处出射，下列可行的办法是（ ） A.将A 板上移一段距离 B.将A 板下移一段距离 C.将B 板上移一段距离 D.将B 板下移一段距离 2、如图所示，A 、B 、C 、D 、E 、F 为匀强电场中一个正六边形的六个顶点，已知A 、B 、C 三点的电势 分别为1V 、6V 和9V 。则D 、E 、F 三 点的电势分别为（ ） A 、+7V 、+2V 和+1V B 、+7V 、+2V 和1V ￥ C 、-7V 、-2V 和+1V D 、+7V 、-2V 和1V 3、质量为m 、带电量为-q 的粒子（不计重力），在匀强电场中的A 点以初速度υ0沿垂直与场强E 的方向射入到电场中，已知粒子到达B 点时的速度大小为2υ0，A 、B 间距为d ，如图所示。 则（1）A 、B 两点间的电势差为（ ） A 、q m U AB 232υ-= B 、q m U AB 232 υ= C 、q m U AB 22υ-= D 、q m U AB 22 υ= （2）匀强电场的场强大小和方向（ ） A 、qd m E 2 21υ= 方向水平向左 B 、qd m E 2 21υ= 方向水平向右 C 、qd m E 2212 υ= 方向水平向左 D 、qd m E 2212 υ= 方向水平向右 4、一个点电荷从竟电场中的A 点移到电场中的B 点，其电势能变化为零，则（ ） A 、A 、B 两点处的场强一定相等 B 、该电荷一定能够沿着某一等势面移动 C 、A 、B 两点的电势一定相等 D 、作用于该电荷上的电场力始终与其运动方向垂直 5、在静电场中（ ） A.电场强度处处为零的区域内，电势也一定处处为零 . B.电场强度处处相等的区域内，电势也一定处处相等 C.电场强度的方向总是跟等势面垂直 D.沿着电场线的方向电势是不断降低的 6、一个初动能为E K 的带电粒子，沿着与电场线垂直的方向射入两平行金属板间的匀强电场中，飞出时该粒子的动能为2E K ，如果粒子射入时的初速度变为原来的2倍，那么当它飞出电场时动能为（ ） A B a P · m 、q 。 >U + - ~ A E B 。 精品文档 2015-2016 学年度???学校12月月考卷 试卷副标题 题号 -一- -二二 三 四 五 六 七 总分 得分 注意事项： 1 ?答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2 ?请将答案正确填写在答题卡上 第I 卷（选择题） 请点击修改第I 卷的文字说明 2 .如图所示，A 为空心金属球，B 为金属球，将另一带正电的小球 C 从A 球开口处放入 A 球中央，不接触 A 球，然后用手摸一下 A 球，再用手接触一下 B 球，再移走C 球，则 C. A 、B 两球都带负电 D . A 、B 两球都带正电 3. 如图所示两个带等量正电荷的点电荷， O 点为两电荷连线 的中点，a 点在连线的中垂 线上，若在a 点由静止释放一个电子，只在静电力的作用下，关于电子的运动，下列说 法正确的是（ ） 绝密★启用前 评卷人 得分 、选择题（题型注释） 1.如图所示，两个等量异号的点电荷在其连线的中垂线上有与连线中点 O 等距离的两 点a 、b ,在连线上有距中点 O 等距离的两点 c 、 d ,则下列场强大小关系式正确的是 E a =E c =E ) E a V E d D . E c >E O >E d B . A 球带负电，B 球不带电 A . E a =E b V E c B A. 电子在从a向0运动的过程中，加速度一定越来越大，速度一定越来越大 B. 电子在从a向0运动的过程中，加速度可能越来越小，速度一定越来越大 C. 电子运动到0时，加速度为零，速度最大 D. 电子通过0后，加速度可能先增大后减小，速度一定越来越小，一直到速度为零 4. 如图所示，在0点放置正点电荷Q, a、b两点的连线过0点，且Oa= ab。以下说法正确的是： + Q 0 a b A. 将质子从a点由静止释放，质子向b点做匀加速运动 B. 将质子从a点由静止释放，质子运动到b点时的速率为v,则将a粒子从a点由静止释放后运动到b点时的速率为—v 2 C. 若电子以0a为半径绕0点做匀速圆周运动的线速度为 点做匀速圆周运动的线速度为2v D. 若电子以0a为半径绕0点做匀速圆周运动的线速度为 点做匀速圆周运动的线速度为 2 v 2 5. 截面积为S的导线中通有电流I，导线每单位体积中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量是e,自由电子定向移动的速率是v,则在时间At内通过导线某一横截面的自由电子的个数是（） A. nSv t B . nv t C . eS 6 .如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷 L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为+q的小球 v,则电子以0b为半径绕0 v,则电子以0b为半径绕0 距离为d,电荷量分别为+ Q和-Q。 在它们的水平中垂线上固定一根长为以初 速度v o从管口射入，则小球 A.速度先增大后减小 电场练习题 一、选择题 1.如图所示，在静止的点电荷 +Q 所产生的电场中，有与＋ Q 共面的 A 、B、 C 三点，且 B、 C 处于以＋ Q 为圆心的同一圆周上。设 A 、B、C 三点的电场强度大小分别为 E A、E B、E C，电势分别为φA、φB、φC，则下列判断正确的是 A. E A 电场练习题 1．如图所示，一重力不计的带电粒子以某一速度进入负点电荷形成的电场中，且只在电场力作用下依次通过M、N、P三点，其中N点是轨迹上距离负点电荷最近的点。若粒子在M 点和P点的速率相等，则（） A．粒子在M、P两点时的加速度相同 B．粒子可能带负电且做匀速圆周运动 C．粒子在N点时的加速度最大、电势能最大 D．M、N两点的电势差U MN等于P、N两点的电势差U PN 2．如图所示，在点电荷的电场中，ab所在的电场线竖直向下，在a点由静止释放一个质量为m，电荷量大小为q的带电粒子，粒子到达b点时速度恰好为零，a、b间的高度差为h，则下列说法正确的是（） A．带电粒子带正电 B．a、b两点间的电势差U ab＝ C．b点电势大于a点电势 D．a点场强大于b点场强 3．如图所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量正电的点电荷M、N，分别固定在A、B 两点，O为AB连线的中点，CD为AB的垂直平分线上关于AB连线对称的两点，在CO 之间的F点由静止释放一个带负电的小球P（设不改变原来的电场分布），在以后的一段时间内，P在CD连线上做往复运动，则（） A．AB两点电荷产生的电场在中垂线上合场强从C至D一定先减小后增大 B．小球P的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中每次经过O点时的速率不断增大C．点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，则小球P往复运动过程中周期不断减小 D．点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，CD两点的电势差U CD不断变大 4．如图所示，图中两组曲线中实线代表电场线（方向未画出）、虚线a、b、c代表等势面，已知a与b、b与c之间的电势差相等，b等势面的电势为零，虚线AB是一个电荷量为q＝+4.8×10﹣10C的粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，若带电粒子过a、c等势面时的动能分别为4.8×10﹣9J和9.6×10﹣9J，则下列说法正确的是（） A．相邻等势面间的电势差为10V B．a等势面的电势为5V，c等势面的电势为﹣10V C．带电粒子一定是从A点运动到B点 D．带电粒子运动到b等势面时电场力的方向一定是沿电场线的切线方向斜向下 5．如图，A、B两点固定有电荷量分别为+Q1和+Q2的点电荷，A、B连线上有C、D两点，且AC＝CD＝DB．试探电荷+q只在静电力作用下，从C点向右沿直线运动到D点，电势能先减小后增大，则（） 电场典例精析 1.场强公式的使用条件 【例1】下列说法中，正确的是( ) A.在一个以点电荷为中心，r 为半径的球面上各处的电场强度都相同 B.E ＝2r kQ 仅适用于真空中点电荷形成的电场 C.电场强度的方向就是放入电场中的电荷受到的电场力的方向 D.电场中某点场强的方向与试探电荷的正负无关 2.理解场强的表达式 【例1】在真空中O 点放一个点电荷Q ＝＋1.0×10－9 C ，直线MN 通过O 点，OM 的距离r ＝30 cm ，M 点放一个点电荷q ＝－1.0×10－10 C ，如图所示，求： (1)q 在M 点受到的作用力；(2)M 点的场强；(3)拿走q 后M 点的场强； (4)M 、N 两点的场强哪点大；(5)如果把Q 换成－1.0×10－9 C 的点电荷，情况如何. 【拓展1】有质量的物体周围存在着引力场.万有引力和库仑力有类似的规律，因此我们可 以用定义静电场强度的方法来定义引力场的场强.由此可得，与质量为M 的质点相距r 处的 引力场场强的表达式为E G ＝ (万有引力常量用G 表示). 3.理解场强的矢量性，唯一性和叠加性 【例2】如图所示，分别在A 、B 两点放置点电荷Q 1＝＋2×10－14 C 和Q 2＝－2×10－14 C.在 AB 的垂直平分线上有一点C ，且AB ＝AC ＝BC ＝6×10－2 m.求： (1)C 点的场强； (2)如果有一个电子静止在C 点，它所受的库仑力的大小和方向如何. 4.与电场力有关的力学问题 【例3】如图所示，带等量异种电荷的平行金属板，其间距为d ，两板间电势差为U ，极板 与水平方向成37°角放置，有一质量为m 的带电微粒，恰好沿水平方向穿过板间匀强电场 区域.求： (1)微粒带何种电荷？ (2)微粒的加速度多大？ (3)微粒所带电荷量是多少？ 5.电场力做功与电势能改变的关系 【例1】有一带电荷量q ＝－3×10－6 C 的点电荷，从电场中的A 点移到B 点时，克服电场力 做功6×10－4 J.从B 点移到C 点时，电场力做功9×10－4 J.问： (1)AB 、BC 、CA 间电势差各为多少？ (2)如以B 点电势为零，则A 、C 两点的电势各为多少？电荷在A 、C 两点的电势能各为 多少？ 【拓展1】一带电油滴在匀强电场E 中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下.若 不计空气阻力，则此带电油滴从a 运动到b 的过程中，能量变化情况为( ) A.动能减小 B.电势能增加 C.动能和电势能之和减小 D.重力势能和电势能之和增加 电场强度典型例题 例1关于电场线，下述说法中正确的是： A．电场线是客观存在的 B．电场线与电荷运动的轨迹是一致的． C．电场线上某点的切线方向与与电荷在该点受力方向可以不同． D．沿电场线方向，场强一定越来越大． 解析：电场线不是客观存在的，是为了形象描述电场的假想线，A选项是错的．B选项也是错的，静止开始运动的电荷所受电场力方向应是该点切线方向，下一时刻位置应沿切线方向上，可能在电场线上，也可能不在电场线上，轨迹可能与电场线不一致．何况电荷可以有初速度，运动轨迹与初速度大小方向有关，可能轨迹很多，而电场线是一定的．正电荷在电场中受的电场力方向与该点切线方向相同，而负电荷所受电场力与该点切线方向相反，选项C是正确的．场强大小与场强的方向无关，与电场线方向无关，D选项是错的． 本题答案应是：C． 例2正电荷q在电场力作用下由向Q做加速运动，而且加速度越来越大，那么可以断定，它所在的电场是下图中的哪一个：( ) 解析：带电体在电场中做加速运动，其电场力方向与加速度方向相同，加速度越来越大电荷所受电场力应越来越大，电量不变，电场力，应是E越来越大．电场线描述电场强度分布的方法是，电场线密度越大，表示场强越大，沿PQ方向．电场线密度增大的情况才符合题的条件，应选D． 例3用细线将一质量为m，电荷量为q的小球悬挂在天花板的下面，没空气中存在有沿水平方向的匀强电场，当小球静止时把细线烧断，小球将做（）A．自由落体运动 B．曲线运动 C．沿悬线的延长线的匀加速运动 D．变加速直线运动 【解析】烧断细线前，小球受竖直向下的重力G，水平方向的电场力F和悬线的拉力T，并处于平衡状态，现烧断细线，拉力T消失，而重力G和电场力F 都没有变化，G和F的合力为恒力，方向沿悬线的延长线方向，所以小球做初速为零的匀加速直线运动． 带电小球的匀强电场中所受的电场力在运动过程中保持不变，初速为零的物体开始运动的方向必沿合外力方向． 正确选项为C． 例4质量为m，电荷量为+q的小球，用一根绝缘细线悬于O点．开始时，它在A、B之间来回摆动，OA、OB与竖直方向OC的夹角均为，如图所示． （1）如果当它摆动到B点时突然施加一竖直向上的，大小为E=mg/q的匀强电场，则此时线中拉力T1=_________． （2）如果这一电场是在小球从A点摆到最低点C时突然加上去的，则当小球运动到B点时线中的拉力T2=________． 【解析】（1）因为匀强电场的方向竖直向上，所以电场力 ，电场力和重力相平衡，小球到B点时速度为零，因此突然加上电场后使小球在B点保持静止，悬线中的张力T1=0． （2）小球经C点时具有一定的运动速度，突然加上电场，小球所受的合力即为细线对它的拉力，小球以O为圆心做匀速圆周运动，小球到达C时的速率可由机械能守恒定律得到． 电场强度习题 安徽泗县二中倪怀轮 1、下列说法正确的是：（） A、根据E＝F/q可知，电场中某点的场强与电场力成正比 B、根据E＝kQ/r2 ，可知电场中某点的场强与形成电场的点电荷的电荷量成正 比 C、根据场强的叠加原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强 D、电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹 2、一带电量为q的检验电荷在电场中某点受到的电场力大小为F，该点场强大小为E，则下面能正确反映这三者关系的是（） 3．电场中有一点P，下列哪种说法是正确的( ) A．若放在P点电荷的电荷量减半，则P点的电场强度减半 B．若P点没有试探电荷，则P点电场强度为零 C．P点电场强度越大，则同一电荷在P点所受电场力越大 D．P点的电场强度方向为试探电荷在该点的受力方向 4、在x轴上有两个点电荷，一个带正电荷Q1，另一个带负电荷Q2，且Q1 ＝2Q2，用E1、E2分别表示这两个点电荷所产生的场强的大小，则在x轴上，E1＝E2点共 a b c 有 处，这几处的合场强分别为 。 5、如图所示，在x 轴坐标为＋1的点上固定一电量为4Q 的点电荷，在坐标原点0处固定一个电量为－Q 的点电荷．那么在x 轴上，电场强度方向为x 轴负方向的点所在区域是__________． 6．如图所示，A 、B 、C 三点为一直角三角形的三个顶点，∠B ＝30°，现在A 、B 两点放置两点电荷qA 、qB ，测得C 点场强的方向与AB 平行向左，则qA 带_____电，qA ∶qB ＝____. 7、如图所示为在一个电场中的a 、b 、c 、d 四点分别引入试探电荷， 测得试探电荷的电量跟它所受电场力的函数关系图象，这个电场 （填“是”或“不是”）匀强电场，若不是，则场强的大小关系 为 。 8、如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A →O →B 匀速 运动，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个力的 大小和方向变化情况是( ) A ．先变大后变小，方向水平向左 B ．先变大后变小，方向 水平向右 C ．先变小后变大，方向水平向左 D ．先变小后变大，方向水平向右 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 两点处的场强大小相等 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、两个固定的等量异种电荷，在他们连线的垂直平分线上有a 、b 、c 三点，如图所示，下列说法正确的是 ( ) A ．a 点电势比b 点电势高 B ．a 、b 两点场强方向相同，a 点场强比b 点大 C ．a 、b 、c 三点与无穷远电势相等 D ．一带电粒子(不计重力)，在a 点无初速释放，则它将在a 、b 线上运动 11、如图所示,P 、Q 是两个电荷量相等的异种电荷,在其电场中有 (2015新课标I-15). 如图所示，直线a 、b 和c 、d 是处于匀强电场中的两组平行线，M 、N 、P 、Q 是它们的交点，四点处的电势分别为φM 、φN 、φP 、φQ ，一电子由M 点分别运动到N 点和P 点的过程中，电场力所做的负功相等，则 A. 直线a 位于某一等势面内，φM >φQ B. 直线c 位于某一等势面内，φM >φN C. 若电子由M 点运动到Q 点，电场力做正功 D. 若电子由P 点运动到Q 点，电场力做负功 【解析】B 在匀强电场中，因为电子带负电，从M 到N 和P 做功相等， 说明电势差相等，即N 和P 的电势相等，电场力对电子做负功，由W= qU,q=-e, 则得φM -φN =φM -φP >0,说明MQ 为高电势，NP 为低电势。所以直线c 位于某一等势线内，选项A 错B 对。匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP 和MQ 分别是两条等势线，φM =φQ >φP 、电子从M 点运动到Q 点，初末位置电势相等，电场力不做功，选项C 错。电子由P 点运动到Q 点，电场力做正功，电势能减少，选项D 错。 【2015新课标II-14】14. 如图，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a 点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。现将两板绕过a 点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转°45，再由a 点从静止释放一同样的微粒，改微粒将 A ．保持静止状态 B.向左上方做匀加速运动 C.向正下方做匀加速运动 D.向左下方做匀加速运动 【解析】 D 试题分析：现将两板绕过a 点的轴（垂直于纸面）逆 时针旋转时，两板间的电场强度不变，电场力也不变，所以现将两 板绕过a 点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转后，带电微粒受两大小 相等的力的作用，合力方向向左下方，故微粒将向左下方做匀加速运动，故D 正确，A 、B 、C 错误。 2015安徽-15】．由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电荷量分别为q 1和q 2。其间距离为r 时，它们之间相互作用力的大小为221r q q k F =，式中k 为静电力常量。若用国际单位制的基本单位表示，k 的单位应为 A ．kg·A 2·m 3 B ．kg·A -2·m 3·s -4 C ．kg·m 2·C -2 D ．N·m 2·A -2 【解析】试题分析：由2 12Fr k q q =可得单位为 ()423 22222222s A m kg s s A m m kg C m m/s kg C m N ??=????=??=?，故选 B 。电场强度经典习题难题 改过
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