高中物理静电场经典习题集包含答案解析知识讲解Word格式文档下载.docx
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处的电势为0V,点
处的电势为6V,点
处的电势为3V,则电场强度的大小为()
A.200V/mB.200
V/m
C.100V/mD.100
V/m
A
4.(2012重庆卷).空中P、Q两点处各固定一个点电荷,其中P点处为正点电荷,P、Q两点附近电场的等势面分布如题20图所示,a、b、c、d为电场中的四个点。
则()
A.P、Q两点处的电荷等量同种
B.a点和b点的电场强度相同
C.c点的电热低于d点的电势
D.负电荷从a到c,电势能减少
D
5.(2012海南卷)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
6.(2012山东卷).图中虚线为一组间距相等的同心圆,圆心处固定一带正电的点电荷。
一带电粒子以一定初速度射入电场,实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,a、b、c三点是实线与虚线的交点。
则该粒子()
A.带负电
B.在c点受力最大
C.在b点的电势能大于在c点的电势能
D.由a点到b点的动能变化大于有b点到c点的动能变化
CD
7.[2014·
北京卷]如图所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面.下列判断正确的是()
A.1、2两点的场强相等
B.1、3两点的场强相等
C.1、2两点的电势相等
D.2、3两点的电势相等
D本题考查电场线和等势面的相关知识.根据电场线和等势面越密集,电场强度越大,有E1>
E2=E3,但E2和E3电场强度方向不同,故A、B错误.沿着电场线方向,电势逐渐降低,同一等势面电势相等,故φ1>
φ2=φ3,C错误,D正确.
8.如图所示,A、B是位于竖直平面内、半径R=0.5m的
圆弧形的光滑绝缘轨道,其下端点B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E=5×
103N/C.今有一质量为m=0.1kg、带电荷量+q=8×
10-5C的小滑块(可视为质点)从A点由静止释放.若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.05,取g=10m/s2,求:
(1)小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B时B点的压力.
(2)小滑块在水平轨道上通过的总路程.
答案:
(1)2.2N
(2)6m解析:
(1)设小滑块第一次到达B点时的速度为vB,对圆弧轨道最低点B的压力为F,则:
mgR-qER=
mvB2 F-mg=m
,故F=3mg-2qE=2.2N。
(2)由题意知小滑块最终将停在B点由动能定理得-Ff·
S=0-
mvB2结合Ff=μmg可得小滑块在水平轨道上通过的总路程S=6m.
9.如图所示,有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场,当偏转电压为U1时,带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出;
当偏转电压为U2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.U1∶U2=1∶8B.U1∶U2=1∶4
C.U1∶U2=1∶2D.U1∶U2=1∶1
A解析:
由y=
at2=
得:
U=
,所以U∝
,可知A项正确.
10.(10分)质量都是m的两个完全相同、带等量异种电荷的小球A、B分别用长l的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为2l的M、N两点,平衡时小球A、B的位置如图甲所示,线与竖直方向夹角α=30°
,当外加水平向左的匀强电场时,两小球平衡位置如图乙所示,线与竖直方向夹角也为α=30°
,求:
(1)A、B小球电性及所带电荷量Q;
(2)外加匀强电场的场强E.
(1)
l
(2)
。
解析:
(1)A球带正电,B球带负电两小球相距d=2l-2lsin30°
=l。
由A球受力平衡可得:
mgtanα=k
,解得:
Q=
l.
(2)外加电场时,两球相距d′=2l+2lsin30°
=3l,根据A球受力平衡可得:
QE-k
=mgtanα,解得:
E=
.
11.(10分)(2010·
莱芜模拟)一质量为m、带电荷量为+q的小球以水平初速度v0进入竖直向上的匀强电场中,如图甲所示.今测得小球进入电场后在竖直方向下降的高度y与水平方向的位移x之间的关系如图乙所示,根据图乙给出的信息,(重力加速度为g)求:
(1)匀强电场场强的大小;
(2)小球从进入匀强电场到下降h高度的过程中,电场力做的功;
(3)小球在h高度处的动能.
-
(2)
(3)
+
(1)小球进入电场后,水平方向做匀速直线运动,设经过时间t,水平方向:
v0t=L,竖直方向:
=h,所以E=
.
(2)电场力做功为W=-qEh=
.(3)根据动能定理mgh-qEh=Ek-
,得Ek=
12.两个等量点电荷P、Q在真空中产生的电场线(方向未画出)如图所示,一电子在A、B两点所受的电场力分别为FA和FB,则它们的大小关系为()
A.FA=FBB.FA<
FB
C.FA>
FBD.无法确定
【答案】C
13.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地。
两板间有一个正电荷固定在P点,如图所示,以E表示两板间的场强,U表示电容器两板间的电压,W表示正电荷在P点的电势能,若保持负极板不动,将正极板向下移到图示的虚线位置则()
A.U变小,E不变B.E变小,W不变
C.U变小,W不变D.U不变,W不变
14.图中三条实线a、b、c表示三个等势面。
一个带电粒子射入电场后只在电场力作用下沿虚线所示途径由M点运动到N点,由图可以看出()
A.三个等势面的电势关系是ϕa>
ϕb>
ϕc
B.三个等势面的电势关系是ϕa<
ϕb<
ϕc
C.带电粒子在N点的动能较小,电势能较大
D.带电粒子在N点的动能较大,电势能较小
15.如图所示,虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一族等势线及其电势值,一带电粒子只在电场力的作用下飞经该电场时,恰能沿图中的实线从A点飞到B点,则下列判断正确的是()
A.粒子一定带负电
B.A点的场强大于B点的场强
C.粒子在A点的电势能大于在B点的电势能
D.粒子在A点的动能小于在B点的动能
16.如图,虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面,它们的电势分别为Ua、Ub和Uc,Ua>
Ub>
Uc.一带正电的粒子射入电场中,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,静电势能增加
D.粒子从L到M的过程中,动能减少
【答案】AC
17.如图所示,匀强电场强度E=
,方向水平向右,一点电荷q=
,沿半径R=20cm的圆周,从A点移动到B点。
已知
,且OB与电场线平行。
求:
(1)这一过程中电场力做的功是多少?
是做正功还是做负功?
(2)A、B两点间的电势差
是多少?
【答案】
=
负功
(2)
20.[2014·
福建卷Ⅰ]如图,真空中xOy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形,边长L=2.0m.若将电荷量均为q=+2.0×
10-6C的两点电荷分别固定在A、B点,已知静电力常量k=9×
109N·
m2/C2,求:
(1)两点电荷间的库仑力大小;
(2)C点的电场强度的大小和方向.
20.
(1)9.0×
10-3N
(2)7.8×
103N/C沿y轴正方向
[解析]
(1)根据库仑定律,A、B两点电荷间的库仑力大小为
F=kq2L2①
代入数据得F=9.0×
10-3N②
(2)A、B两点电荷在C点产生的场强大小相等,均为
E1=kqL2③
A、B两点电荷形成的电场在C点的合场强大小为
E=2E1cos30°
④
由③④式并代入数据得E=7.8×
103N/C⑤
场强E的方向沿y轴正方向.
22.[2014·
安徽卷](14分)如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中有一小孔.质量为m,电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g).求:
(1)小球到达小孔处的速度;
(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量;
(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间.
22.[答案]
(1)
(2)Cmg(h+d)g(3)h+dh2hg
[解析]
(1)由v2=2gh得v=
(2)在极板间带电小球受重力和电场力,有
mg-qE=ma
0-v2=2ad
得E=mg(h+d)qd
U=Ed
Q=CU
得Q=Cmg(h+d)q
(3)由h=12gt21、0=v+at2、t=t1+t2
可得t=h+dh2hg