电场经典练习题及例题.docx
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电场经典练习题及例题
电场(学生版)
(一)正负电荷电场线
1.真空中相距L的两个固定点电荷E、F所带电荷量大小分别是QE和QF,在它们共同形成的电场中,有一条电场线如图中实线所示,实线上的箭头表示电场线的方向.电场线上标出了M、N两点,其中N点的切线与EF连线平行,且∠NEF>∠NFE.则()
A.E带正电,F带负电,且QE>QF
B.在M点由静止释放一带正电的检验电荷,检验电荷
将沿电场线运动到N点
C.过N点的等势面与EF连线垂直
D.负检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
2四个点电荷位于正方形四个角上,电荷量及其附近的电场线分布如图所示.ab、cd分别是正方形两组对边的中垂线,O为中垂线的交点,P、Q分别为ab、cd上的两点,OP>OQ,则( )
A.P点的电场强度比Q点的小
B.P点的电势比M点的低
C.OP两点间的电势差小于OQ间的电势差
D.一带正电的试探电荷在Q点的电势能比在M点大
3两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中C为ND段电势最低的点,则下列说法正确的是( )
A.q1、q2为等量异种电荷B.C点的电场强度大小为零
C.NC两点间场强方向沿x轴负方向D.将一正点电荷从N点移到D点,电场力先做负功后做正功
4在真空中A、B两点分别放有异种点电荷+Q和﹣2Q,以AB连线中点O为圆心作一圆形路径abcd,如图所示,则下列说法正确的是( )
A.场强大小关系有Ea=Eb、Ec=Ed
B.电势高低关系有φa>φb、φc=φd
C.将一负点电荷沿圆弧由a运动到b的过程中电场力做负功
D.将一正点电荷沿直线由c运动到d的过程中电势能始终不变
5如图所示,MN、PQ是圆的两条相互垂直的直径,O为圆心。
两个等量正电荷分别固定在M、N两点。
现有一带电的粒子(不计重力及粒子对电场的影响)从P点由静止释放,粒子恰能在P、Q之间做直线运动,则以下判断正确的是()
A.O点的电势一定为零B.P点的电势一定比O点的电势高
C.粒子一定带正电D.粒子在P点的电势能一定等于Q点的电势能
6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、
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
7(2011重庆)如图所示,电量为+q和-q的点电荷分别位于正方体的顶点,正方体范围内电场强度为零的点有( )
A.体中心、各面中心和各边中点
B.体中心和各边中点
C.各面中心和各边中点
D.体中心和各面中心
(二)匀强电场的特点
1如图所示,abcd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点电势为20V,b点电势为24V,d点电势为4V,由此可知c点电势为()
A.4VB.8VC.12VD.24V
2如图所示,abcd是某匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点,ab=L,ad=2L,电场线与矩形所在平面平行。
已知a点电势为20V,b点电势为24V,d点电势为12V。
一个质子从b点以速度v0射入电场,入射方向与bc成450角,一段时间后经过c点,不计重力,下列判断正确的是()
A.c点的电势高于a点
B.场强的方向由b指向d
C.质子从b运动到c所用的时间为
D.质子从b运动到c,电场力做功为-8eV
3如图所示,a、b、c、d是某匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点,ab=cd=10cm,ad=bc=20cm,电场线与矩形所在平面平行.已知a点电势为20V,b点电势为24V,则( )
A.场强大小一定为E=40V/m
B.cd间电势差一定为4 V
C.场强的方向一定由b指向a
D.c点电势可能比d点低
(三)物体做曲线运动的条件
1如图所示,一物块以初速度
在粗糙的水平面上向右滑动,物块受到水平面的摩擦力为其重力的k倍,现给物块施加一垂直于初速度方向、大小为物块重力2k倍的水平恒力。
则关于物块的运动,下列说法正确的是()
A.物块将做平抛运动B.物块受到的摩擦力保持不变
C.物块的速度一直增大D.物块的加速度大小先减小后不变
2某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M运动到N.以下说法正确的是( )
A.粒子必定带正电荷
B.粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
D.粒子在M点的动能小于它在N点的动能
3如图所示,实线是一个电场中的电场线,虚线是一个负试探电荷在这个电场中的运动轨迹,若电荷是从a处运动到b处,以下判断正确的是( )
A.电荷从a到b加速度减小B.b处电势能小
C.b处电势高D.电荷在b处速度小
4一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.动能和电势能之和减小C.电势能增加D.重力势能和电势能之和增加
5如图所示,高速运动的α粒子被位于O点的重原子核散射,实线表示α粒子运动的轨迹,M、N和Q为轨迹上的三点,N点离核最近,Q点比M点离核更远,则( )
A.α粒子在M点的速率比在Q点的大
B.三点中,α粒子在N点的电势能最大
C.在重核产生的电场中,M点的电势比Q点的低
D.α粒子从M点运动到Q点,电场力对它做的总功为负功
6如图所示的匀强电场中,水平等距离的虚线表示其等势面,带电荷量
粒子只在电场力作用下从A点运动到B点过程中,动能增加
,若A点电势为一10V,下列关于粒子的运动轨迹和B点电势的说法中正确的是()
A.粒子沿轨迹l运动,B点电势为零
B.粒子沿轨迹2运动,B点电势为20V
C.粒子沿轨迹1运动,B点电势为一20V
D.粒子沿轨迹2运动,B点电势为一20V
(四)电容器的动态分析
1如右图所示,平行的两金属板M、N与电源相连,一个带负电的小球悬挂在两板间,闭合开关后,悬线偏离竖直方向的角度为θ。
若保持开关闭合,将N板向M板靠近,θ角将_____;若把开关断开,再使N板向M板靠近,θ角将______。
(填“变大”、“变小”或“不变”)
2如图所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路,在减小电容器两极板间距离的过程中:
()
A.电容器A板始终带正电荷B.电容器的电容变小
C.电阻R中有从a流向b的电流D.A、B板间的电场强度不变
3如图所示,一平行板电容器跟一电源相接,当S闭合时,平行板电容器极板A、B间的一带电液滴恰好静止.若将两板间距离增大为原来的两倍,那么液滴的运动状态如何变化?
液滴的电势能将(填“增大”、“不变”、“减小”)?
若先将S断开,再将两板间距离增大为原来的两倍,液滴的运动状态又将如何变化?
4.一平行板电容器充电后与电源断开,负极接地,在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点,如图所示,E表示两板间的场强,U表示电容器的电压,W表示正电荷在P点的电势能,若保持负极板不动,将正极板移到虚线所示的位置,则()
A.U变小,E不变;B.E变大,W变大;
C.U变小,W不变;D.U不变,W不变;
5.如图平行板电容器经开关K与电池连接,a处有一带电量非常小的点电荷,K是闭合的,
表示a点的电势,F表示点电荷受到的电场力。
现将电容器的B板向下稍微移动,使两极板间的距离增大,则()
A.
变大,F变大;B.
变大,F变小;
C.
不变,F不变;D.
不变,F变小
6.一个质量为m、带电量为q的粒子从平行板电容器的正中间沿与极板平行的方向射入,极板一直与电动势可变的电源相连,若粒子重力不计,入射速度为v时,它恰好穿过这个电场而不碰到金属板,现欲使上述粒子的入射速度变为
也恰好穿过电场而不碰到金属板,则在其它量不变的情况下()
A.使粒子的带电量减小为原来的
;B.使两板间的电压缩小为原来的
;
C.使两板间的距离变为原来的2倍;D.使两板间的距离变为原来的4倍。
7如图所示的电路中,A、B是平行板电容器的两金属板.先将电键S闭合,等电路稳定后将S断开,并将B板向下平移一小段距离,保持两板间的某点P与A板的距离不变.则下列说法不正确的是 )
A.电容器的电容变小
B.电容器内部电场强度大小变大
C.电容器内部电场强度大小不变
D.P点电势升高
(五)等效重力场
1.如图所示,在竖直平面内有水平向右、场强为E=1×104N/C的匀强电场.在匀强电场中有一根长L=2m的绝缘细线,一端固定在O点,另一端系一质量为0.08kg的带电小球,它静止时悬线与竖直方向成37°角,若小球获得初速度恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动,取小球在静止时的位置为电势能零点和重力势能零点,cos37°=0.8,g取10m/s2.下列说法正确()
A.小球的带电荷量q=6×10-5C
B.小球动能的最小值为1J
C.小球在运动至圆周轨迹上的最高点时有机械能的最小值
D.小球绕O点在竖直平面内做圆周运动的电势能和机械能之和保持不变,且为4J
2.(14分)在光滑绝缘水平面上放置一质量m=0.2kg、电量q=+5.0×10-4C的小球,小球系在长L=0.5m的绝缘细线上,线的另一端固定在O点。
整个装置置于匀强电场中,电场方向与水平面平行且沿OA方向,如图所示(此图为俯视图)。
现给小球一初速度使其绕点O做圆周运动,小球经过A点时细线的张力F=140N,小球在运动过程中,最大动能比最小动能大△EK=20J,小球视为质点。
(1)求电场强度的大小;
(2)求运动过程中小球的最小动能;
(3)若小球运动到动能最小的位置时细线被剪断,则小球经多长时间其动能与在A点时的动能相等?
3如图所示,摆长为L的不可伸长绝缘细线,一端固定在O点,另一端系一质量为m,带电荷量为+q小球,整个装置处于方向水平向右的匀强电场中,场强大小为E=mg/q,小球的平衡位置在C点,开始时让小球位于与O点同一水平高度的A点,且摆线拉直,然后无初速释放摆球,当小球经过O点正下方B点(图中未画出)的瞬间,因受细线的拉力作用,速度的竖直分量突变为0,水平分量不变.求:
(1)小球到达最低时速度的大小及方向.
(2)小球到达C点时细线对小球拉力的大小.(用m、g、L表示计算结果)
(六)加速电场偏转电场结论的应用
如图所示是示波管工作原理的示意图,电子经电压U1加速后以速度v0垂直进入偏转电场,离开电场时的偏转量为h,两平行板间的距离为d,电势差为U2,板长为L.为了提高示波管的灵敏度(即每单位电压引起的偏转量h/U2),
可采取的方法是( )
A.增大两板间电势差U2
B.增加板长L
C.增大加速电压U1
D.减小两板间距离d
2如图所示,一束带电粒子(不计重力)垂直电场方向进入偏转电场,试讨论在以下情况中,粒子应具有什么条件,才能得到相同的偏转距离y和偏转角θ,已知粒子的电荷量为q,质量为m,极板长度l,间距d,电势差为U,l、d、U为定值,q、m为不定值。
(1)以相同的初速度v0进入偏转电场;
(2)以相同的初动能Ek0进入偏转电场;
(3)先由同一电场直线加速后再进入偏转电场。
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