物理人教版高中选修31电场练习题.docx

1、物理人教版高中选修31电场练习题“电场”练习题1.宇航员在探测某星球时发现:该星球带负电，而且带电均匀；该星球表面没有大气；在一次实验中，宇航员将一个带电小球(其带电量远远小于星球电量)置于离星球表面某一高度处无初速释放，恰好处于悬浮状态.如果选距星球表面无穷远处的电势为零，则根据以上信息可以推断（D）A.小球一定带正电B.小球的电势能一定小于零C.只改变小球的电量，从原高度无初速释放后，小球仍处于悬浮状态D.只改变小球离星球表面的高度，无初速释放后，小球仍处于悬浮状态2.长度均为L的平行金属板AB相距为d，接通电源后，在两板之间形成匀强电场.在A板的中间有一个小孔K，一个带+q的粒子P由A板

2、上方高h处的O点自由下落，从K孔中进入电场并打在B板上K点处.当P粒子进入电场时，另一个与P相同的粒子Q恰好从两板间距B板处的O点水平飞人，而且恰好与P粒子同时打在K处.如果粒子进入电场后，所受的重力和粒子间的作用力均可忽略不计，判断以下正确的说法是（A）A.P粒子进入电场时速度的平方满足(a为粒子在电场中所受电场力产生的加速度大小)B.将P、Q粒子电量均增为2q，其它条件不变，P、Q粒子同时进入电场后，仍能同时打在K点C.保持P、Q原来的电量不变，将O点和O点均向上移动相同的距离；且使P、Q同时进入电场，则P粒子将先击中K点D.其它条件不变，将Q粒子进入电场时的初速度变为原来的2倍，将电源电

3、压也增加为原来的2倍，P、Q同时进入电场，仍能同时打在K点3图中a、b是两个点电荷，它们的电量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点。下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的左侧？(ACD)A.Q1、Q2都是正电荷，且Q1|Q2|C.Q1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|Q2|4.水平放置的平行板电容器与一电池相连，在电容器的两板间有一带正电的质点处于静止状态，现将电容器两板间的距离增大，则（D）A.电容变大，质点向上运动B.电容变大，质点向下运动C.电容变小，质点保持静止D.电容变小，质点向下运动5.某一静电实验装置如图所示，验电器A不带电，验电器B的上面安一个几乎封闭的

4、金属圆桶C，并且B内的金属箔片是张开的，现手持一个带绝缘柄的金属小球D，使D接触C的内壁，再移出与A的金属小球接触，无论操作多少次，都不能使A带电.这个实验说明了（B）AC是一个等势体（电势处处相等）BC的内部是不带电的CC的内部电势为零DC的内部场强为零6.传感器是能将感受到的物理量（如力、热、光、声等）转换成便于测量量（一般是电学量）的一种元件，在自动控制中有相当广泛的应用，如图所示的装置是一种测定液面高度的电容式传感器，金属芯线与导电液体构成一个电容器，从电容C大小的变化情况就能反应出液面高度h的高低情况，则二者的关系是(B)C增大表示h增大 C增大表示h减小C减小表示h减小 C减小表示

5、h增大A.只有对 B.只有、对 C.只有对 D.只有、对7.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示.如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的(A) A.极板应带正电 B.极板应带正电 C.极板应带负电 D.极板应带正电8.如图所示，实线表示匀强电场的电场线.一个带正电荷的粒子以某一速度射入匀强电场，只在电场力作用下，运动的轨迹如图中的虚线所示，a、b为轨迹上的两点.若a点电势为a ，b点电势为b ，则(C)A.场强方向一定向左，且电势a bB.场强方向一定向左，且电势a bD.场强方向一定向右，且电势a 1)，到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点，求：(1

6、)小滑块与水平面间的动摩擦因数.(2)Ob两点间的电势差Uob.(3)小滑块运动的总路程S.解：(1)由Aa=Bb=,O为AB连线的中点得：a、b关于O点对称，则 Uab=0 (1分)设小滑块与水平面间的摩擦力大小为f，对于滑块从ab过程，由动能定理得： (1分)而f=mg (1分)由式得： (1分)（2）对于滑块从Ob过程，由动能定理得： (2分)由式得： (1分)(3)对于小滑块从a开始运动到最终在O点停下的整个过程，由动能定理得： (1分)而 (1分)由式得： (1分)33.喷墨打印机的原理示意图如图所示，其中墨盒可以发出墨汁液滴，此液滴经过带电室时被带上负电，带电多少由计算机按字体笔画

7、高低位置输入信号加以控制.带电后液滴以一定的初速度进入偏转电场，带电液滴经过偏转电场发生偏转后打到纸上，显示出字体.计算机无信号输入时，墨汁液滴不带电，径直通过偏转板最后注入回流槽流回墨盒.设偏转极板板长L1=1.6cm，两板间的距离d=0.50cm，两板间的电压U=8.0103V，偏转极板的右端距纸的距离L2=3.2cm.若一个墨汁液滴的质量为m=1.610-10kg，墨汁液滴以v0=20m/s的初速度垂直电场方向进入偏转电场，此液滴打到纸上的点距原入射方向的距离为2.0mm.不计空气阻力和重力作用.求：这个液滴通过带电室后所带的电荷量q.若要使纸上的字体放大，可通过调节两极板间的电压或调节

8、偏转极板的右端距纸的距离L2来实现.现调节L2使纸上的字体放大10%，调节后偏转极板的右端距纸的距离L2/为多大？答案：1.310-13C 3.6cm34.在一个点电荷Q的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m.放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷的电量关系图象如图中直线a、b所示，放在A点的电荷带正电，放在B点的电荷带负电.求：B点的电场强度的大小和方向.试判断电荷Q的电性，并说明理由.点电荷Q的位置坐标。EB=2.5V/m，沿x轴负向 负电 x=2.6m处.35.如图所示，A和B表示在真空中相

9、距为d的两平行金属板.加上电压后，它们之间的电场可视为匀强电场.当t=0时，将恒定电压加在A、B两板上，使A板电势比B板电势高.这时在紧靠B板处有一初速度为零的电子(质量为m，电荷量绝对值为e)，在电场作用下开始运动.求：这个电子到达A板时具有的速率为多少？该电子到达A板时，给A板的冲量是多大？答案： 36.如图所示，在光滑绝缘的水平面上，有一静止在A点质量为m=1.010-3kg带负电的小球.现加一水平方向的匀强电场使小球由A点运动到B点，电场力做功为W=0.2J，已知AB两点间距离为L=0.1m，电势差为U=20V. 判断匀强电场的场强方向并计算电场强度E的大小和小球的电量q；计算小球运动

10、的加速度的大小和到达B点时的速率v.答案：200V/m 0.01C 20m/s37.如图所示，光滑水平面上放有用绝缘材料制成的“L”型滑板，其质量为M，平面部分的上表面光滑且足够长.在距滑板A端为l的B处放置一个质量为m、带电荷量为+q的物体C（可视为质点），在水平的匀强电场作用下，由静止开始运动.已知：M=3m，电场强度为E.假设物体C在运动及与滑板A端相碰过程中电荷量不变.求物体C第一次与滑板A端相碰前瞬间的速度大小.若物体C与滑板A端相碰的时间极短，而且碰后弹回的速度大小是碰前速度大小的1/5，求滑板被碰后的速度大小.求物体C从开始运动到与滑板A第二次碰撞这段时间内，电场力对小物体C做的

11、功.答案： 38.如图所示，一矩形绝缘木板放在光滑水平面上，另一质量为m、带电量为q的小物块沿木板上表面以某一初速度从A端沿水平方向滑入，木板周围空间存在足够大、方向竖直向下的匀强电场已知物块与木板间有摩擦，物块沿木板运动到B端恰好相对静止若将匀强电场的方向改为竖直向上，大小不变，且物块仍以原初速度沿木板上表面从A端滑入，结果物块运动到木板中点时相对静止求：物块所带电荷的性质匀强电场场强的大小解：电场方向改为竖直向上后，物块相对木板运动的位移变小，说明摩擦力变大，它们之间的压力变大了，物块所受的电场力向下，所以物块带负电（2分）设匀强电场的场强大小为E，木板质量为M、长度为L，物块的初速度为v

12、0，物块和木板共同速度为v当电场方向向下时：由物块在竖直方向受力平衡得：N1+qE = mg （2分）由物块与木板组成的系统动量守恒得：mv0 = (M + m)v （2分）由系统能量守恒得：N1L = mv02- (m+M)v2 （3分）当电场方向向上时：由物块在竖直方向受力平衡得： qE+mg = N2 （1分）由物块与木板组成的系统动量守恒得：mv0 = (M + m)v （2分）由系统能量守恒得：N2L =mv02- (m+M)v2 （2分）解得：E = （2分）39.如图所示，半径R = 0.8m的光滑绝缘导轨固定于竖直平面内，加上某一方向的匀强电场时，带正电的小球沿轨道内侧做圆周运

13、动圆心O与A点的连线与竖直成一角度，在A点时小球对轨道的压力N = 120N，此时小球的动能最大若小球的最大动能比最小动能多32J，且小球能够到达轨道上的任意一点（不计空气阻力）则：小球的最小动能是多少？小球受到重力和电场力的合力是多少？现小球在动能最小的位置突然撤去轨道，并保持其他量都不变，若小球在0.04s后的动能与它在A点时的动能相等，求小球的质量解：、小球在电场和重力场的复合场中运动，因为小球在A点具有最大动能，所以复合场的方向由O指向A，在AO延长线与圆的交点B处小球具有最小动能EkB设小球在复合场中所受的合力为F，则有；即： （4分）带电小球由A运动到B的过程中，重力和电场力的合力

14、做功，根据动能定理有：-F2R = EKB-EKA = -32 （4分）由此可得：F = 20N，EKB=8J 即小球的最小动能为8J （2分），重力和电场力的合力为20N（2分）带电小球在B处时撤去轨道后，小球做类平抛运动，即在BA方向上做初速度为零的匀加速运动，在垂直于BA方向上做匀速运动设小球的质量为m，则：2R = t2 （2分）得：m = = 0.01kg （2分）40.一带电量为Q的固定正点电荷在真空中形成的电场如图所示，现有一质量为m，带电量为q的微粒在此点电荷附近做周期为T的匀速圆周运动，微粒的重力不能忽略，求:(1)微粒的带电性质.(2)微粒的轨迹所在平面及圆心O的位置.解:

15、(1)微粒带负电 (2分)(2)微粒做圆周运动的轨迹在水平面内，且圆心O在点电荷的正下方，设圆心离点电荷的距离为H. (2分)对于微粒受力分析如图所示，由牛顿第二定律得 (6分)由几何知识得：R=Htan (2分)由得： (2分)41.在绝缘水平面上放一质量m=2.010-3kg的带电滑块A，所带电荷量q=1.010-7C.在滑块A的左边l=0.3m处放置一个不带电的绝缘滑块B，质量M=4.010-3kg，B与一端连在竖直墙壁上的轻弹簧接触(不连接)且弹簧处于自然状态，弹簧原长S=0.05m.如图所示，在水平面上方空间加一水平向左的匀强电场，电场强度的大小为E=4.0105N/C，滑块A由静止

16、释放后向左滑动并与滑块B发生碰撞，设碰撞时间极短，碰撞后两滑块结合在一起共同运动并一起压缩弹簧至最短处(弹性限度内)，此时弹性势能E0=3.210-3J，两滑块始终没有分开，两滑块的体积大小不计，与水平面间的动摩擦因数均为=0.5，g取10m/s2.求:(1)两滑块碰撞后刚结合在一起的共同速度v；(2)两滑块被弹簧弹开后距竖直墙壁的最大距离s.解:(1)设两滑块碰前A的速度为v1，由动能定理有: (2分)解得:v1=3m/s (2分)A、B两滑块碰撞，由于时间极短动量守恒，设共同速度为v (2分) 解得:v=1.0m/s (2分)(2)碰后A、B一起压缩弹簧至最短，设弹簧压缩量为x1，由动能定理有： (2分)解得:x1=0.02m (2分)设反弹后A、B滑行了x2距离后速度减为零，由动能定理得: (2分)解得:x20.05m (2分)以后，因为qE(M+m)g，滑块还会向左运动，但弹开的距离将逐渐变小，所以，最大距离为:S=x2+s-x1=0.05m+0.05m-0.02m=0.08m. (4分)42.如图所示，带正电小球质量为m=110-2kg，带电量为q=110-6C，置于光滑绝缘水平面上的A点.当空间存在着斜向