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静电现象的应用同步练习一、选择题1．在下列各种措施中，目的是为了防止静电危害的是（）A．电视机后盖上开有许多小孔B．电视机上装有一条户外天线C．在高大的建筑物顶端装有避雷针D．在烟道的中央装有静电除尘器2．如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触．把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开，（）A．此时A带正电，B带负电B．此时A电势低，B电势高C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合3．如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处放置一个正点电荷，达到静电平后（）A．a端电势比b端低B．b端电势与d点的电势相等C．a端电势一定不比d点低D．感应电荷在杆内c处的场强方向由a指向b4．如图所示，一对绝缘支柱支撑的金属导体A和B彼此接触，起初它们不带电，贴在它们下面的金属箔片是闭合的.现在把带正电荷的球C移近金属导体A，可以看到金属导体A、B下面的金属箔片都张开了.下列说法正确的是（）A．导体A，B带上了电，说明电荷是可以凭空产生的B．由于导体A比导体B更靠近球C，所以导体A带的负电荷比导体B带的正电荷多C．这种起电方式为接触起电D．这种起电方式为感应起电5．如图所示，在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢地靠近(不接触，且未发生放电现象)时，下列说法中正确的是（）A．B端的感应电荷越来越多B．导体内部场强越来越大C．导体的感应电荷在M点产生的场强小于在N点产生的场强D．导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等6．当导体球靠近带正电的金属球时，周围的电场线如图所示。
则a、b两点的电场强度（）A．大小不等，方向不同B．大小不等，方向相同C．大小相等，方向不同D．大小相等，方向相同7．一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正电荷，其电场分布是下图中的哪一个() A．B．C．D．8．如图是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧．对矿粉分离的过程，下列表述正确的有（）A．带正电的矿粉落在右侧B．电场力对矿粉做正功C．带负电的矿粉电势能变大D．带正电的矿粉电势能变小9．如图所示，一个枕形导体AB原来不带电，将它放在一个负点电荷的电场中，点电荷的电荷量为Q，与AB中心O点的距离为R．由于静电感应，在导体A、B两端分别出现感应电荷．当达到静电平衡时，（）A．导体A端电势高于B端电势B．导体A端电势低于B端电势C．导体中心O点的场强为0D．枕形导体两端的感应电荷在O点产生感应电场强度E感=k QR2，方向水平向左10．导体处于静电平衡时，下列说法正确的是（）A．导体内部电场强度一定为0B．导体的电势一定为0C．导体表面和内部的电势相等D．导体表面的电势可能大于内部的电势11．如图所示，原来不带电的金属球壳内壁接地，将一带正电的小球放入其中，但不与球壳接触，则()A．球壳内壁带负电B．球壳外壁带正电C．球壳外壁不带电D．若将接地线去掉再移去正电荷，球壳外壁带负电12．如图所示，真空中将一不带电的绝缘枕形导体P放在正点电荷Q形成的电场中，枕形导体P的a、b两端分别带上了感应负电荷与等量的感应正电荷，另外导体内部还有c、d两点，则下列说法中正确的有（）A．导体上a、b两端的电势高低关系可能是φa<φbB．导体上a、b两端的电势高低关系一定是φa=φbC．导体内部c、d两点的场强大小关系是E c>E dD．感应电荷在导体内部c、d两点产生的场强大小关系是E c>E d二、填空题13．如图所示，把带正电荷的导体球C移近彼此接触的不带电的绝缘金属导体A、B，金属薄片张开，此时金属导体A带电荷(填“正”或“负” )；如果先把C移走，再将A和B分开后，金属导体上的金属箔片是否张开(填“是”或“否” )．三、解答题14．电业工人创造了具有世界先进水平的超高压带电作业法.利用“绝缘梯”使输电线间的电势差逐渐变小，直到最后使人体的电势与输电线电势相等.试问：（1）人与输电线电势相等时，为什么没有危险？（2）超高压输电线周围存在强电场，人靠近输电线时，人体会有什么现象发生？（3）工人带电作业时穿着由金属丝和棉纱织成的均压服，有什么作用？15．如图所示，真空中有相距为L=3.0m的A、B两点放置着等量同种正点电荷Q=3.0×10−6C，现在A、B连线的中垂线上放一个不带电的导体棒，棒内有一点P(恰好落在中垂线上)，且∠PAB=300，已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2，当棒达到静电平衡后，求：（1）两点电荷间的库仑力大小（2）A、B两点电荷在棒内P点产生的场强E感的大小答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A、电视机后盖上开有许多小孔目的是散热，故A错误B、电视机上装有一条户外天线目的接受电磁波，故B错误C、在高大的建筑物顶端装有避雷针是静电现象的防止，故C正确D、在烟道的中央装有静电除尘器，是静电现象的应用，故D错误故选C【分析】静电现象的应用与防止，静电现象的好处要加以利用，如静电除尘、植绒、喷漆等；缺点要加以防止，如避雷针、油罐车的拖地的铁链、地毯中夹杂细金属丝等．2．【答案】C【解析】【解答】解：A、物体C靠近A附近时，由于静电感应，A端带上负电，B端带上正电；故A错误；B、此时AB为等势体，两端电势相等；故B错误；C、移去C后，由于电荷间相互作用，重新中和，达电中性状态，两金属箔均闭合；故C正确；D、先把AB分开，则A带负电，B带正电，移去C后，电荷不能再进行中和，故两金属箔仍然张开；故D错误；故选：C．【分析】根据静电感应规律可明确AB两端所带电性，再根据电荷间的相互作用分析移走C后AB 所带电量，即可明确金箔能否闭合．3．【答案】D【解析】【解答】ABC、达到静电平衡后，导体为等势体，导体上的电势处处相等，所以可以得到φa =φb=φc，由于正电荷在右边，所以越往右电场的电势越高，则有：φd>φb=φc=φa，ABC不符合题意．D、由于杆处于静电平衡状态，所以内部的场强为零，正电荷和感应电荷在内部产生的合场强为零；正电荷在c处产生的场强方向由b指向a，所以感应电荷在杆内c处产生的场强方向由a指向b，D 符合题意．故答案为：D．【分析】a端带正电荷，b端带负电荷，故导体内部的电场由a指向b，电势沿电场线方向降低。
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．。
静电场练习题及答案解析练习1一、选择题1. 一带电体可作为点电荷处理的条件是( )A. 电荷必须呈球形分布；B. 带电体的线度与其它有关长度相比可忽略不计；C. 电量很小；D. 带电体的线度很小。
2. 试验点和q0在电场中受力为F⃗，其电场强度的大小为F，以下说法正确的( )q0A. 电场强度的大小E是由产生电场的电荷所决定的，不以试验电荷q0及其受力的大小决定；B. 电场强度的大小E正比于F且反比与q0；C. 电场强度的大小E反比与q0；D. 电场强度的大小E正比于F。
3. 如果通过闭合面S的电通量Φe为零，则可以肯定( )A. 面S内没有电荷；B. 面S内没有净电荷；C. 面S上每一点的场强都等于零；D. 面S上每一点的场强都不等于零。
4. 如图所示为一具有球对称性分布的静电场的E~r关系曲线，产生该静电场的带电体是( ) A 半径为R的均匀带电球面；B半径为R的均匀带电球体；C半径为R的、电荷体密度为ρ=Ar（A为常数）的非均匀带电球体；D半径为R的、电荷体密度为ρ=A r⁄（A为常数）的非均匀带电球体。
5. 在匀强电场中，将一负电荷从A移动B，如图所示，则( )A. 电场力做负功，负电荷的电荷能增加；B. 电场力做负功，负电荷的电势能减少；C. 电场力做正功，负电荷的电势能增加；D. 电场力做正功，负电荷的电势能减少。
二、填空题1. 点电荷q1、q2、q3和q4在真空中的分布如图所示，图中S为闭合曲面，则通过该闭合曲面的电通量∮E⃗⃗∙dS⃗=，式中E⃗⃗是点电荷在闭合曲面上任一点产生的场强的矢量和。
2. 真空环境中正电荷q均匀地分布在半径为R的细圆环上.在环环心O处电场强度为，环心的电势为。
=0，这表3. 在静电场中，场强沿任意闭合路径的线积分等于零，即∮E⃗⃗∙dl⃗L明静电场中的电场线。
4. 一半径为R的均匀带电球面，其电荷面密度为σ，该球面内、外的场强分布为（r⃗表示从球心引出的矢径）：E⃗⃗r=(r<R)；E⃗⃗r=(r>R)。
3、如图所示，空间存在着强度E =2.5×102N/C 方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长为L =0.5m 的绝缘细线，一端固定在O 点，一端拴着质量m =0.5kg 、电荷量q =4×10－2C 的小球.现将细线拉直到水平位置，使小球由静止释放，当小球运动最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂.取g =10m/s 2.求： （1）小球的电性；（2）细线能承受的最大拉力；（3）当小球继续运动后与O 点水平方向距离为L 时，小球距O 点的高度. 解析：（1）由小球运动到最高点可知，小球带正电（2分） （2）设小球运动到最高点时速度为v ，对该过程由动能定理有，21()2qE mg L mv -=①（2分）在最高点对小球由牛顿第二定律得，2T v F mg qE m L +-=②（2分）由①②式解得，F T =15N （1分）（3）小球在细线断裂后，在竖直方向的加速度设为a ，则qE mga m-=③（2分） 设小球在水平方向运动L 的过程中，历时t ，则L=v t ④（1分） 设竖直方向上的位移为s ，则212s at =⑤（1分） 由①③④⑤解得，s=0.125m （2分）∴小球距O 点高度为s+L =0.625m. （1分）4、如图所示．半径为r 的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有质量为m 的带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，珠子所受静电力是其重力的3/4倍．将珠子从环上最低点A 静止释放，求珠子所能获得的最大动能E k .。
解：珠子沿圆环先做加速运动，后做减速运动，设其运动至跟圆心连线与竖直方向的夹角为θ时，切向合力为零，珠子在此位置时速度最大，动能最大，则有 sin cos mg F θθ= 电所以tan F mgθ=电，则3sin 5θ=，4cos 5θ=由动能定理E km ＝qE·rsin θ-mgr （1-cos θ）=mgr/45、如图所示，水平地面上方分布着水平向右的匀强电场。
静电场及其应用精选试卷复习练习(Word版含答案)一、第九章静电场及其应用选择题易错题培优（难）1．如图所示，y轴上固定有两个电荷量相等的带正电的点电荷，且关于坐标原点O对称。
某同学利用电场的叠加原理分析在两电荷连线的中垂线（x轴）上必定有两个场强最强的点A、'A，该同学在得到老师的肯定后又在此基础上作了下面的推论，你认为其中正确的是（）A．若两个点电荷的位置不变，但电荷量加倍，则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置B．如图(1)，若保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在z轴上，则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置C．如图(2)，若在yoz平面内固定一个均匀带正电圆环，圆环的圆心在原点O。
直径与(1)图两点电荷距离相等，则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置D．如图(3)，若在yoz平面内固定一个均匀带正电薄圆板，圆板的圆心在原点O，直径与(1)图两点电荷距离相等，则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置【答案】ABC【解析】【分析】【详解】A．可以将每个点电荷（2q）看作放在同一位置的两个相同的点电荷（q），既然上下两个点电荷（q）的电场在x轴上场强最大的点仍然在A、A＇两位置，两组点电荷叠加起来的合电场在x轴上场强最大的点当然还是在A、A＇两位置，选项A正确；B．由对称性可知，保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在z轴上，则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置，选项B正确；C．由AB可知，在yOz平面内将两点电荷绕O点旋转到任意位置，或者将两点电荷电荷量任意增加同等倍数，在x轴上场强最大的点都在A、A＇两位置，那么把带电圆环等分成一些小段，则关于O点对称的任意两小段的合电场在x轴上场强最大的点仍然还在A、A＇两位置，所有这些小段对称叠加的结果，合电场在x轴上场强最大的点当然还在A、A＇两位置，选项C正确；D．如同C选项，将薄圆板相对O点对称的分割成一些小块，除了最外一圈上关于O点对称的小段间距还是和原来一样外，靠内的对称小块间距都小于原来的值，这些对称小块的合电场在x轴上场强最大的点就不再在A、A＇两位置，则整个圆板的合电场在x轴上场强最大的点当然也就不再在A、A＇两位置，选项D错误。
静电场部分习题一选择题1.在坐标原点放一正电荷Q，它在P点(x=+1,y=0)产生的电场强度为．现在，另外有一个负电荷-2Q，试问应将它放在什么位置才能使P点的电场强度等于零(A) x轴上x>1．(B) x轴上0<x<1．(C) x轴上x<0．(D) y轴上y>0．(E) y轴上y<0．［C ］2有两个电荷都是＋q 的点电荷，相距为2a．今以左边的点电荷所在处为球心，以a为半径作一球形高斯面．在球面上取两块相等的小面积S1和S2，其位置如图所示．设通过S1和S2的电场强度通量分别为φ1和φ2，通过整个球面的电场强度通量为φS，则(A)φ1＞φ2φS＝q /ε0．(B) φ1＜φ2，φS＝2q /ε0．(C) φ1＝φ2，φS＝q /ε0．(D) φ1＜φ2，φS＝q /ε0．［D ］x3 如图所示，边长为m的正三角形abc，在顶点a处有一电荷为10-8 C的正点电荷，顶点b处有一电荷为-10-8 C的负点电荷，则顶点c处的电场强度的大小E和电势U为：(=9×109 N m /C2)(A) E＝0，U＝0．(B) E＝1000 V/m，U＝0．(C) E＝1000 V/m，U＝600 V．(D) E＝2000 V/m，U＝600 V．［ B ］4. 点电荷-q位于圆心O处，A、B、C、D为同一圆周上的四点，如图所示．现将一试验电荷从A点分别移动到B、C、D各点，则(A) 从A到B，电场力作功最大．(B) 从A到C，电场力作功最大．(C) 从A到D，电场力作功最大．(D) 从A到各点，电场力作功相等．［D ］A5 一导体球外充满相对介电常量为εr 的均匀电介质，若测得导体表面附近场强为E，则导体球面上的自由电荷面密度δ为(A) ε 0 E．(B) ε 0εr E．(C) ε r E．(D) (ε 0εr-ε 0)E．［ B ］6一空气平行板电容器充电后与电源断开，然后在两极板间充满某种各向同性、均匀电介质，则电场强度的大小E、电容C、电压U、电场能量W四个量各自与充入介质前相比较，增大(↑)或减小(↓)的情形为(A) E↑，C↑，U↑，W↑．(B) E↓，C↑，U↓，W↓．(C) E↓，C↑，U↑，W↓．(D) E↑，C↓，U↓，W↑．［ B ］7 一个带负电荷的质点，在电场力作用下从Ａ点出发经Ｃ点运动到Ｂ点，其运动轨道如图所示。
高中物理：静电场及其应用 测试题（含答案）注意事项：1．答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题(本题共12小题,每小题4分。
在每小题给出的四个选项中,第1～8题只有一项符合题目要求,第9～12题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1．下列表达式中,q 一定是场源电荷的是( )A ．F ＝k Qq r 2B ．E ＝F qC ．W AB ＝qU ABD ．E ＝k ql 22．一正电荷在电场中由A 到B 做加速运动且加速度越来越大,则如图所示的四个电场线正确的是( )3．三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径。
球1的带电荷量为q ,球2的带电荷量为nq ,球3不带电且离球1和球2很远,此时球1、2之间作用力的大小为F 。
现使球3先与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时1、2之间作用力的大小仍为F ,方向不变。
由此可知( )A ．n ＝3B ．n ＝4C ．n ＝5D ．n ＝64．如图,三个固定的带电小球a 、b 和c ,相互间的距离分别为ab ＝5 cm,bc ＝3 cm,ca ＝4 cm 。
小球c 所受库仑力的合力的方向平行于a 、b 的连线。
设小球a 、b 所带电荷量的比值的绝对值为k ,则( )A ．a 、b 的电荷同号,k ＝169 B ．a 、b 的电荷异号,k ＝169 C ．a 、b 的电荷同号,k ＝6427 D ．a 、b 的电荷异号,k ＝64275．均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。
精选全文完整版（可编辑修改）一、选择题1．(0分)[ID ：125586]A 、B 两小球分别带9Q 和-3Q 的电荷、固定在光滑的水平面上，如图所示。
现有一电荷量为Q 的带电小球C ，要使小球C 处于静止状态，下面关于小球C 所放位置和电性说法正确的：（ ）A ．小球A 的左侧，小球带可以负电，也可以带正电B ．小球B 的右侧，小球带可以负电，也可以带正电C ．小球A 和B 之间，靠小球B 近，小球一定带正电D ．小球A 和B 之间，靠小球B 近，小球带可以负电，也可以带正电 2．(0分)[ID ：125583]如图，两个完全相同的带电小球，静止在光滑、绝缘的半圆形轨道的A 、B 两点，两小球关于过O 点的竖直半径对称，且60AOB ∠=︒。
现缓慢增大两小球的带电量，直至两小球静止在光滑的绝缘球面内的'A 、'B 处，且''120A OB ∠=︒。
则两小球电量的乘积在''A B 处是AB 处的（ ）A ．3倍B ．3倍C ．33倍D ．9倍 3．(0分)[ID ：125582]如图甲所示，在x 轴上有一个点电荷Q （图中未画出），O 、A 、B 为轴上三点，放在A 、B 两点的检验电荷受到的电场力跟检验电荷所带电荷量的关系如下图乙所示。
以x 轴的正方向为电场力的正方向，则（ ）A ．点电荷Q 一定为正电荷B ．点电荷Q 在OA 之间C ．A 点的电场强度大小为2×104N/CD ．同一电荷在A 点所受的电场力比B 点的大4．(0分)[ID：125563]关于元电荷的理解，下列说法正确的是（）A．元电荷就是电子B．元电荷实质上是指电子和质子本身C．元电荷就是原子D．物体所带的电量只能是元电荷的整数倍5．(0分)[ID：125562]如图所示，带正电的A球固定，质量为m、电荷量为＋q的粒子B从a处以速度v0射向A，虚线abc是B运动的一段轨迹，b点距离A最近。
高中物理第九章静电场及其应用真题单选题1、如图所示，在超高压带电作业中，电工所穿的高压工作服内有编织的铜丝，这样做的目的是（）A．铜丝编织的衣服不易拉破B．铜丝电阻小，对人体起到保护作用C．电工被铜丝衣服所包裹，使衣服内场强为零D．电工被铜丝衣服所包裹，使衣服内电势为零答案：C屏蔽服的作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害，等电位说明电势相等而不是等于0，等电势时电势差为0，电场强度为0。
故选C。
2、如图，在一点电荷附近a、b点放置试探电荷测量其受力，下列试探电荷受力F与电荷量q的关系图中，正确的是（）A．B．C．D．答案：B电场强度的定义式E=F，即F−q图像的斜率表示场强的大小，而试探电荷的电量越大，同一点所受的电场q可知力越大，即电场力关于电量q为增函数；根据点电荷周围的场强决定式E=kQr2E a>E b故选B。
3、关于电荷守恒定律，下列叙述不正确的是（）A．一个物体所带的电荷量总是守恒的B．在与外界没有电荷交换的情况下，一个系统所带的电荷量总是守恒的C．在一定的条件下，一个系统内的等量的正、负电荷即使同时消失，也并不违背电荷守恒定律D．电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换答案：AA．根据电荷守恒定律，单个物体所带的电荷量是可以改变的，A错误；B．在与外界没有电荷交换的情况下，一个系统所带的电荷量总是守恒的，B正确；C．一个系统内的等量的正、负电荷同时消失，并不违背电荷守恒定律，C正确；D．电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换，D正确。
本题选不正确项，故选A。
4、如图所示，空心金属球壳上所带电荷量为＋Q，关于O、M两点电场强度EO、EM的说法中正确的是（）A．EO≠0EM＝0B．EO＝0 EM≠0C．EO＝0 EM＝0D．EO≠0EM≠0答案：C由题意，可知空心金属球壳处于静电平衡状态，根据处于静电平衡状态中的导体，内部电场强度处处为零，可知E O＝0，E M＝0。
3、如图所示，空间存在着强度E =2.5×102N/C 方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长为L =0.5m 的绝缘细线，一端固定在O 点，一端拴着质量m =0.5kg 、电荷量q =4×10－2C 的小球.现将细线拉直到水平位置，使小球由静止释放，当小球运动最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂.取g =10m/s 2.求： （1）小球的电性；（2）细线能承受的最大拉力；（3）当小球继续运动后与O 点水平方向距离为L 时，小球距O 点的高度. 解析：（1）由小球运动到最高点可知，小球带正电（2分） （2）设小球运动到最高点时速度为v ，对该过程由动能定理有，21()2qE mg L mv -=①（2分）在最高点对小球由牛顿第二定律得，2T v F mg qE m L +-=②（2分）由①②式解得，F T =15N （1分）（3）小球在细线断裂后，在竖直方向的加速度设为a ，则qE mga m-=③（2分） 设小球在水平方向运动L 的过程中，历时t ，则L=v t ④（1分） 设竖直方向上的位移为s ，则212s at =⑤（1分） 由①③④⑤解得，s=0.125m （2分）∴小球距O 点高度为s+L =0.625m. （1分）4、如图所示．半径为r 的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有质量为m 的带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，珠子所受静电力是其重力的3/4倍．将珠子从环上最低点A 静止释放，求珠子所能获得的最大动能E k .。
解：珠子沿圆环先做加速运动，后做减速运动，设其运动至跟圆心连线与竖直方向的夹角为θ时，切向合力为零，珠子在此位置时速度最大，动能最大，则有 sin cos mg F θθ= 电所以tan F mgθ=电，则3sin 5θ=，4cos 5θ=由动能定理E km ＝qE·rsin θ-mgr （1-cos θ）=mgr/45、如图所示，水平地面上方分布着水平向右的匀强电场。
一“L”形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中。
管的水平部分长为l1=0.2m ，离水平面地面的距离为h=5.0m ，竖直部分长为l2=0.1m 。
一带正电 的小球从管的上端口A 由静止释放，小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分（长度极短可不计）时没有能量损失，小球在电场中受到的电场力大小为重力的一半。
求： ⑪小球运动到管口B 时的速度大小； ⑫小球着地点与管的下端口B 的水平距离。
(g=10m/s 2)解：⑪在小球从A 运动到B 的过程中，由动能定理得： 221102B mgl F l mv +=-电 ① 12F mg =电 ② 联立①②两式解得：2/B v m s = ③ ⑫小球离开B 点后，设水平方向的加速度为a ，位移为x ，在空中运动的时间为t ，水平方向有：2ga =④ 212B x v t at =+ ⑤竖直方向有：212h gt = ⑥由③~⑥式，并代入数据可得：x =4.5m6、在一个水平面上建立x 轴，在过原点O 垂直于x 轴的平面的右侧空间有一匀强电场，场强大小E=6×105N/C ，方向与x 轴正方向相同，在O 处放一个带电量q=－5×10－8C ，质量m=10g 的绝缘物块。
物块与水平面间的滑动摩擦系数μ=0.2，沿x 轴正方向给物块一个初速度v 0=2m/s ，如图所示，求物块最终停止时的位置。
（g 取10m/s 2）答案：物块最后停在x = －0.2m 处。
解：物块在电场中先向右做匀减速运动至速度为零，设位移为s 1 ，由动能定理有： (qE+μmg) s 1 =21mv 2——（3分） 得：s 1= 0.4m （2分） 由于qE>μmg （2分）所以，物块接着向左做匀加速运动，从O 点离开电场后再匀减速直至停止运动。
物块运动全过程列动能定理方程有： μmg （2 s 1+ s 2）=21mv 2（4分） 解得：s 2=0.2m （3分） 7、如图所示，一根长L ＝1.5 m 的光滑绝缘细直杆MN ，竖直固定在场强为E ＝1.0×105 N/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 ＝+4.5×10－6 C ；另一带电小球B 穿在杆上可自由滑动，电荷量q ＝+1.0×10一6 C ，质量m ＝1.0×10一2 kg 。
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 ＝9.0×109 N·m 2／C 2，取g ＝l0 m/s 2) ⑪小球B 开始运动时的加速度为多大？⑫小球B 的速度最大时，距M 端的高度h 1为多大？ ⑬小球B 从N 端运动到距M 端的高度h 2＝0.6l m 时，速度为v ＝1.0 m/s ，求此过程中小球B 的电势能改变了多少？解：（1）开始运动时小球B 受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得masin qE LQqkmg 2=θ-- ① 解得m sin qE m L kQq g a 2θ--= ②代入数据解得：a=3.2m/s 2 ③(2)小球B 速度最大时合力为零，即mg sin qE h kQq21=θ+ ④ 解得θ-=sin qE mg kQqh 1 ⑤代入数据解得h 1=0.9m ⑥(3)小球B 从开始运动到速度为v 的过程中，设重力做功为W 1，电场力做功为W 2，库仑力做功为W 3，根据动能定理有2321mv 21W W W =++ ⑦ W 1＝mg （L-h 2） ⑧ W 2=-qE(L-h 2)sin θ ⑨ 解得θ-+--=sin )h L (qE )h L (mg mv 21W 2223 ⑩设小球的电势能改变了ΔE P ，则ΔE P ＝－（W 2＋W 3）22P mv 21)h L (mg E --=∆ΔE P ＝8.2×10－2J8、如图所示的装置，U 1是加速电压，紧靠其右侧的是两块彼此平行的水平金属板。
板长为L ，两板间距离为d ，一个质量为m 、带电量为－q 的粒子，经加速电压加速后沿金属板中心线水平射人两板中，若两水平金属板间加一电压U 2，当上板为正时，带电粒子恰好能沿两板中心线射出；当下板为正时，带电粒子则射到下板上距板的左端41处，求： （1）21U U 为多少？ （2）为使带电粒子经U 1加速后，沿中心线射入两金属板，并能够从两板之间射出，两水平金属板所加电压U 2应满足什么条件？（1）设粒子被加速后的速度为v 0，当两板间加上电压U 2 如上板为正时，dqU 2＝mgU 2＝qm gd……1′ 如下板为正时，a ＝md q U mg 2+＝2g ……1′ d 21＝21·2g （041v ）2 ……1′得20v ＝d gl 82……1′qU 1＝21mv 20 ……1′∴U 1＝dq mgl 162……1′则12U U＝216d ρ ……1′（2）当上板加最大电压U 2时，粒子斜向上偏转刚好穿出：t ＝v l 2d ＝221avt ＝202)1()(21r g md q U ⋅- ∴U 2＝22209ql d mv ＝28989U q m gd = ……1′若上板加上最小正电压时，粒子向下偏转恰穿出2a mdq U g m d qU mg 22-=-=……1′ )(21212222md q U g t a d -==·（0v l ）22287U U = ……2′若下板加上正电压时，粒子只能向下偏转md q v mg a 23+=21'2201()()2qU l d g dm v ++ '2U ＝87-2U 可见下板不能加正电压 ……1′ ∴2228987U U U <'< ……2′9、如图所示，在绝缘水平面上，相距为L 的A 、B 两点处分别固定着两个带电量相等的正电荷，a 、b 是AB 连线上的两点，其中A a ＝B b ＝L ／4，O 为AB 连线的中点，一质量为m 带电量为+q 的小滑块（可以看作质点）以初动能E 0从a 点出发，沿直线AB 向b 点运动，其中小滑块第一次经过O 点时的动能为初动能的n 倍（n >l ），到达b 点时动能恰好为零，小滑块最终停在O 点，求：（1）小滑块与水平面间的动摩擦因数。
（2）O 、b 两点间的电势差U Ob 。
（3）小滑块运动的总路程。
（1）因为+b a q q b A 、,+=是以中点O 对称，所以0=ab U ……1′滑块由a→b ，根据动能定理：021E mg qU ab -=-μ ……2′ ∴m glE 02=μ ……2′ （2）对小滑块由o →b 的过程，根据动能定理： 041nE mg qU ab -=⋅-μ ……2′ qE n qnE mg U ab 2)21(410-=-⋅=μ ……2′（3）qE n U U ab ab 2)12(0-=-= ……2′小滑块从a 点开始，最终停在O 点，根据动能原理ao qU －0E mgs -=μ ……2′ S ＝0(21)4ao qU E n lmg μ++=……2′ 10、如图所示，带等量异种电荷的平行金属板，其间距为d ，两板问的电势差为U ，极板与水平方向成37°角放置，有一质量为m 的带电粒子从下极板上端附近释放，恰好沿水平方向从上极板下端穿过电场，求: (1)粒子带何种电荷?电量多少?(2)粒子的加速度多大?粒子射出电场时的速度多大?答案：(1)负电，q ＝5mgd /4U (提示:联解E ＝U /d 和mg ＝Eqcos37°即可)(2)a ＝3/4g ，25gdv =(提示:作用在粒子上的合外力为F ＝mgtan37°，所以a ＝F /m ＝3mg /4.设粒子离开电场区时速度为v ,有qU ＝mv 2/2，可得25gdv =) 11、如图24所示，在E = 103V/m 的水平向左匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，轨道与一水平绝缘轨道MN 连接，半圆轨道所在竖直平面与电场线平行，其半径R =40cm ，一带正电荷q = 10－4C 的小滑块质量为m = 40g ，与水平轨道间的动摩因数μ = 0.2，取g = 10m/s 2，求：（1）要小滑块能运动到圆轨道的最高点L ，滑块应在水平轨道上离N 点多远处释放？ （2）这样释放的滑块通过P 点时对轨道压力是多大？（P 为半圆轨道中点）解：1）滑块刚能通过轨道最高点条件是mg =m v Rv Rg m S 22,/,==由解之得Eqs mgS mv mg R S m v gR Eq mg m =++=+⎛⎝ ⎫⎭⎪-=μμ12212212522..。
