湖北荆门市龙泉中学2021年高二年级期末复习《电场》复习试题(一)含答案解析
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龙泉中学2018年高二年级期末复习 电场复习试题(二)(解析版)一、选择题(本题共10个小题,每小题5分,共50分)1.如图所示,在真空中,把一个绝缘导体向带负电的球P 慢慢靠近,关于绝缘导体两端的电荷,下列说法中正确的是( )A. 两端的感应电荷越来越多B. 两端的感应电荷是同种电荷C. 两端的感应电荷是异种电荷D. 两端的感应电荷电荷量相等 【答案】ACD 【解析】【详解】绝缘导体在外加电场下保持静电平衡,靠近带电体时外加场强增大,感应电荷增多;绝缘导体原来不带电,绝缘导体两端的感应电荷为等量异种电荷。
故B 项错误,ACD 三项正确。
2.如图所示,同一直线上的三个点电荷q 1、q 2、q 3,恰好都处在平衡状态,除相互作用的静电力外不受其他外力作用.已知q 1、q 2间的距离是q 2、q 3间距离的2倍.下列说法正确的是A. 若q 1、q 3为正电荷,则q 2为负电荷B. 若q 1、q 3为负电荷,则q 2为正电荷C. q 1︰q 2︰q 3=36︰4︰9D. q 1︰q 2︰q 3=9︰4︰36 【答案】ABC 【解析】试题分析:可以根据2q 为正电荷,假设1q 和3q 电性,然后判断是否能使三者都处于平衡;1q 与2q 的电量大小的判断可以根据2q 处于平衡状态,依据库仑定律,根据与2q 的距离关系进行判断.也可以根据“三点共线,两同夹异,近小远大”的原则进行判断.三个自由电荷在同一直线上处于平衡状态,则一定满足“两同夹异,近小远大”原理,即两边的电荷电性相同和中间的电性相反,判断电量大小关系时,距离远的电量大于距离近的电量,故AB 正确;根据库仑定律,依据矢量合成,则有:132312222121323kq q kq q kq q r r r ==,已知12q q 、间的距离是23q q 、间的距离的2倍,所以123::36:4:9q q q =,故C 正确D 错误. 3.电场强度的定义式为F E q =,点电荷的场强公式为2KQE r=,下列说法中正确的是( ) A. FE q=中的场强E 是电荷q 产生的 B. 2KQE r=中的场强E 是电荷Q 生的 C. FE q=中的F 表示单位正电荷的受力 D. F E q =和2KQE r=都只对点电荷适用 【答案】B 【解析】 【详解】F E q =中的q 是试探电荷的电量,场强E 与电荷q 是无关的,选项A 错误; 2QE k r=中的Q 是场源电荷,即场强E 是电荷Q 产生的,选项B 正确; FE q=中的E 表示单位正电荷的受力,选项C 错误; F E q = 适应于所有电场,2QE k r=都只对点电荷适用,选项D 错误;故选B.4.下列说法中正确的是( )A. 在电场中,电场强度大的点,电势必定高B. 电荷置于电势越高的点,其所具有的电势能也越大C. 电场中电场强度大的地方,沿电场线方向电势降落快D. 一带电粒子只受电场力作用在电场中运动时,电势能一定变化【答案】C【解析】A、电场线密处,电场强度大,而电场线方向不确定,故无法判断电势高低,电势就不一定高,故A错误;B、正电荷置于电势越高的点,其所具有的电势能也越大,负电荷置于电势越高的点,其所具有的电势能也越小;故B错误;C、电场中电场强度大的地方,沿电场线方向电势降落快.故C正确.D、一带电粒子只受电场力作用在电场中运动时,电势能不一定变化,如电子绕原子核做匀速圆周运动时电势能不会变化,故D错误。
荆门市龙泉中学2017—2018学年度下学期期末考试高二物理第Ⅰ卷(选择题,共计50分)一、选择题:(本题共10小题;每小题5分,共50分。
在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确。
全部选对的得5分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分。
) 1、 两个带同种电荷的小球,放在光滑绝缘的水平板上,相隔一定的距离,若同时释放两球,则它们的加速度将( )A 、保持不变B 、先增大后减小C 、增大D 、减小2.如图1所示,一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针的正上方,磁针的S 极向纸内偏转,这一带电粒子束可能是( )A 、向右飞行的正离子束B 、向左飞行的正离子束C 、向右飞行的负离子束D 、向左飞行的负离子束3.在如图2所示的电路中,若该伏特表和安培表的位置互换,则可能发生的情况是( ) A 、伏特表将被烧坏 B 、安培表将被烧坏 C 、灯泡不能发光 D 、灯泡将被烧坏4.某一闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一闭合电路的( )A .磁通量的大小有关;B .磁通量的变化大小有关;C .磁通量的变化快慢有关;D .磁场的磁感应强度大小有关。
5.关于电磁波下列说法不正确...的是 ( ) A .麦克斯韦预言了电磁波的存在 B .赫兹证实了电磁波的存在C .电磁波的传播需要介质D .真空中电磁波的波长λ、波速c 、频率f 之间满足关系式:c =λf 6、阻值为10Ω的电阻接到电压如图3所示的交流电源上,以下说法中正确的是 ( ) A .电压的有效值为10V B.通过电阻的电流有效值为A C .电阻消耗电功率为15WD .电阻每秒种产生的热量为10J7.如图4所示电路中,L 为一自感线圈,两支路直流电阻相等,则 ( ) A .闭合开关S 时,稳定前电流表A 1的示数大于电流表A 2 的示数 B .闭合开关S 时,稳定前电流表A 1的示数等于电流表A 2的示数 C .闭合开关S 时,稳定前电流表A 1的示数小于电流表A 2的示数 D .断开开关S 时,稳定前电流表A 1的示数小于电流表A 2的示数8.如图5所示,R 1、R 2为定值电阻,L 为小灯泡,R 3为 光敏电阻,当照射光强度增大时( ) A .电压表的示数减小 B .R 2中电流增大C .小灯泡的功率增大D .电路的路端电压增大9.传感器是一种采集信息的重要器件,如图6所示是一测定压力的电容式传感器,当待测压力F 作用于 可动膜片电极上时,可使膜片产生形变,引起电容的 变化;将电容器、灵敏电流计和电源串接成闭合电路, 那么 ( )A .当F 向上压膜片电极时,电容将减小B .当F 向上压膜片电极时,电容将增大C .若电流计有示数,则压力F 发生变化D .若电流计有示数,则压力F 不发生变化10、某光学实验室中,将半圆柱形玻璃砖放于竖直面内,它的正上方又放着很大的 光屏P ,如图7所示.另有光源S 可以沿着圆弧砖移动,它发出的光束1穿人玻 璃砖后,总是射向圆心O 。
高二电场练习题及解析【题一】两个点电荷q1和q2分别位于距离为d的同一直线上,它们之间的电场强度为E。
现在将q1保持不变,将q2变成原来的2倍,再将q2的位置向q1移动到原来的一半距离处。
求此时的电场强度。
【解析】根据库仑定律,点电荷与某一点之间的电场强度的大小和方向都与该点距离点电荷的距离有关。
题目中涉及两个点电荷,我们可以先分别求得每个点电荷在某一点处的电场强度大小和方向,再将两个点电荷的电场强度矢量相加。
首先,我们来求解原始状态下点电荷q1在某一点处的电场强度。
根据库仑定律,点电荷q1在某一点处的电场强度大小E1与该点距离q1的距离r1的平方成反比,即E1 ∝ 1/r1^2。
由于题目中未给出具体数值,我们暂时将E1表示为E1 = k*q1/r1^2,其中k为比例常数。
同理,点电荷q2在某一点处的电场强度大小E2与该点距离q2的距离r2的平方成反比,即E2 ∝ 1/r2^2,表示为E2 = k*q2/r2^2。
根据叠加原理,两个点电荷q1和q2的电场强度矢量相加后的电场强度大小E等于两个点电荷电场强度矢量大小之和,即E = E1 + E2。
代入E1和E2的表达式,得到E = k*q1/r1^2 + k*q2/r2^2。
接下来,我们根据题目的要求进行计算。
将q2变成原来的2倍,即q2' = 2*q2;将q2的位置向q1移动到原来的一半距离处,即r2' =r1/2。
此时的电场强度记为E'。
根据上述推导,我们可以得到E' = k*q1/r1^2 + k*(2*q2)/(r1/2)^2。
根据运算法则,化简得到E' = k*q1/r1^2 + k*8*q2/r1^2 = k*(q1 +8*q2)/r1^2。
综上所述,当将q1保持不变,将q2变成原来的2倍,再将q2的位置向q1移动到原来的一半距离处时,此时的电场强度为E' = k*(q1 + 8*q2)/r1^2。
高二复习电场练习题专题一、单选题:(每题只有一个选项正确,每题4分) 1、以下说法正确的是:( )A .只有体积很小的带电体,才能看做点电荷B .电子、质子所带电量最小,所以它们都是元电荷C .电场中A 、B 两点的电势差是恒定的,不随零电势点的不同而改变,所以U AB =U BAD .电场线与等势面一定相互垂直,在等势面上移动电荷电场力不做功2、在真空中同一直线上的A 、B 处分别固定电量分别为+2Q 、-Q 的两电荷。
如图所示,若在A 、B 所在直线上放入第三个电荷C ,只在电场力作用下三个电荷都处于平衡状态,则C 的电性及位置是( ) A .正电,在A 、B 之间B .正电,在B 点右侧C .负电,在B 点右侧D .负电,在A 点左侧3、如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M 点以相同速度飞出a 、b 两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。
则( )A .a 一定带正电,b 一定带负电B .a 的速度将减小,b 的速度将增加C .a 的加速度将减小,b 的加速度将增加D .两个粒子的电势能一个增加一个减小4、某静电场的电场线分布如图所示,图中P 、Q 两点的电场强度的大小分别为E P 和E Q ,电势分别为φP 和φQ ,则( )A .E P <E Q ,φP <φQB .E P >E Q ,φP <φQC .E P <E Q ,φP >φQD .E P >E Q ,φP >φQ5、一个点电荷,从静电场中的a 点移到b 点,其电势能的变化为零,则 ( ) A 、a 、b 两点的场强一定相等; B 、该点电荷一定沿等势面移动;C 、作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的;D 、a 、b 两点电势一定相等。
6、在点电荷 Q 形成的电场中有一点A ,当一个-q 的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A 点时,电场力做的功为W ,则检验电荷在A 点的电势能及电场中A 点的电势分别为(规定无限远处电势能为0):A .A A W W q εϕ=-=,B .A A WW q εϕ==-, C .A A W W q εϕ==, D .A A WqW εϕ=-=-,7、如图所示,光滑绝缘水平面上带异号电荷的小球A 、B ,它们一起在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动,且保持相对静止。
龙泉中学2018年高二年级期末复习电场复习试题(二)(解析版)一、选择题(本题共10个小题,每小题5分,共50分)1.如图所示,在真空中,把一个绝缘导体向带负电的球慢慢靠近,关于绝缘导体两端的电荷,下列说法中正确的是()A. 两端的感应电荷越来越多B. 两端的感应电荷是同种电荷C. 两端的感应电荷是异种电荷D. 两端的感应电荷电荷量相等【答案】ACD【解析】【详解】绝缘导体在外加电场下保持静电平衡,靠近带电体时外加场强增大,感应电荷增多;绝缘导体原来不带电,绝缘导体两端的感应电荷为等量异种电荷。
故B项错误,ACD三项正确。
2.如图所示,同一直线上的三个点电荷q1、q2、q3,恰好都处在平衡状态,除相互作用的静电力外不受其他外力作用.已知q1、q2间的距离是q2、q3间距离的2倍.下列说法正确的是A. 若q1、q3为正电荷,则q2为负电荷B. 若q1、q3为负电荷,则q2为正电荷C. q1︰q2︰q3=36︰4︰9D. q1︰q2︰q3=9︰4︰36【答案】ABC【解析】试题分析:可以根据为正电荷,假设和电性,然后判断是否能使三者都处于平衡;与的电量大小的判断可以根据处于平衡状态,依据库仑定律,根据与的距离关系进行判断.也可以根据“三点共线,两同夹异,近小远大”的原则进行判断.三个自由电荷在同一直线上处于平衡状态,则一定满足“两同夹异,近小远大”原理,即两边的电荷电性相同和中间的电性相反,判断电量大小关系时,距离远的电量大于距离近的电量,故AB正确;根据库仑定律,依据矢量合成,则有:,已知间的距离是间的距离的2倍,所以,故C正确D错误.3.电场强度的定义式为,点电荷的场强公式为,下列说法中正确的是()A. 中的场强E是电荷q产生的B. 中的场强E是电荷Q生的C. 中的F表示单位正电荷的受力D. 和都只对点电荷适用【答案】B【解析】【详解】中的q是试探电荷的电量,场强E与电荷q是无关的,选项A错误;中的Q是场源电荷,即场强E是电荷Q产生的,选项B正确;中的E表示单位正电荷的受力,选项C错误;适应于所有电场,都只对点电荷适用,选项D错误;故选B.4.下列说法中正确的是()A. 在电场中,电场强度大的点,电势必定高B. 电荷置于电势越高的点,其所具有的电势能也越大C. 电场中电场强度大的地方,沿电场线方向电势降落快D. 一带电粒子只受电场力作用在电场中运动时,电势能一定变化【答案】C【解析】A、电场线密处,电场强度大,而电场线方向不确定,故无法判断电势高低,电势就不一定高,故A错误;B、正电荷置于电势越高的点,其所具有的电势能也越大,负电荷置于电势越高的点,其所具有的电势能也越小;故B错误;C、电场中电场强度大的地方,沿电场线方向电势降落快.故C正确.D、一带电粒子只受电场力作用在电场中运动时,电势能不一定变化,如电子绕原子核做匀速圆周运动时电势能不会变化,故D错误。
高二物理电场专题训练及答案(全套)一、电荷守恒定律、库仑定律练习题一、选择题1.关于点电荷的说法,正确的是[ ]A.只有体积很小的带电体,才能作为点电荷B.体积很大的带电体一定不能看作点电荷C.点电荷一定是电量很小的电荷D.两个带电的金属小球,不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理2.将不带电的导体A和带有负电荷的导体B接触后,在导体A中的质子数[ ]A.增加B.减少C.不变D.先增加后减少3.库仑定律的适用范围是[ ]A.真空中两个带电球体间的相互作用B.真空中任意带电体间的相互作用C.真空中两个点电荷间的相互作用D.真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离,则可应用库仑定律4.把两个完全相同的金属球A和B接触一下,再分开一段距离,发现两球之间相互排斥,则A、B两球原来的带电情况可能是[ ]A.带有等量异种电荷B.带有等量同种电荷C.带有不等量异种电荷D.一个带电,另一个不带电5.有A、B、C三个塑料小球,A和B,B和C,C和A间都是相互吸引的,如果A 带正电,则[ ]A.B、C球均带负电B.B球带负电,C球带正电C.B、C球中必有一个带负电,而另一个不带电D.B、C球都不带电6.A、B两个点电荷间距离恒定,当其它电荷移到A、B附近时,A、B之间的库仑力将[ ]A.可能变大B.可能变小C.一定不变D.不能确定7.两个半径均为1cm的导体球,分别带上+Q和-3Q的电量,两球心相距90cm,相互作用力大小为F,现将它们碰一下后,放在两球心间相距3cm处,则它们的相互作用力大小变为[ ]A.3000F B.1200FC.900F D.无法确定8.真空中有两个固定的带正电的点电荷,其电量Q1>Q2,点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时,正好处于平衡,则[ ]A.q一定是正电荷B.q一定是负电荷C.q离Q2比离Q1远D.q离Q2比离Q1近9.如图1所示,用两根绝缘丝线挂着两个质量相同不带电的小球A和B,此时,上、下丝线受的力分别为T A、T B;如果使A带正电,二、填空题10.在原子物理中,常用元电荷作为电量的单位,元电荷的电量为______;一个电子的电量为______,一个质子的电量为______;任何带电粒子,所带电量或者等于电子或质子的电量,或者是它们电量的______.11.库仑定律的数学表达式是______,式中的比例常量叫______,其数值为______,其单位是______.12.两个点电荷甲和乙同处于真空中.(1)甲的电量是乙的4倍,则甲对乙的作用力是乙对甲的作用力的______倍.(2)若把每个电荷的电量都增加为原来的2倍,那么它们之间的相互作用力变为原来的______倍;(3)保持原电荷电量不变,将距离增为原来的3倍,那么它们之间的相互作用力变为原来的______倍;(4)保持其中一电荷的电量不变,另一个电荷的电量变为原来的4倍,为保持相互作用力不变,则它们之间的距离应变为原来的______倍.(5)把每个电荷的电荷都增大为原来的4倍,那么它们之间的距离必须变为原来的______倍,才能使其间的相互作用力不变.13.将一定量的电荷Q,分成电量q、q'的两个点电荷,为使这两个点电荷相距r时,它们之间有最大的相互作用力,则q值应为______.14.如图3所示,把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起,若将带电量为4×10-8库的小球B靠近它,当两小球在同一高度相距3cm时,丝线与竖直夹角为45°,此时小球B 受到的库仑力F=______,小球A带的电量q A=______.三、计算题15.大小相同的金属小球,所带电量的值分别为Q1、Q2,且大小为F,若使两球相接触后再分开放回原位置,求它们间作用力的大小.16.设氢原子核外电子的轨道半径为r,电子质量为m,电量为e,求电子绕核运动的周期.电荷守恒定律库仑定律练习题答案一、选择题1.D2.C3.CD4.BCD5.C6.C7.D8.D9.BC二、填空题10.1.6×10-19C,-1.6×10-19C,1.6×10-19C,整数倍14.2×10-3N,-0.5×10-8C三、计算题15.F/3或4F/3二、电场电场强度电场线练习题一、选择题1.下面关于电场的叙述正确的是[ ]A.两个未接触的电荷发生了相互作用,一定是电场引起的B.只有电荷发生相互作用时才产生电场C.只要有电荷存在,其周围就存在电场D.A电荷受到B电荷的作用,是B电荷的电场对A电荷的作用2.下列关于电场强度的叙述正确的是[ ]A.电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力B.电场中某点的场强与该点检验电荷所受的电场力成正比C.电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向D.电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关3.电场强度的定义式为E=F/q[ ]A.该定义式只适用于点电荷产生的电场B.F是检验电荷所受到的力,q是产生电场的电荷电量C.场强的方向与F的方向相同D.由该定义式可知,场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比4.A为已知电场中的一固定点,在A点放一电量为q的电荷,所受电场力为F,A点的场强为E,则[ ]A.若在A点换上-q,A点场强方向发生变化B.若在A点换上电量为2q的电荷,A点的场强将变为2EC.若在A点移去电荷q,A点的场强变为零D.A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关A.当r→0时,E→∞B.发r→∞时,E→0C.某点的场强与点电荷Q的大小无关D.在以点电荷Q为中心,r为半径的球面上,各处的电场强度都相同6.关于电场线的说法,正确的是[ ]A.电场线的方向,就是电荷受力的方向B.正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动C.电场线越密的地方,同一电荷所受电场力越大D.静电场的电场线不可能是闭合的7.如图1所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有A、B两点,用E A、E B表示A、B两处的场强,则[ ]A.A、B两处的场强方向相同B.因为A、B在一条电场上,且电场线是直线,所以E A=E BC.电场线从A指向B,所以E A>E BD.不知A、B附近电场线的分布情况,E A、E B的大小不能确定8.真空中两个等量异种点电荷电量的值均为q,相距r,两点电荷连线中点处的场强为[ ]A.0B.2kq/r2C.4kq/r2D.8kq/r29.四种电场的电场线如图2所示.一正电荷q仅在电场力作用下由M点向N点作加速运动,且加速度越来越大.则该电荷所在的电场是图中的[ ]10.图3表示一个电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时,测得检验电荷所受电场力与电量间的函数关系图像,那么下列说法中正确的是[ ]A.该电场是匀强电场B.这四点场强的大小关系是E d>E a>E b>E cC.这四点场强的大小关系是E a>E b>E c>E dD.无法比较这四点场强大小关系11.如图4,真空中三个点电荷A、B、C,可以自由移动,依次排列在同一直线上,都处于平衡状态,若三个电荷的带电量、电性及相互距离都未知,但AB>BC,则根据平衡条件可断定[ ]A.A、B、C分别带什么性质的电B.A、B、C中哪几个带同种电荷,哪几个带异种电荷C.A、B、C中哪个电量最大D.A、B、C中哪个电量最小二、填空题12.图5所示为某区域的电场线,把一个带负电的点电荷q放在点A或B时,在________点受的电场力大,方向为______.13.如图6,正点电荷Q的电场中,A点场强为100N/C,C点场强为36N/C,B是AC的中点,则B点的场强为________N/C.14.真空中有一电场,在电场中的P点放一电量为4.0×10-9C的检验电荷,它受到的电场力为2.0×10-5N,则P点的场强为________N/C;把检验电荷电量减小为2.0×10-9C,则该电荷在P点受到的电场力为__________N15.在空间某一区域,有一匀强电场,一质量为m的液滴,带正电荷,电量为q,在此电场中恰能沿竖直方向作匀速直线运动,则此区域的电场强度的大小为______N/C,方向_________.16.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表示这两个点电荷所产生的场强的大小,则在x轴上,E1=E2的点共有____处,其中_______处的合场强为零,______处的合场强为2E2。
高二复习电场练习题专题一、单选题:(每题只有一个选项正确,每题4分) 1、以下说法正确的是:( )A .只有体积很小的带电体,才能看做点电荷B .电子、质子所带电量最小,所以它们都是元电荷C .电场中A 、B 两点的电势差是恒定的,不随零电势点的不同而改变,所以U AB =U BAD .电场线与等势面一定相互垂直,在等势面上移动电荷电场力不做功2、在真空中同一直线上的A 、B 处分别固定电量分别为+2Q 、-Q 的两电荷。
如图所示,若在A 、B 所在直线上放入第三个电荷C ,只在电场力作用下三个电荷都处于平衡状态,则C 的电性及位置是( ) A .正电,在A 、B 之间 B .正电,在B 点右侧 C .负电,在B 点右侧 D .负电,在A 点左侧3、如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M 点以相同速度飞出a 、b 两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。
则( ) A .a 一定带正电,b 一定带负电 B .a 的速度将减小,b 的速度将增加 C .a 的加速度将减小,b 的加速度将增加 D .两个粒子的电势能一个增加一个减小4、某静电场的电场线分布如图所示,图中P 、Q 两点的电场强度的大小分别为E P 和E Q ,电势分别为φP 和φQ ,则( )A .E P <E Q ,φP <φQB .E P >E Q ,φP <φQC .E P <E Q ,φP >φQD .E P >E Q ,φP >φQ5、一个点电荷,从静电场中的a 点移到b 点,其电势能的变化为零,则 ( ) A 、a 、b 两点的场强一定相等; B 、该点电荷一定沿等势面移动;C 、作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的;D 、a 、b 两点电势一定相等。
6、在点电荷 Q 形成的电场中有一点A ,当一个-q 的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A 点时,电场力做的功为W ,则检验电荷在A 点的电势能及电场中A 点的电势分别为(规定无限远处电势能为0):A .A A W W q εϕ=-=,B .A A WW q εϕ==-, C .A A W W q εϕ==, D .A A WqW εϕ=-=-,7、如图所示,光滑绝缘水平面上带异号电荷的小球A 、B ,它们一起在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动,且保持相对静止。
1A.E a=3EbB.E a=高二物理3-1电场:一:电场力的性质一、对应题型题组►题组1电场强度的概念及计算1.下列关于电场强度的两个表达式E=F/q和E=kQ/r2的叙述,正确的是()A.E=F/q是电场强度的定义式,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荷量B.E=F/q是电场强度的定义式,F是放入电场中电荷所受的电场力,q是放入电场中电荷的电荷量,它适用于任何电场C.E=kQ/r2是点电荷场强的计算式,Q是产生电场的电荷的电荷量,它不适用于匀强电场q q kqD.从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式F=k r22,式r22是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小,而kq1r2是点电荷q1产生的电场在q2处场强的大小2.如图1所示,真空中O点有一点电荷,在它产生的电场中有a、b两点,a点的场强大小为E a,方向与ab连线成60°角,b点的场强大小为E b,方向与ab连线成30°角.关于a、b两点场强大小E a、E b的关系,以下结论正确的是()图1133E b C.E a=3E b D.E a=3E b3.如图2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两点的试探电荷受到的电场力跟试探电荷所带电荷量的关系如图乙所示,则()图2A.A点的电场强度大小为2×103N/C B.B点的电场强度大小为2×103N/CC.点电荷Q在A、B之间D.点电荷Q在A、O之间►题组2电场强度的矢量合成问题4.用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱.如图3甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点:O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称.则()C.3kq图3A.B、C两点场强大小和方向都相同B.A、D两点场强大小相等,方向相反C.E、O、F三点比较,O点场强最强D.B、O、C三点比较,O点场强最弱5.如图4所示,A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点,在这些点上各固定一个点电荷,除A点处的电荷量为-q外,其余各点处的电荷量均为+q,则圆心O处()图4kq kqA.场强大小为r2,方向沿OA方向B.场强大小为r2,方向沿AO方向2kq2kqC.场强大小为r2,方向沿OA方向D.场强大小为r2,方向沿AO方向6.图5中边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷+q、+q、-q,则该三角形中心O点处的场强为()图56kq6kqA.a2,方向由C指向OB.a2,方向由O指向Ca2,方向由C指向O D.3kqa2,方向由O指向C7.在电场强度为E的匀强电场中,取O点为圆心,r为半径作一圆周,在O点固定一电荷量为+Q的点电荷,a、b、c、d为相互垂直的两条直线和圆周的交点.当把一检验电荷+q放在d点恰好平衡(如图6所示,不计重力).问:图6(1)匀强电场电场强度E的大小、方向如何?(2)检验电荷+q放在点c时,受力F c的大小、方向如何?(3)检验电荷+q放在点b时,受力F b的大小、方向如何?题组3应用动力学和功能观点分析带电体的运动问题8.在真空中上、下两个区域均有竖直向下的匀强电场,其电场线分布如图7所示.有一带负电的微粒,从上边区域沿平行电场线方向以速度v0匀速下落,并进入下边区域(该区域的电场足够广),在如图所示的速度—时间图象中,符合粒子在电场内运动情况的是(以v0方向为正方向)()图79.一根长为l的丝线吊着一质量为m,带电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成37°角,现突然将该电场方向变为竖直向下且大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为g,cos37°=0.8,sin37°=0.6),求:(1)匀强电场的电场强度的大小;(2)小球经过最低点时丝线的拉力.10.如图所示,将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的连线水C .kD .k2B .k 2.如图所示,可视为质点的三物块 A 、B 、C 放在倾角为 30°的固定斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数 μ= ,A5 平.质量为 m 的带正电小球从 B 点正上方的 A 点自由下落,A 、B 两点间距离为 4R .从小球(小球直径小于细圆管直径)进入管口开始,整个空间中突然加上一个斜向左上方的匀强电场,小球所受电场力在竖直方向上的分力方向向上,大小与重力相等,结果小球从管口 C 处离开圆管后,又能经过 A 点.设小球运动过程中电荷量没有改变,重力加速度为 g ,求:(1)小球到达 B 点时的速度大小;(2)小球受到的电场力大小;(3)小球经过管口 C 处时对圆管壁的压力.二、高考模拟题组高考题组1.(2013·全国新课标Ⅰ·15)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 >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)()3q10qA .kR 9R 2Q +q 9Q +q R 2 9R 2模拟题组2 345与 B 紧靠在一起,C 紧靠在固定挡板上,三物块的质量分别为 m A =0.60 k g ,m B =0.30 kg ,m C =0.50 kg ,其中 A 不带电,B 、C 均带正电,且 q C =1.0×10- C ,开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用,B 、C 间相距 L =1.0 m .现给 A 施加一平行于斜面向上的力 F ,使 A 在斜面上做加速度 a =1.0 m/s 2 的匀加速直线运动,假定斜面足够长.已知静电力常量 k =9.0×109 N·m 2/C 2,g =10 m/s 2.求:(1)B 物块的带电量 q B ;(2)A 、B 运动多长距离后开始分离.5C3.如图所示,绝缘光滑水平轨道A B的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径R=0.40m.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×104N/C.现有一质量m=0.10kg 的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s=1.0m的位置,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零.已知带电体所带电荷量q=8.0×10-C,求:(1)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力;(2)带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中,摩擦力做的功.二、电场能的性质一、对应题型题组题组1对电势、电势差、等势面、电势能的理解1.如图1所示,a、b、c为电场中同一条电场线上的三点,其中c为ab的中点.已知a、b两点的电势分别为φa=3V,φb=9V,则下列叙述正确的是()图1A.该电场在c点处的电势一定为6V B.a点处的场强E a一定小于b点处的场强E bC.正电荷从a点运动到b点的过程中电势能一定增大D.正电荷只受电场力作用从a点运动到b点的过程中动能一定增大2.一带正电粒子仅在电场力作用下从A点经B、运动到D点,其v-t图象如图2所示,则下列说法中正确的是()图2A.A处的电场强度一定大于B处的电场强度B.粒子在A处的电势能一定大于在B处的电势能C.CD间各点电场强度和电势都为零D.A、B两点的电势差大于CB两点间的电势差3.如图3所示,在某电场中画出了三条电场线,C点是A、B连线的中点.已知A点的电势φA=30V,B点的电势φB=-10V,则C点的电势()图3A.φ=10V B.φC>10VC<10V D.上述选项都不正确C.φC题组2对电场力做功与电势能变化关系的考查4.如图4所示,将带正电的甲球放在不带电的乙球左侧,两球在空间形成了稳定的静电场,实线为电场线,虚线为等势线.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()图4A.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,电场力做正功D.负电荷从C点移至D点,电势能增大5.如图5所示,有四个等量异种电荷,放在正方形的四个顶点处.A、B、C、D为正方形四个边的中点,O为正方形的中心,下列说法中正确的是()图5A.A、B、C、D四个点的电场强度相同B.O点电场强度等于零C.将一带正电的试探电荷匀速从B点沿直线移动到D点,电场力做功为零D.将一带正电的试探电荷匀速从A点沿直线移动到C点,试探电荷具有的电势能增大6.如图6所示,在等量异种电荷形成的电场中,画一正方形ABCD,对角线AC与两点电荷连线重合,两对角线交点O恰为电荷连线的中点.下列说法中正确的是()图6A.A点的电场强度等于B点的电场强度R ,A 、B 为圆水平直径的两个端点,AC 为 圆弧.一个质量为 m ,电荷量为-q 的带电小球,从 A 点正上方高为3 B .B 、D 两点的电场强度及电势均相同C .一电子由 B 点沿 B →C →D 路径移至 D 点,电势能先增大后减小D .一电子由 C 点沿 C →O →A 路径移至 A 点,电场力对其先做负功后做正功►题组 3 关于粒子在电场中运动问题的分析7.如图 7 所示,实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹.粒子先经过 M 点,再经过 N 点.可以判定()图 7A .粒子在 M 点受到的电场力大于在 N 点受到的电场力B .M 点的电势高于 N 点的电势C .粒子带正电D .粒子在 M 点的动能大于在 N 点的动能8.如图 8 所示,虚线 a 、b 、c 代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即 U ab =U bc ,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P 、Q 是这条轨迹上的两点,据此可知()图 8A .三个等势面中,a 的电势最高B .带电质点通过 P 点时电势能较大C .带电质点通过 P 点时的动能较大D .带电质点通过 P 点时的加速度较大►题组 4 关于电场中功能关系的应用9.如图 9 所示,MPQO 为有界的竖直向下的匀强电场,电场强度为 E ,ACB 为光滑固定的半圆形轨道,轨道半径为14H 处由静止释放,并从 A 点沿切线进入半圆轨道.不计空气阻力及一切能量损失,关于带电小球的运动情况,下列说法正确的是()图 9A .小球一定能从B 点离开轨道B .小球在 AC 部分可能做匀速圆周运动C .若小球能从 B 点离开,上升的高度一定小于 HD .小球到达 C 点的速度可能为零10.如图 10 所示,在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场.现有一个质量 m =2.0×10- k g 、电荷量 q6(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=2.0×10-C的带正电的物体(可视为质点),从O点开始以一定的水平初速度向右做直线运动,其位移随时间的变化规律为x=6.0t-10t2,式中x的单位为m,t的单位为s.不计空气阻力,取g=10m/s2.求:图10(1)匀强电场的场强大小和方向.(2)带电物体在0~0.5s内电势能的变化量.11.如图11所示,在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方的P点,固定一电荷量为+Q的点电荷.一质量为m、带电荷量为+q的物块(可视为质点),从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动,当运动到P点正下方B点时速度为v.已知点电荷产生的电场在A点的电势为φ取无穷远处电势为零),P到物块的重心竖直距离为h,P、A连线与水平轨道的夹角为60°,试求:图11(1)物块在A点时受到轨道的支持力大小;(2)点电荷+Q产生的电场在B点的电势.二高考模拟题组高考题组1.(2013·山东·19)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L2x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.四个点中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2.(2013·天津·6)两个带等量正电的点电荷,固定在图中P、Q两点,MN为PQ连线的中垂线,交PQ于O点,A为MN上的一点.一带负电的试探电荷q,从A点由静止释放,只在静电力作用下运动,取无限远处的电势为零,则()A.q由A向O的运动是匀加速直线运动B.q由A向O运动的过程电势能逐渐减小C.q运动到O点时的动能最大D.q运动到O点时电势能为零模拟题组3.如图14所示,A、B为两个等量正点电荷,O为A、B连线的中点.以O为坐标原点、垂直AB向右为正方向建立Ox轴.在x轴上各点的电势φ(取无穷远处电势为零)和电场强度E的大小随坐标x的变化关系,下列说法正确的是()图14A.电势φ随坐标x的增大而减小B.电势φ随坐标x的增大而先增大后减小C.电场强度E的大小随坐标x的增大而减小D.电场强度E的大小随坐标x的增大先增大后减小4.有一个大塑料圆环固定在水平面上,以圆环圆心为坐标原点建立平面直角坐标系.其上面套有两个带电小环1和小环2,小环2固定在半圆环ACB上某点(图中未画出),小环1原来在A点.现让小环1逆时针从A点转到B点(如图15a),在该过程中坐标原点O处的电场强度沿x轴方向的分量E x随θ变化的情况如图b所示,沿y轴方向的分量E y随θ变化的情况如图c所示,则下列说法正确的是()图15A.小环2可能在A、C间的某点B.小环1带负电,小环2带正电C.小环1在转动过程中,电势能先减小后增大D.坐标原点O处的电势一直为零1 答案 BCD 解析公式 E =F /q 是电场强度的定义式,适用于任何电场. E =kQ r E b r a 1 2 3 答案 AC 解析 对于电场中任意一点而言,放在该处的试探电荷的电荷量 q 不同,其受到的电场力 F 的大小也不同,但比值 是6 答案 B 解析 每个点电荷在 O 点处的场强大小都是 E = kq = a 2 ,画出=6kq,方向由 O 指向 C .B 项正确.(2) 2k Qq方向与 ac 成 45°角斜向左下一、电场力的性质 参考答案r 2是点电荷场强的计算公式,只适用于点电荷电场,qq kq库仑定律公式 F =k 12 2可以看成 q 1 在 q 2 处产生的电场强度 E 1= r 21对 q 2 的作用力,故 A 错误,B 、C 、D 正确.2 答案 D 解析 由题图可知,r b = 3r a ,再由 E = kQ E r 23 r 2 可知, a = b = ,故 D 正确.Fq相同的,即该处的电场强度不变.所以 F -q 图象是一条过原点的直线,斜率越大则场强越大.由题图可知 A 点的电场强度 E A=2×103N/C ,B 点的电场强度 E B =0.5×103 N/C ,A 正确,B 错误.A 、B 两点放正、负不同的电荷,受力方向总为正,说明 A 、B 的场强方向相反,点电荷 Q 只能在 A 、B 之间,C 正确.4 答案 ACD 解析 由等量异种点电荷的电场线分布规律可知选项 A 、C 、D 正确,B 错误.5 答案 C 解析 在 A 处放一个-q 的点电荷与在 A 处同时放一个+q 和-2q 的点电荷的效果相当,因此可以认为圆心 O 处的电场是由五个+q 和一个-2q 的点电荷产生的电场合成的,五个+q 处于对称位置上,在圆心 O 处产生的合场强为 0,所以 O 点的场强相当于-2q 在 O 处产生的场强,故选 C.3kq ( 3a /3)2矢量叠加的示意图,如图所示,由图可得 O 点处的合场强为 E 0=2Ea 2Q7 答案 (1)k r 2 方向沿 db 方向r 2Qq(3)2k r 2 方向沿 db 方向解析 (1)对检验电荷受力分析如图所示,由题意可知:QqF 1=k r 2 ,F 2=qEQq由 F 1=F 2,即 qE =k r 2 ,Q解得 E =k r 2,匀强电场方向沿 db 方向.(2)由图知,检验电荷放在 c 点时:E c = E 21+E 2= 2E = 2k Qr 2Qq所以 F c =qE c = 2k r 2方向与 ac 成 45°角斜向左下. (3)由图知,检验电荷放在 b 点时:Q E b =E 2+E =2E =2k r 2Qq所以 F b =qE b =2k r 2 ,9 答案 (1) (2) mg(mg +qE )l (1-cos 37°)= m v 220 22 2xxy,解得:F N =3mg2R 2 ,方向水平向右,所以 d 处的合场强的大小 E =E d ′+E d =k9R 2 9R 2 方向沿 db 方向.8 答案 C3mg 494q 20解析 (1)电场未变化前,小球静止在电场中,受力分析如图所示:显然小球带正电,由平衡条件得:mg tan 37°=Eq故 E =3mg4q(2)电场方向变成竖直向下后,小球开始做圆周运动,重力、电场力对小球做正功.小球由静止位置运动到最低点时,由动能定理得12由圆周运动知识,在最低点时,v 2F 向=F T -(mg +qE )=m l联立以上各式,解得:F T=49mg .10 答案 (1) 8gR (2) 2mg (3)3mg ,方向水平向右解析 (1)小球从开始自由下落至到达管口 B 的过程中机械能守恒,故有:1mg ·4R =2m v B到达 B 点时速度大小为 v B = 8gR1 1 (2)设电场力的竖直分力为 F y ,水平分力为 F x ,则 F y =mg ,小球从 B 运动到 C 的过程中,由动能定理得:-F x ·2R =2m v C -2m v B1 F小球从管口 C 处离开圆管后,做类平抛运动,由于经过 A 点,有 y =4R =v C t ,x =2R =2a x t 2=2m t 2联立解得:F x =mg电场力的大小为:F =qE = F 2+F 2= 2mg(3)小球经过管口 C 处时,向心力由 F x 和圆管的弹力 F N 的合力提供,设弹力 F N 的方向向左,则 F x +F N =根据牛顿第三定律可知,小球经过管口 C 处时对圆管的压力为 F N ′=F N =3mg ,方向水平向右. 二高考模拟题m v CR1 答案 B 解析 电荷 q 产生的电场在 b 处的场强 E b =kq,方向水平向右,由于 b 点的合场强为零,故圆盘上的电荷产生的电场在b 处的场强 E b ′=E b ,方向水平向左,故 Q >0.由于 b 、d 关于圆盘对称,故 Q 产生的电场在 d 处的场强 E d ′=E b ′= kqR 2 ,方向水平向右,电荷 q 产生的电场在 d 处的场强 E d = kq kq 10q= . (3R )22 答案 (1)5.0×10-5 C(2)0.5 m解析 (1)设 B 物块的带电量为 q B ,A 、B 、C 处于静止状态时,C 对 B 的库仑斥力,F 0= kq C q BL 2解得 a =qE=8.0 m/s 2设带电体运动到圆轨道 B 端时受轨道的支持力为 F N ,根据牛顿第二定律有 F N -mg = R解得 F N =mg +m v 2B=5.0 NL 2 2 22 答案 AB 解析 由题图知粒子在 A 处的加速度大于在 B 处的加速度,因 a =qE联立解得 q B =5.0×10-5 C(2)给 A 施加力 F 后,A 、B 沿斜面向上做匀加速直线运动,C 对 B 的库仑斥力逐渐减小,A 、B 之间的弹力也逐渐减小.设经过时间t ,B 、C 间距离变为 L ′,A 、B 两者间弹力减小到零,此后两者分离.则 t 时刻 C 对 B 的库仑斥力为 F 0′=kq C q B L ′2以 B 为研究对象,由牛顿第二定律有F 0′-m B g sin 30°-μm B g cos 30°=m B a联立以上各式解得 L ′=1.5 m则 A 、B 分离时,A 、B 运动的距离 Δ =L ′-L =0.5 m 3 答案 (1)5.0 N ,方向竖直向下(2)-0.72 J解析 (1)设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为 a 根据牛顿第二定律有 qE =mam设带电体运动到 B 端的速度大小为 v B ,则 v B =2as解得 v B = 2as =4.0 m/sm v BR根据牛顿第三定律可知,带电体运动到圆弧形轨道的 B 端时对圆弧轨迹的压力大小 F N ′=F N =5.0 N 方向:竖直向下(2)因电场力做功与路径无关,所以带电体沿圆弧形轨道运动过程中电场力所做的功 W 电=qER =0.32 J设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为 W f ,对此过程根据动能定理有1W 电+W f -mgR =0-2m v B解得 W f =-0.72 J二、电场能的性质一、对应题型题组1 答案 C 解析 本题中电场线只有一条,又没说明是哪种电场的电场线,因此电势降落及场强大小情况都不能确定, A 、B 错;a 、b 两点电势已知,正电荷从 a 到 b 是从低电势向高电势运动,电场力做负功,动能减小,电势能增大, C 对,D 错.m,所以 E A >E B ,A 对;粒子从 A 到 B 动能增加,由动能定理知电场力必做正功,电势能必减小,B 对;同理由动能定理可知 A 、C 两点的电势相等,U AB =U CB ,D 错;仅受电场力作用的粒 子在 CD 间做匀速运动,所以 CD 间各点电场强度均为零,但电势是相对于零势点而言的,可以不为零, C 错.3 答案 C 解析 由于 AC 之间的电场线比 CB 之间的电场线密,相等距离之间的电势差较大,所以 φC <10 V ,C 正确.4 答案 C 解析 A 点比乙球面电势高,乙球面比 B 点电势高,故 A 点和 B 点的电势不相同,A 错;C 、D 两点场强大小相等,方向不同,B 错;φA >φB ,W AB >0,C 对;C 、D 两点位于同一等势面上,故此过程电势能不变, D 错.5 答案 C 解析 由点电荷电场叠加规律以及对称关系可知, A 、C 两点电场强度相同,B 、D 两点电场强度相同,选项 A 错误;O点的电场强度方向向右,不为 0,选项 B 错误;由电场分布和对称关系可知,将一带正电的试探电荷匀速从 B 点沿直线移动到 D 点,电场力做功为零.将一带正电的试探电荷匀速从 A 点沿直线移动到 C 点,电场力做正功,试探电荷具有的电势能减小,选项 C 正确,D 错 误;因此答案选 C.6 答案 BC 解析 根据电场强度的叠加得 A 点和 B 点的电场强度大小不相等,则 A 选项错误;等量异种电荷形成的电场的电场线和等势线分别关于连线和中垂线对称,则 B 选项正确;沿 B →C →D 路径,电势先减小后增大,电子由 B 点沿 B →C →D 路径移至 D 点,电10 答案 (1)mg +3 3kQq0 3h 22q 0E 势能先增大后减小,则 C 选项正确;沿 C →O →A 路径电势逐渐增大,电子由 C 点沿 C →O →A 路径移至 A 点,电场力对其一直做正功,则 D 选项错误.7 答案 BC 解析 电场线的疏密表示场强的大小,电场线越密集,场强越大. M点所在区域电场线比 N 点所在区域电场线疏,所以 M 点的场强小, 粒子在 M 点受到的电场力小.故 A 错误.沿电场线方向,电势逐渐降低.从总的趋势看,电场线的方向是从 M 到 N 的,所以 M 点的电势高于 N 点的电势.故 B 正确.如图所示,用“速度线与力线”的方法,即在粒子运动的始点 M 作上述两条 线,显然电场力的方向与电场线的方向基本一致,所以粒子带正电, C 正确.“速度线 与力线”夹角为锐角,所以电场力做正功,粒子的电势能减小,由能量守恒知其动能增加.故 D 错误.8 答案 BD 解析 由题图可知从 P 到 Q 电场力做正功,动能增大,电势能减小,B 正确,A 、C 错误;由等势面的疏密程度可知 P点场强大,所受电场力大,加速度大, D 正确.9 答案 BC 解析 本题考查学生对复合场问题、功能关系、圆周运动等知识综合运用分析的能力.若电场力大于重力,则小球有可能不从 B 点离开轨道,A 错.若电场力等于重力,小球在 AC 部分做匀速圆周运动,B 正确.因电场力做负功,有机械能损失,上升的高度一定小于 H ,C 正确.由圆周运动知识可知若小球到达 C 点的速度为零,则在此之前就已脱轨了, D 错.8h 2 m(2)2q (v 2-v 2)+φQq解析(1)物块在 A 点受重力、电场力、支持力.分解电场力,由竖直方向受力平衡得 F N =mg +k r 2 sin 60°又因为 h =r sin 60°由以上两式解得支持力为F N =mg + 3 8 kQq .(2)物块从 A 点运动到 P 点正下方 B 点的过程中,由动能定理得1 1-qU =2m v 2-2m v 2又因为 U =φB -φA =φB -φ, 由以上两式解得φB = m(v 2-v 2)+φ.11 答案 (1)2.0×104 N/C ,方向水平向左(2)2×10-2 J解析 (1)由 x =6.0t -10t 2 可知,加速度大小 a =20 m/s 2 根据牛顿第二定律 Eq =ma解得场强 E =2.0×104 N/C ,方向水平向左 (2)物体在 0.5 s 内发生的位移为x =6.0×0.5 m -10.052 m =0.5 m电场力做负功,电势能增加Δ p=qEx =2×10-2 J 二高考模拟题组1 答案 ABD 解析 在两等量异种电荷产生的电场中,根据电场分布规律和电场的对称性可以判断, b 、d 两点电势相同,均大于 c点电势,b 、d 两点场强大小相同但方向不同,选项 A 、B 正确,C 错误.将+q 沿圆周由 a 点移至 c 点,+Q 对其作用力不做功,-Q 对其作用力做正功,所以+q 的电势能减小,选项 D 正确.2 答案 BC 解析 q 由 A 向 O 运动的过程中,电场力的方向始终由 A 指向 O ,但力的大小变化,所以电荷 q 做变加速直线运动,电场力做正功,q 通过 O 点后在电场力的作用下做变减速运动,所以 q 到 O 点时速度最大,动能最大,电势能最小,因无限远处的电势为kq 1零,则 O 点的电势 φ≠0,所以 q 在 O 点的电势能不为零,故选项 B 、C 均正确,选项 A 、D 错误.3 答案 AD4 答案 D 解析 本题考查了电场强度,意在考查学生对点电荷的场强公式、矢量叠加和电势分布的理解与应用.小环 1 在 O 点处产生的电场 E x 1=- kq kq kqr 2 cos θ,E y 1=- r 21sin θ;而小环 2 在 O 点处产生的电场 E x 2=E x + r 21cos θ,E y 2=E y + r 21sin θ,由题图 b 、题图 c 分析易知小环 1 带正电,小环 2 在 C 点带负电,且 q 1=-q 2,坐标原点 O 处在两等量电荷的中垂线上,电势一直为零,则 A 、B 错误,D 正确;小环 1 在转动过程中电场力先做负功再做正功,电势能先增大后减小,则 C 错误.。
高二复习电场练习题专题一、单选题:(每题只有一个选项正确,每题 4 分)1、以下说法正确的是:()A.只有体积很小的带电体,才能看做点电荷B.电子、质子所带电量最小,所以它们都是元电荷C.电场中A、B 两点的电势差是恒定的,不随零电势点的不同而改变,所以U AB=U BA D.电场线与等势面一定相互垂直,在等势面上移动电荷电场力不做功2、在真空中同一直线上的A、B 处分别固定电量分别为+2Q、-Q 的两电荷。
如图所示,若在A、B 所在直线上放入第三个电荷C,只在电场力作用下三个电荷都处于平衡状态,则C的电性及位置是( )A.正电,在A、B 之间B.正电,在B 点右侧C.负电,在B 点右侧D.负电,在A 点左侧3、如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M 点以相同速度飞出a、b 两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。
则()A.a 一定带正电,b 一定带负电B.a 的速度将减小,b 的速度将增加C.a 的加速度将减小,b 的加速度将增加D.两个粒子的电势能一个增加一个减小4、某静电场的电场线分布如图所示,图中P、Q 两点的电场强度的大小分别为E P和E Q,电势分别为φP和φQ,则( )A.E P<E Q,φP<φQB.E P>E Q,φP<φQC.E P<E Q,φP>φQD.E P>E Q,φP>φQ5、一个点电荷,从静电场中的a 点移到b 点,其电势能的变化为零,则()A、a、b 两点的场强一定相等;B、该点电荷一定沿等势面移动;C、作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的;D、a、b 两点电势一定相等。
6、在点电荷Q 形成的电场中有一点A,当一个-q 的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A 点时,电场力做的功为W,则检验电荷在A 点的电势能及电场中A 点的电势分别为(规定无限远处电势能为0):A.=-W,=W B.=W,=-WA A q A A qC.=W,=W D.=-W,=-WA A q A A q7、如图所示,光滑绝缘水平面上带异号电荷的小球A、B,它们一起在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动,且保持相对静止。
湖北荆门市龙泉中学【最新】高二年级期末复习《电场》复习试题(一)学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.电荷从静止开始只在电场力作用下的运动(最初阶段的运动),则电荷( )A.总是从电势高的地方移到电势低的地方B.总是从电场强度大的地方移到电场强度小的地方C.总是从电势能大的地方移到电势能小的地方D.总是从电势能小的地方移到电势能大的地方2.如图所示,实线为方向未知的三条电场线,a、b两带电粒子从电场中的O点以相同的初速度飞出。
仅在电场力作用下,两粒子的运动轨迹如图中虚线所示,则()A.a一定带正电,b一定带负电B.a的加速度减小,b的加速度增大C.a的电势能减小,b的电势能增大D.a的动能减小,b的动能增大3.电场中有一点P,下列说法中正确的有()A.若放在P点的电荷的电荷量减半,则P点的场强减半B.若放在P点的电荷的电荷量加倍,则P点的场强加倍C.P点的场强越大,则同一电荷在P点受到的电场力越大D.P点的场强方向为就是放在该点的电荷受电场力的方向4.图中虚线为电场中与场强方向垂直的等间距平行直线,两粒子M、N质量相等,所带电荷的绝对值也相等。
现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。
点a、b、c为实线与虚线的交点,已知O点电势高于c点。
若不计重力,则()A .M 带负电荷,N 带正电荷B .N 在a 点的速度与M 在c 点的速度大小相同C .N 在从O 点运动至a 点的过程中克服电场力做功D .M 在从O 点运动至b 点的过程中,电场力对它做的功等于零5.如图,真空中O 点有一负点电荷,在它产生的电场中有a 、b 两点,a 点的场强大小为a E ,方向与ab 连线成60°角,b 点的场强大小为b E ,方向与ab 连线成30°。
关于a 、b 两点场强a E 、b E 及电势a ϕ、b ϕ的关系,正确的是A .3,a b a b E E ϕϕ=>B .3,a b a b E E ϕϕ=<C .,3b a a b E E ϕϕ=< D .,a b a b E ϕϕ=< 6.如图甲所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔。
右极板电势随时间变化的规律如图乙所示。
电子原来静止在左极板小孔处,若电子到达右板的时间大于T ,(不计重力作用)下列说法中正确的是( )A .从t =0时刻释放电子,电子可能在两板间往返运动B .从t =0时刻释放电子,电子将始终向右运动,直到打到右极板上C .从t =4T 时刻释放电子,电子可能在两板间往返运动,也可能打到右极板上 D .从t =38T 时刻释放电子,电子必将打到左极板上 7.如图所示,在水平放置的已经充电的平行板电容器之间,有一带负电的油滴处于静止状态,若某时刻油滴的电荷量开始减小,为维持该油滴原来的静止状态,应 ( )A.给平行板电容器充电,补充电荷量B.给平行板电容器放电,减小电荷量C.使两金属板相互靠近些D.使两金属板相互远离些8.如图所示,带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置,M、N为板间同一电场线上的两点,一带电粒子(不计重力)以速度v M经过M点在电场线上向下运动,且未与下板接触,一段时间后,粒子以速度v N折回N点,则( )A.粒子受电场力的方向一定由M指向NB.粒子在M点的速度一定比在N点的大C.粒子在M点的电势能一定比在N点的大D.电场中M点的电势一定高于N点的电势二、多选题9.如图所示,MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线.一个带正电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示.下列结论正确的是( )A.带电粒子从a到b过程中动能逐渐减小B.负点电荷一定位于M点左侧C.带电粒子在a点时具有的电势能大于在b点时具有的电势能D.带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度10.如图所示是两个等量异种点电荷,周围有1、2、3、4、5、6各点,其中1、2之间距离与2、3之间距离相等,2、5之间距离与2、6之间距离相等.两条虚线互相垂直且平分,那么关于各点电场强度和电势的叙述正确的是( )A .1、3两点电场强度相同B .5、6两点电场强度相同C .4、5两点电势相同D .1、3两点电势相同11.空间某一静电场的电势 在x 轴上分布如图所示,x 轴上两点B 、C 点电场强度在x 方向上的分量分别是Bx E 、Cx E ,下列说法中正确的有A .Bx E 的大小大于Cx E 的大小B .Bx E 的方向沿x 轴正方向C .电荷在O 点受到的电场力在x 方向上的分量最大D .负电荷沿x 轴从B 移到的过程中,电场力先做正功,后做负功12.如图所示,三个质量相同,带电荷量分别为+q 、-q 和0的小液滴a 、b 、c ,从竖直放置的两板中间上方由静止释放,最后从两板间穿过,轨迹如图所示,则在穿过极板的过程中( )A .电场力对液滴a 、b 做的功相同B .三者动能的增量相同C .液滴a 电势能的增加量等于液滴b 电势能的减小量D .重力对三者做的功相同三、解答题13.如图所示,P 、Q 两金属板间的电势差为50 V ,板间存在匀强电场,方向水平向左,板间的距离d=10 cm,其中Q板接地,两板间的A点距P板4 cm,求(1)P板及A点的电势.(2)保持两板间的电势差不变,将Q板向左平移5 cm,则A点的电势将变为多少?14.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2m和5m.已知放在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所带电荷量大小的关系图象如图中直线a、b所示,放在A点的试探电荷带正电,放在B点的试探电荷带负电.求:(1)B点的电场强度的大小和方向.(2)试判断点电荷Q的电性,并确定点电荷Q位置坐标.15.如图所示,带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间,距下板0.8 cm,两板间的电势差为300 V。
如果两板间电势差减小到60 V,则带电小球运动到极板上需多长时间(g=10 m/s2)?16.如图所示,两块竖直放置的平行金属板A、B,板距d=0.04m,两板间的电压U=400V,板间有一匀强电场.在A、B两板上端连线的中点Q的正上方,距Q为h=1.25m的P点处有一带正电小球,已知小球的质量m=5×10-6kg,电荷量q=5×10-8C.设A、B板足够长,g取10m/s2.试求:(1)带正电小球从P点开始由静止下落,经多长时间和金属板相碰?(2)相碰时,离金属板上端的距离多大?参考答案1.C【解析】【详解】如果是负电荷,运动方向与场强相反,故电势会增大,故A 错误;静止开始的电荷会沿着电场力的方向运动,但此方向的场强不一定减小,故B 错误;由于电荷只受电场力,因此电场力做正功,电势能减小,所以εA >εB ,故C 正确D 错误.2.B【详解】A .由运动轨迹如图可知,a 、b 做曲线运动,由于电场线方向未知,故a 、b 电性不能确定,故A 错误;B .根据a 、b 两粒子做曲线运动轨迹弯曲程度及电场线的疏密可知,b 所处的电场线变密,电场强度变强,所受的电场力在增大,加速度在增大;a 所处的电场线变疏,电场强度变弱,所受的电场力在减小,加速度在减小,故B 正确;CD .根据图知a 、b 两粒子的电场力、速度的夹角为锐角,电场力对电荷做正功,其动能都增大,其电势能都减小,故CD 错误。
故选B 。
3.C【解析】场强反映电场本身的性质,只由电场本身决定,与试探电荷无关,则若放在P 点的电荷的电荷量减半,则P 点的场强不变,故A 错误;放在P 点的电荷的电荷量加倍,则P 点的场强也不变,故B 错误;据F =Eq 知,P 点的场强越大,则同一电荷在P 点所受的电场力越大,故C 正确;据场强方向的规定,正电荷所受电场力的方向与场强方向相同,负电荷所受电场力的方向与场强的方向相反,故D 错误。
所以C 正确,ABD 错误。
4.D【详解】A .由于O 点电势高于c 点.电场强度方向向下,根据MN 粒子的运动轨迹可知N 受到的电场力向上,M 受到的电场力向下,N 带负电,M 带正电,A 错误;B .根据题意可知2Oa Oc U U =,而且电场力都做的是正功,而且电荷和质量大小相等,根据动能定理得2201122Uq mv mv =-,N 在a 点的速度与M 在c 点的速度大小不等,B 错误;C .N 在从O 点运动至a 点的过程中受到的电场力向上,轨迹运动方向也向上,故电场力做正功,C 错误D .图中的虚线为等势线,即O 点和b 点的电势相等,所以M 点从O 点到b 点的过程中电场力对粒子做功等于零,D 正确。
故选D 。
5.B【详解】a 点到O 点的距离1cos 602a ab ab R L L ︒==b 点到O 点距离cos30b b ab R L L ︒==根据点电荷的场强公式 2kQ E r =可得: 2231a b b a E r E r == 通过电场强度的方向可知,O 点的电荷为负电荷,因沿着电场线方向电势逐渐降低,离负电荷越远电势越高,故有φa <φbA. 3,a b a b E E ϕϕ=>与分析不符,故A 错误。
B. 3,a b a b E E ϕϕ=<与分析相符,故B 正确。
C. ,3b a a b E E ϕϕ=<与分析不符,故C 错误。
D. ,a b a b E ϕϕ=<与分析不符,故D 错误。
6.B【详解】AB .分析电子在一个周期内的运动情况,从0t =时刻释放电子,前2T 内,电子受到的电场力向右,电子向右做匀加速直线运动。
后2T 内,电子受到向左的电场力作用,电子向右做匀减速直线运动;接着周而复始,所以电子一直向右做单向的直线运动,直到打在右板上,故A 错误,B 正确;C .分析电子在一个周期内的运动情况;从4T t =时刻释放电子,在~42T T 内,电子向右做匀加速直线运动;在3~24T T 内,电子受到的电场力向左,电子继续向右做匀减速直线运动,34T 时刻速度为零;在3~4T T 内电子受到向左的电场力,向左做初速度为零的匀加速直线运动,在5~4T T 内电子受到向右的电场力,向左做匀减速运动,在54T 时刻速度减为零;接着重复。
电子到达右板的时间大于T ,电子在两板间往返运动,不能打到右极板上,故C 错误;D .用同样的方法分析从38T t =时刻释放电子的运动情况,电子先向右运动,后向左运动,由于一个周期内向左运动的位移大于向右运动的位移,所以电子最终一定从左极板的小孔离开电场,即不会打到左极板,故D 错误。