高三物理电场经典习题

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电场练习题一、选择题1.如图所示,在静止的点电荷+Q所产生的电场中,有与+Q共面的A、B、C三点,且B、C处于以+Q为圆心的同一圆周上。

设A、B、C三点的电场强度大小分别为E A、E B、E C,电势分别为φA、φB、φC,则下列判断正确的是A. E A<E B,φB=φCB. E A>E B,φA>φBC. E A>E B,φA<φBD. E A>E C,φB=φC2.如图所示,空间有一水平匀强电场,在竖直平面内有一初速度v0的带电微粒,沿图中虚线由A运动至B,其能量变化情况是A.动能减少,重力势能增加,电势能减少B.动能减少,重力势能增加,电势能增加C.动能不变,重力势能增加,电势能减少D.动能增加,重力势能增加,电势能减少3.如图,在匀强电场中,将一质量为m,带电量为q的带电小球,由静θ止释放,带电小球的运动轨迹为一与竖直方向夹角为θ的直线,则匀强电场的场强大小为A.唯一值是mgtgθ/qB.最大值是mgtgθ/qC.最小值是mgsinθ/qD.最小值是mgcosθ/q4.如图所示,从灯丝发出的电子经加速电场加速后,进入偏转电场,若加速电压为U1,偏转电压为U2,要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍,下列方法中正确的是A.使U1减小到原来的1/2B.使U2增大为原来的2倍C.使偏转板的长度增大为原来2倍D.使偏转板的距离减小为原来的1/25.如图,将乙图所示的交变电压加在甲图所示的平行板电容器A、B两极板上,开始时B板的电势比A板高,有一位于极板中间的电子,在t=0时刻由静止释放,它只在电场力作用下开始运动,设A、B两板间距足够大,则A.电子一直向A板运动B.电子一直向B板运动C.电子先向A板运动,再向B板运动,再返回,如此做周期性运动D.电子先向B板运动,再向A板运动,再返回,如此做周期性运动6.一个动能为E k的带电粒子,垂直于电力线方向飞入平行板电容器,飞出电容器时动能为2E k,如果使这个带电粒子的初速度变为原来的2两倍,那么它飞出电容器时的动能变为A.8E k B.2E k C.4.25E k D.2.5E k7.理论上已经证明:电荷均匀分布的球壳在壳内产生的电场为零。

现有一半径为R、电荷均匀分布的实心球体,O为球心,以O为原点建立坐标轴Ox,如右图所示。

关于该带电小球产生的电场E随x的变化关系,下图中正确的是8.平行板电容器C 与三个可变电阻器R 1、R 2、R 3以及电源连成如图所示的电路。

闭合开关S 待电路稳定后,电容器C 两极板带有一定的电荷。

要使电容器所带电荷量增加,以下方法中可行的是 A .只增大R 1,其他不变B .只增大R 2,其他不变C .只减小R 3 ,其他不变D .只减小a 、b 两极板间的距离,其他不变9.在如图所示的实验装置中,平行板电容器的极板B 与一灵敏的静电计相连,极板A 接地。

若极板A 稍向上移动一些,由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论,其依据是A .两极板间的电压不变,极板上的电量变小B .两极板间的电压不变,极板上的电量变大C .两极板上的电量几乎不变,极板间的电压变小D .两极板上的电量几乎不变,极板间的电压变大10.物理图像能够直观、简洁地展现两个物理量之间的关系,利用图像分析物理问题的方法有着广泛的应用。

如图,若令x 轴和 y 轴分别表示某个物理量,则图像可以反映在某种情况下,相应物理量之间的关系。

x 轴上有A 、B 两点,分别为图线与x 轴交点、图线的最低点所对应的x 轴上的坐标值位置。

下列说法中正确的是A.若x 轴表示空间位置,y 轴表示电势,图像可以反映某静电场的电势在x 轴上分布情况,则A 、B 两点之间电场强度在x 轴上的分量沿x 轴负方向B.若x 轴表示空间位置,y 轴表示电场强度在x 轴上的分量,图像可以反映某静电场的电场R 1 C S R 2 Ra b强度在x轴上分布情况,则A点的电势一定高于B点的电势C.若x轴表示分子间距离,y轴表示分子势能,图像可以反映分子势能随分子间距离变化的情况,则将分子甲固定在O点,将分子乙从A点由静止释放,分子乙仅在分子甲的作用下运动至B点时速度最大D.若x轴表示分子间距离,y轴表示分子间作用力,图像可以反映分子间作用力随分子间距离变化的情况,则将分子甲固定在O点,将分子乙从B点由静止释放,分子乙仅在分子甲的作用下一直做加速运动二、计算题,解答应写必要的文字说明、方程式和重要演算步骤11.如图所示,水平绝缘光滑轨道AB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=1.0×104 N/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q=8.0×10-5C,取g=10m/s2,求:(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小;(2)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小;(3)带电体沿圆弧形轨道运动过程中,电场力和摩擦力对带电体所做的功各是多少。

12.示波管的示意图如下,竖直偏转电极的极板长l=4.0cm,两板间距离d=1.0cm,极板右端与荧光屏的距离L=18cm。

由阴极发出的电子经电场加速后,以v=1.6×107m/s的速度沿中心线进入竖直偏转电场。

若电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计。

已知电子电荷量e=1.6×10-19C,质量m=0.91×10-30kg。

(1)要使电子束不打在偏转电极的极板上,求加在竖直偏转电极上的电压U应满足的条件;(2)在竖直偏转电极上加u=91sin100πt(V)的交变电压,求电子打在荧光屏上亮线的长度。

13.如图所示,在竖直平面内建立xOy直角坐标系,Oy表示竖直向上的方向。

已知该平面内存在沿x轴负方向的区域足够大的匀强电场,现有一个带电量为2.5×10-4C的小球从坐标原点O沿y轴正方向以0.4kg m/s的初动量竖直向上抛出,它到达的最高点位置为图中的Q点,不计空气阻力,g取10m/s2.(1)指出小球带何种电荷;(2)求匀强电场的电场强度大小;(3)求小球从O点抛出到落回x轴的过程中电势能的改变量.(4)求小球从O点抛出到最高点Q的过程中速度的最小值.14.如图1所示,一长为l 且不可伸长的绝缘细线,一端固定于O 点,另一端拴一质量为m 的带电小球。

空间存在一场强为E 、方向水平向右的匀强电场。

当小球静止时,细线与竖直方向的夹角为037=θ。

已知重力加速度为g ,sin370.6︒=,cos370.8︒=。

(1)判断小球所带电荷的性质,并求出小球所带的电荷量q ;(2)如图2所示,将小球拉至A 点,使细线处于水平拉直状态。

释放小球,小球由静止开始向下摆动,当小球摆到B 点时速度恰好为零。

a .求小球摆动过程中最大速度m v 的大小;b .三位同学对小球摆动到B 点时所受合力的大小F 合进行了讨论:第一位同学认为F mg >合;第二位同学认为F mg <合;第三位同学认为F mg =合。

你认为谁的观点正确?请给出证明。

参考答案13.(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=ma (1)解得 a=qE/m=8.0m/s 2 (2)设带电体运动到B 端的速度大小为v B ,则v B 2=2as 解得 v B =as 2=4.0m/s 。

(3)(2)设带电体运动到圆轨道B 端时受轨道的支持力为N ,根据牛顿第二定律有N-mg=mv B 2/R ............(4) 解得 N=mg+ mv B 2/R =5.0N (5)根据牛顿第三定律可知,带电体对圆弧轨道B 端的压力大小N ′=N=5.0N (6)(3)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 =0.32J (7)设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为W 摩,对此过程根据动能定理有 W 电+W 摩-mgR=0-21mv B 2…………(8) 解得 W 摩=-0.72J ……………(9) 14.⑴极间场强U E d =; ⑵α粒子在极板间运动的加速度 42F eU a m md ==⑶由212d at =,得: 2t == 0R v t ==15.(1)设电子的质量为m 、电量为e ,电子通过加速电场后的速度为v ,由动能定理有:eu=12mv 2 ; 电子通过偏转电场的时间t=L v;此过程中电子的侧向位移y=12 at 2=12 qU md (L v )2 联立上述两式解得:y=UL 24ud; 要使电子都打不到屏上,应满足u 取最大值800V 时仍有y>d 2代入数据可得,为使电子都打不到屏上,U 至少为100V 。

(2)当电子恰好从A 板右边缘射出偏转电场时,其侧移量最大y max =d 2=2.5cm 电子飞出偏转电场时,其速度的反向延长线通过偏转电场的中心,设电子打在屏上距中心点的最大距离为Y max ,则由几何关系可得:Y max y max =b+L/2L/2 ,解得Y max =b+L/2L/2y max =5.0cm 由第(1)问中的y=UL 24ud可知,在其它条件不变的情况下,u 越大y 越小,所以当u=800V 时,电子通过偏转电场的侧移量最小。

其最小侧移量y min =U'L 24ud=1.25×10-2m=1.25cm 同理,电子打在屏上距中心点的最小距离Y min =b+L/2L/2y min =2.5cm 所以电子打在屏上距中心点O 在2.5cm ~5.0cm 范围内。