当前位置：文档之家 › 高三物理电场习题精选

高三物理电场习题精选

  • 格式：doc
  • 大小：1.31 MB
  • 文档页数：11

电场习题精选

1.如图，虚线ab和c是静电场中的三个等势面，它们的电势分别为a、b和c，a>b>c .带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知

A粒子从K到L的过程中，电场力做负功

B粒子从L到M的 过程中，电场力做负功

C粒子从K到L的过程中，静电势能增加

D粒子从L到M的过程中，动能减小

答案：A、C

2.一平行板电容器，两极之间的距离d和两极板面积S都可以调节，电容器两板与电池相连。以Q表示电容器的电量，E表示两极板间的电场强度，则

A当d 增大、S不变时，Q减小、E减小

B 当d减小、S增大时，Q增大、E增大

C当S增大、d不变时，Q增大、E增大

D当S减小、d 减小时，Q不变、E不变

答案：A、B

3，A、B是一对中间开有小孔的平行金属板，两小孔的连线与金属板面相垂直，两极板的距离为l，两极板间加上低频交流电压，A板电势为零，B板电势。现有一电子在t=0时穿过A板上的小孔射入电场，设初速度和重力的影响均可以忽略不计，则电子在两极板间可能（）

A．以AB间的某一点为平衡位置来回振动

B．时而向B板运动，时而向A板运动，但最后穿出B板

C．一直向B板运动，最后穿出B板，如果ω小于某个值ω0，l小于某个值l0

D．一直向B板运动，最后穿出B板，而不论ω，l为任何值

答案：A、C

1． 图，虚线方框内有一匀强电场，A、B、C为该电场中的三个点。已知12aV，b=6V，c=－6V。试在该方框中作出表示该电场的几条电场线。并保留作图时所用的辅助线（用虚线表示）

答案：略

5．如图所示，E=10V，R1=4Ω，R2=6Ω，C=30μF，电池内阻不计。先将开关S闭合，稳定后再将S断开，求S断开后通过R1的电量。

答案：Q=1．2×10-4C

6.在光滑水平面上有一质量m＝1.010-3kg ，电量q＝1.010-10C的带正电小球，静止在O点，以O点为原点，在该水平面内建立直角坐标系oxy。现突然加一沿x轴正方向、场强大小E＝2.0106 V/m的匀强电场，使小球开始运动，经过1.0s，所加电场突然变为沿y轴正方向，场强大小仍为E＝2.0106 V/m的匀强电场，再经过1.0S，所加电场又变为另一个匀强电场，使小球在此电场作用下经1.0s速度变为零。求此电场的方向及速度变为零的位置。

答案：与x轴成2250角；坐标位置（0.40cm,0.20cm）

7．有三根长度皆为l=1.00m的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板上的O点，另一端分别拴有质量皆为m=1.0010-2kg的带电小球A和B，它们的电量分别为-q和q，q=1.0010-7C，AB之间用第三根线连接起来。空间中存在大小为E＝1.00106N/C的匀强电场，场强方向沿水平向右，平衡时A、B球的位置如图所示，现将O、B之间的线烧断，由于有空气阻力，A、B球最后会达到新的平衡位置。求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少。（不计两带电小球间的相互静电力）

图中虚线表示A、B球原来的平衡位置，实线表示烧断后重新达到平衡的位置，其中α、β分别表示细线OA、OB与竖直方向的夹角。

A球受力如图所示，重力mg，竖直向下；电场力qE，水平向左；细线OA对A的拉力T1，方向如图；细线AB对A的拉力T2，方向如图。由平衡条件

qETTsinsin21

mgTTcoscos21

B球的受力如图所示，重力mg，竖直向下；电场力qE，水平向右；细线AB对B的拉力T2，方向如图。由平衡条件

qETsin2

mgTcos2

联立以上各式并代入数据，得

α＝0，β＝450

由此可知，A、B球重新达到平衡位置如图所示，与原来位置相比，A球的重力势能减小了)60sin1(0mglEA

B球的重力势能减小了)45cos60sin1(00mglEB

A球电势能增加了060cosqElWA

B球电势能减小了)30sin45(sin00qElWB

两种势能总和减小了BAABEEWWW

代入数据，得

答案：6.810-2J 8．为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上、下底面的面积A＝0.04m2的金属板，间距L＝0.05m，当连接到U=2500V的高压电源正、负两极时，能在金属板间产生一个匀强电场,如图所示.现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内,每立方米有烟尘颗粒1013个,假设这些颗粒都处于静止状态,每个颗粒带电量q=+1.0×10-17C,质量m=2.0×10-15kg,不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力,并忽略烟尘颗粒所受重力.求合上开关后：（1）经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附；（2）附尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功；（3）经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大。

答案：（1）t=0.02s （2）W=2.5×10-4J （3）t1=0.014s

再举一些概念性例题让学生练习。例如

例1．若带正电荷的小球只受到电场力的作用，则它在任意一段时间内

A．一定沿电场线由高电势向低电势运动

B．一定沿电场线由低电势向高电势运动

C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势向低电势运动

D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势向低电势运动

答案：D

点评：物体的运动不仅与物体的受力情况有关，而且与物体运动的初始条件有关；物体的运动轨迹与电场线没有必然的关系。

例2．在静电场中

A电场强度处处为零的区域内，电势也一定处处为零

B电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同

C电场强度的方向总是跟等势面垂直

D沿着电场强度的方向，电势总是不断降低的

答案：C、D

点评：电场强度的大小与电势的高低没有必然的联系，但由电场强度的方向可以判断电势的高低。

例3：示波器的示意图如图，金属丝发射出来的电子被加速后从金属板的小孔穿出，进入偏转电场。电子在穿出偏转电场后沿直线前进，最后打在荧光屏上。设加速电压U1=1640V，偏转极板长l=4cm，偏转板间距d=1cm，当电子加速后从两偏转板的中央沿板平行方向进入偏转电场。（1）偏转电压为多大时，电子束打在荧光屏上偏转距离最大？（2）如果偏转板右端到荧光屏的距离L=20cm，则电子束最大偏转距离为多少？

解析：（1）要使电子束打在荧光屏上偏转距离最大，电子经偏转电场后必须下板边缘出来。

电子在加速电场中，由动能定理eU=220mv

电子进入偏转电场初速度v0=meU12。

电子在偏转电场的飞行时间t1=l / v0 电子在偏转电场的加速度a=meE=mdeU2

要使电子从下极板边缘出来，应有2d=21at12=20222mdvleU=1224dUlU

解得偏转电压U2=205V

（2）电子束打在荧光屏上最大偏转距离y=2d+y2

由于电子离开偏转电场的侧向速度vy= at1 =02mdvleU

电子离开偏转电场到荧光屏的时间t2=L/v0

y2=vy·t2=202mdvlLeU=122dUlLU=0.05m

电子最大偏转距离y=2d+y2=0.055m

点评：本题分析时，要注意电子在示波器管中加速、偏转、匀速直线运动到达荧光屏三个阶段受力及运动的特征。旨在练习带电粒子在电场中的加速和偏转问题。

例4．如图所示，在场强为E，方向竖直向上的匀强电场中，水平固定一块长方形绝缘薄板。将一质量为m，带有电荷－q的小球，从绝缘板上方距板h高处以速度v0竖直向下抛出。小球在运动时，受到大小不变的空气阻力f的作用，且f<(qE+mg)，设小球与板碰撞时不损失机械能，且电量不变。求小球在停止运动前所通过的总路程s。

解析：小球以初速度竖直下抛作匀加速运动，并与水平板碰撞并以相同的速率返回向上运动到最高点。由于阻力作用，返回的高度变小，然后有下落做加速运动。以后在竖直方向多次往返运动，但高度不断减小，直到最终静止在水平板上。

由于小球在竖直方向往返运动的每一阶段受力都是恒力，运动规律都属于匀变速运动。因此本题可应用牛顿运动定律和运动学公式来解。把每一阶段的位移求出，再求和，就是小球通过的路程。

但若用动能定理求解更简便。小球在往复运动过程中，一直有阻力做功。而重力、电场力做功与路径无关，只决定于小球的始末位置。由动能定理

mgh+qEh－fs=0－21mv20

s=fmvqEhmgh22220

点评：带电物体在电场中的运动由于重力、电场力作功与路径无关，用动能定理求解比用牛顿运动定律和运动学公式求解更简便。

例5．如图甲所示，A、B表示在真空中相距为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。图乙表示一周期性的交变电压波形，横坐标代表电压U。从t＝0开始，电压为一给定值U0，经过半个周期，突然变为－U0；再过半个周期，又突然变为U0，如此周期性地交替变化。在t＝0时，将上述交变电压U加在两板上，使开始时A板电势比B板高，这时在紧靠B板处有一初速为零的电子（质量为m，电量为e）在电场作用下开始运动，要想使这电子到达A板时具有最大的动能，则所加交变电压的频率最大不能超过多少？

解析：由电子受力情况可知，电子在板间向左做加速度方向交替变化的单向直线运动。当t=0时，A板电势高于B板，在t

a=eU0/md ①

要使电子到达A板时动能最大，必须一直加速，即时间t

到达A板时d =at2/2=eU0t2/2md ③

又因为频率f=1/T ④

由①②③④解得频率最大不能超过f=208mdeU

点评：本题涉及的知识点：匀强电场、电场力做功、直线运动、交变电压。本题主要要弄清：①电子在交变电场作用下的运动特征；②由Ek=eU，电子只有一次加速到A板，动能才最大，而不是在T/2的偶数倍时间内。③可将本题延伸，若电子的运动方向和电场方向垂直时，假设电子不碰极板，则电子偏转的最大位移和最小位移是多少。

例6．如图所示，ABCDF为一绝缘光滑轨道，竖直放置在水平方向的 匀强电场中，BCDF是半径为R的圆形轨道，已知电场强度为E，今有质量为m的带电小球在电场力作用下由静止从A点开始沿轨道运动，小球受到的电场力和重力大小相等，要使小球沿轨道做圆周运动，则AB间的距离至少为多大？

解析：要使小球在圆轨道上做圆周运动，小球在“最高”点不脱离圆环。这“最高”点并不是D点，可采用等效重力场的方法进行求解。

重力场和电场合成等效重力场，其方向为电场力和重力的合力方向，与竖直方向的夹角（如图所示）

1tanqEmg

O45

等效重力加速度

合集下载

电场精选习题

电场精选习题

1.如图所示，空间有场强E=1.0×102V/m竖直向下的电场，长L=0.8m不可伸长的轻绳固定于O点．另一端系一质量m=0.5kg带电q=5×10﹣2C的小球．拉起小球至绳水平后在A点无初速度释放，当小球运动至O点的正下方B点时绳恰好断裂，小球继续运动并垂直打在同一竖直平面且与水平面成θ=53°、无限大的挡板MN上的C点．试求：

（1）绳子的最大张力；

（2）A、C两点的电势差；

（3）当小球运动至C点时，突然施加一恒力F作用在小球上，同时把挡板迅速水平向右移至某处，若小球仍能垂直打在档板上，所加恒力F的方向及取值范围．

2.如图所示，A、B间存在与竖直方向成45°斜向上的匀强电场E1，B、C间存在竖直向上的匀强电场E2，A、B的间距为1.25m，B、C的间距为3m，C为荧光屏．一质量m=1.0×10﹣3kg，电荷量q=+1.0×10﹣2C的带电粒子由a点静止释放，恰好沿水平方向经过b点到达荧光屏上的O点．若在B、C间再加方向垂直于纸面向外且大小B=0.1T的匀强磁场，粒子经b点偏转到达荧光屏的O′点（图中未画出）．取g=10m/s2．求：

（1）E1的大小

（2）加上磁场后，粒子由b点到O′点电势能的变化量．

3.如图所示，在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑离心轨道，一个带负电的小球从斜轨道上的A点由静止释放，沿轨道滑下，已知小球的质量为m，电量为﹣q，匀强电场的场强大小为E，斜轨道的倾角为α（小球的重力大于所受的电场力）．

（1）求小球沿斜轨道下滑的加速度的大小．

（2）若使小球通过圆轨道顶端的B点，求A点距水平地面的高度h至少应为多大？

（3）若小球从斜轨道h=5R处由静止释放．假设其能够通过B点，求在此过程中小球机械能的改变量．

4）如图所示，在匀强电场中，有A、B两点，它们之间的距离为10cm，两点的连线与场强方向成53°角．将一个电荷量为1×10﹣6 C的电荷由A点移到B点，电场力做功为8×10﹣5

高三物理电场专题复习

高三物理电场专题复习

学习必备欢迎下载

电场复习指导意见20XX年课标版考试大纲本章特点

概念多、抽象、容易混淆。电场强度、电场力、电势、电势差、电势能、

电场力做功。

公式多。在帮助学生理解公式的来龙去脉、物理意义、适用条件的同时，

可将其归类。

正负号含义多。在静电场中，物理量的正负号含义不同，要帮助学生正确

理解物理量的正负值的含义。

知识综合性强。要把力学的所有知识、规律、解决问题的方法和能力应用内容要求说明

54．两种电荷．电荷守恒

55．真空中的库仑定律．电荷量

56．电场．电场强度．电场线．点电荷的场

强．匀强电场．电场强度的叠加57．电势能．电势差．电势．等势面

58．匀强电场中电势差跟电场强度的关系

59．静电屏蔽

60．带电粒子在匀强电场中的运动

61．示波管．示波器及其应用62．电容器的电容

63．平行板电容器的电容，常用的电容器ⅠⅡ

Ⅱ

Ⅱ

Ⅱ

ⅠⅡ

Ⅰ

Ⅱ

Ⅰ带电粒子在匀强电场中运动的计算，只

限于带电粒子进入电

场时速度平行或垂直

于场强的情况学习必备欢迎下载

到电场当中

具体复习建议

一．两种电荷，电荷守恒，电荷量（Ⅰ）

1．两种电荷的定义方式。（丝绸摩擦玻璃棒，定义玻璃棒带正点；毛皮

摩擦橡胶棒，定义橡胶棒带负电）

2．从物质的微观结构及物体带电方法

接触带电（所带电性与原带电体相同）

摩擦起电（两物体带等量异性电荷）

感应带电（两导体带等量异性电荷）

3．由于物体的带电过程就是电子的转移过程，所以带电过程中遵循电荷守恒。每个物体所带电量应为电子电量（基本电量）的整数倍。

4．知道相同的两金属球绝缘接触后将平分两球原来所带净电荷量。（注意

电性）学习必备欢迎下载

二．真空中的库仑定律（Ⅱ）

1．rrqkqF22112或2212112rqkqFF

方向在两点电荷连线上，满足同性相斥，异性相吸。

2．规律在以下情况下可使用：（1）规定为点电荷；

（2）可视为点电荷；

（3）均匀带电球体可用点电荷等效处理，

绝缘均匀带电球体间的库仑力可用库仑定律221rqkqF等效处理，但r表示

两球心之间的距离。（其它形状的带电体不可用电荷中心等效）

高三物理电场试题答案及解析

高三物理电场试题答案及解析

高三物理电场试题答案及解析

1. 一电子仅受电场力作用，从高电势处移动到低电势处，则

A．电场力对电子做正功 B．电子的电势能减少

C．电子的动能减少 D．电子的动能和电势能的总和保持不变

【答案】CD

【解析】本题考查电场力做功与能量的关系，从高电势处移动到低电势处，电场力做负功电势能增加，只有电场力作用，则电子原来有一定的动能，后来一部分动能消耗了，电子的动能减少，电子的动能和电势能的总和保持不变即能量守恒；

2. 如图所示，在真空中有两个等量正电荷Q，分别置于A、B两点，DC为A、B连线的中垂线，D为无限远处，现将一正电荷q由C点沿CD移动到D点的过程中，下述结论中正确的是：（ ）

A. q的电势能逐渐增大.

B. q的电势能逐渐减小

C. q受到的电场力先增大后减小.

D. q受到的电场力逐渐减小.

【答案】BC

【解析】对于等量同种点电荷产生的电场和电势分布特点：在两电荷连线的中垂线上，C点和无穷远处的场强均为零，所以中垂线上由C点的场强为零开始，场强是先增大后逐渐减小的，到无穷远处时减小为零,所以q受到的电场力先增大后减小，C正确D错误；中垂线上任意点关于C点的对称点的场强大小相等，方向相反。规定无穷远处电势为零，则从C点向中垂线的两端逐渐减小，到无穷远处减小为零。所以q的电势能逐渐减小,A错误B正确。

3. 如图，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为m的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力F将小球向下压至某位置静止。现撤去F，使小球沿竖直方向运动，在小球由静止到离开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为W1和W2，小球离开弹簧时的速度为v，不计空气阻力，则上述过程中

A．小球的重力势能增加-W1

B．小球的电势能减少W2

C．小球的机械能增加W1+

D．小球与弹簧组成的系统机械能守恒 【答案】AB

【解析】：由功能关系可知，在小球由静止到离开弹簧的过程中，小球的重力势能增加-W1, 小球的电势能减少W2,选项AB正确；小球的机械能增加W2，小球与弹簧组成的系统机械能和电势能之和保持不变，选项CD错误。

电场电场强度电场线高三物理一轮专题

电场电场强度电场线高三物理一轮专题

电场电场强度电场线

【基础知识】

一、电场：

1、存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质．电荷间的作用总是通过________进行的。

2、电场的基本性质是_____________________。3、电场可以由存在的电荷产生，也可以由变化的________产生。

二、电场强度

1．定义：____________________，表示该处电场的强弱

2．表达式：E＝F/q 单位是：N/C或V/m；

E=kQ/r2（导出式，真空中的点电荷，

其中Q是产生该电场的电荷）

E＝U/d（导出式，仅适用于匀强电场，其中d是沿电场线方向上的距离）

3．方向：___________；场强的方向与该处________垂直．4．在电场中某一点确定了，则该点场强的大小与方向就是一个定值，与放入的检验电荷无关，即使不放入检验电

荷，该处的场强大小方向仍不变，这一点很相似于重力场中的重力加速度，点定则重力加速度定，与放入该处物体

的质量无关，即使不放入物体，该处的重力加速度仍为一

个定值．

5、电场强度是矢量，电场强度的合成按照_______法则．6、电场强度和电场力是两个概念，电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关，而电场力的大小与方向则跟放

入的检验电荷有关。三、电场线：

人们为了形象的描绘电场而想象出一些线，客观不存在．

1．切线方向表示该点场强方向，也是正电荷的受力方向．2．从正电荷出发到负电荷终止，或从正电荷出发到无穷远处终止，或者从无穷远处出发到负电荷终止．

3．疏密表示该处电场的强弱，也表示该处场强的大小．

4．匀强电场的电场线平行且距离相等．5．没有画出电场线的地方不一定没有电场．

6．顺着电场线方向，电势越来越低．

7．电场线的方向是电势降落陡度最大的方向，电场线跟等势面垂直．

8．电场线永不相交也不闭合，

9．电场线不是电荷运动的轨迹．10.请画出（1）孤立正负点电荷（2）等量异种点电荷（3）等量同种点电荷（4）匀强电场（5）点电荷与带电平板周