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高中物理静电场经典习题(包含答案)

2022-03-07 来源:年旅网
1.(2012江苏卷).一充电后的平行板电容器保持两板间的正对面积、间距和电荷量不变,在两板间插入一电介质,其电容A.C和U均增大

C.C减小,U增大 DB

2(2012天津卷).两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示,一带负电的粒子以某一速度从图中只受静电力作用,则粒子在电场中

A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行,

( )

最后离开电场,粒子

C和两极板间的电势差

B.C增大,U减小.C和U均减小

U的变化情况是( )

A.做直线运动,电势能先变小后变大B.做直线运动,电势能先变大后变小C.做曲线运动,电势能先变小后变大D.做曲线运动,电势能先变大后变小C

3.(2012安徽卷).如图所示,在平面直角坐标原点

中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中

y(cm)

点A处的电势为6 V, 点BO处的电势为0 V,

( )

处的电势为3 V, 则电场强度的大小为A.200V/m B.200C.100 V/m D. 100A

B(0,3)

A(6,0)

3 V/m 3 V/m

O

x(cm)

4.(2012重庆卷).空中P、Q两点处各固定一个点电荷,其中P点处为正点电荷,P、Q两点附近电场的等势面分布如题所示,a、b、c、d为电场中的四个点。则A.P、Q两点处的电荷等量同种B.a点和b点的电场强度相同C.c点的电热低于

d点的电势

( )

20图

D.负电荷从a到c,电势能减少D

5.(2012海南卷)关于静电场,下列说法正确的是( )

A.电势等于零的物体一定不带电B.电场强度为零的点,电势一定为零C.同一电场线上的各点,电势一定相等D.负电荷沿电场线方向移动时,电势能一定增加D

6.(2012山东卷).图中虚线为一组间距相等的同心圆,圆心处固定一带正电的点电荷。

一带电粒子以一定初速度射入电场,

实线为

粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,交点。则该粒子( ) A.带负电

B.在c点受力最大C.在b点的电势能大于在

a、b、c三点是实线与虚线的

c点的电势能

b点到c点的动能变化

D.由a点到b点的动能变化大于有CD

7.[2014·北京卷] 如图所示,实线表示某静电场的电场线,列判断正确的是(

)

虚线表示该电场的等势面.下

A.1、2两点的场强相等B.1、3两点的场强相等C.1、2两点的电势相等D.2、3两点的电势相等

D本题考查电场线和等势面的相关知识.根据电场线和等势面越密集,电场强度越大,有E1>E2=E3,但E2和E3电场强度方向不同,故同一等势面电势相等,故

A、B错误.沿着电场线方向,电势逐渐降低,

φ1>φ2=φ3,C错误,D正确.

1

R=0.5 m的圆弧

4

8.如图所示,A、B是位于竖直平面内、半径形的光滑绝缘轨道,其下端点

B与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨

E=5×103N/C.今有一质

道处在水平向左的匀强电场中,电场强度

量为m=0.1 kg、带电荷量+q=8×105 C的小滑块(可视为质点)从A点由静止释放.若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数取g=10 m/s2,求:

(1)小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点小滑块在水平轨道上通过的总路程.

答案:(1)2.2 N

(2)6 m解析:(1)设小滑块第一次到达

B的压力为F,则:

2

μ=0.05,

B时B点的压力.(2)

B点时

的速度为vB,对圆弧轨道最低点

12

mgR-qER=mvB

2

vB

F-mg=m,故F=3mg-2qE=2.2 N。

R

12

B点由动能定理得-Ff·S=0-mvB结合Ff=μmg可得小滑块在水平轨道上

2

(2)由题意知小滑块最终将停在通过的总路程S=6 m.

9.如图所示,有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场,当偏转

当偏转电压为

U2时,带

(

)

电压为U1时,带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出;电粒子沿②轨迹落到

B板中间;设粒子两次射入电场的水平速度相同,则两次偏转电压之比为

B.U1∶U2=1∶4 D.U1∶U2=1∶1

2

A.U1∶U2=1∶8 C.U1∶U2=1∶2

121Uql22mv0dyy

答案:A解析:由y=at=得:U=,所以U∝222,可知A项正确.

22mdv0qll10.(10分)质量都是m的两个完全相同、带等量异种电荷的小球平面上相距为2l的M、N两点,平衡时小球

A、B分别用长l的绝缘细线悬挂在同一水

α=30°,当外加

A、B的位置如图甲所示,线与竖直方向夹角

水平向左的匀强电场时,两小球平衡位置如图乙所示,线与竖直方向夹角也为α=30°,求:

(1)A、B小球电性及所带电荷量

10(2)

Q;(2)外加匀强电场的场强3

3mgk9l

E.

答案:(1)

3mg

l3k

。解析:(1)A球带正电,B球带负电两小球相距

3mg

l. 3k

d=2l-2lsin 30°

Q2

=l。由A球受力平衡可得:mgtan α=k2,解得:Q=

l

(2)外加电场时,两球相距

3mgk3

.

9l

Q

d′=2l+2lsin 30=°3l,根据A球受力平衡可得:QE-k,解2=mgtan α

3l

2

10

得:E=

11.(10分)(2010莱芜模拟·)一质量为m、带电荷量为+q的小球以水平初速度电场中,如图甲所示.今测得小球进入电场后在竖直方向下降的高度图乙所示,根据图乙给出的信息,

(2)小球从进入匀强电场到下降(3)小球在h高度处的动能.mg2hmv0答案:(1)-2

qqL

2

2

v0进入竖直向上的匀强

x之间的关系如

y与水平方向的位移

(重力加速度为g)求:(1)匀强电场场强的大小;

h高度的过程中,电场力做的功;

2h2mv02-mghL22h2mv02mv02

(2)+(3)22

LL2

t,水平方向:v0t=L,竖直方向:

mgh

222

2hmv0-mghL

W=-qEh=2.(3)根据动能定理

L

解析:(1)小球进入电场后,水平方向做匀速直线运动,设经过时间

2

mg-qEtmg2hmv0

=h,所以E=-2.(2)电场力做功为

2mqqL

mv02hmv0mv0-qEh=Ek-,得Ek=+

2L22.

2222

12.两个等量点电荷P、Q在真空中产生的电场线(方向未画出)如图所示,一电子在

FA和FB,则它们的大小关系为

( )

A、B两点

所受的电场力分别为

A.FA=FB C.FA>FB 【答案】C

13.一平行板电容器充电后与电源断开,

示,以E表示两板间的场强,

B.FA负极板接地。两板间有一个正电荷固定在

W表示正电荷在

P点,如图所P点的电势能,若

U表示电容器两板间的电压,

保持负极板不动,将正极板向下移到图示的虚线位置则( )

A.U变小,E不变C.U变小,W不变14.图中三条实线

B.E变小,W不变D.U不变,W不变

a、b、c表示三个等势面。一个带电

粒子射入电场后只在电场力作用下沿虚线所示途径由M点运动到N点,由图可以看出

( )

A.三个等势面的电势关系是B.三个等势面的电势关系是C.带电粒子在

a>b>c aN点的动能较小,电势能较大

D.带电粒子在【答案】C

N点的动能较大,电势能较小

15.如图所示,虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一族等势线及

其电势值,一带电粒子只在电场力的作用下飞经该电场时,恰能沿图中的实线从点,则下列判断正确的是A.粒子一定带负电B.A点的场强大于

B点的场强

B点的电势能B点的动能( )

A点飞到B

C.粒子在A点的电势能大于在D.粒子在A点的动能小于在16.如图,虚线

电势分别为

a、b和c是某静电场中的三个等势面,它们的Ua、Ub和Uc,Ua>Ub>Uc.一带正电的粒子射入电

KLMN所示,由图可知( )

场中,其运动轨迹如实线

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,动能减少【答案】AC

17.如图所示,匀强电场强度

向右,一点电荷

q=4.0

10

8

E=1.2

C

102N/C

,方向水平

,沿半径R=20cm的圆周,

90

0

从A点移动到B点。已知平行。求:

AOB

,且OB与电场线

(1)这一过程中电场力做的功是多少功?

(2)A、B两点间的电势差

?是做正功还是做负

UAB是多少?

【答案】(1)WAB负功(2)U

EqR=1.210

2

4.010

8

0.2=9.610

7

J

WAB

AB

9.6104.010

8

7

q

24V

20.[2014·福建卷Ⅰ] 如图,真空中三角形,边长L=2.0 m.若将电荷量均为已知静电力常量

(1)两点电荷间的库仑力大小;(2)C点的电场强度的大小和方向.

xOy平面直角坐标系上的

A、B、C三点构成等边

A、B点,

q=+2.0×106 C的两点电荷分别固定在

k=9×109 N·m2/C2,求:

20.(1)9.0×10 N(2)7.8×103 N/C沿y轴正方向[解析] (1)根据库仑定律,A、B两点电荷间的库仑力大小为-3

F=kL2q2①代入数据得

F=9.0×10-3

N②

(2)A、B两点电荷在C点产生的场强大小相等,均为Eq1=kL2③

A、B两点电荷形成的电场在C点的合场强大小为

E=2E1cos 30°④由③④式并代入数据得

E=7.8×103 N/C⑤

场强E的方向沿y轴正方向.

22.[2014·安徽卷] (14分)如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中

有一小孔.质量为

m,电荷量为+q的小球从小孔正上方高

h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零

(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g).求:

(1)小球到达小孔处的速度;

(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量;(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间.22.[答案] (1) (2)Cmg(hg+d)(3)h+hd2hg[解析] (1)由v2

=2gh得v=

(2)在极板间带电小球受重力和电场力,有

mg-qE=ma

0-v2

=2ad得E=mg(qd

h+d)U=EdQ=CU

得Q=Cmg(hq

+d)(3)由h=12gt2

1、0=v+at2、t=t1+t2可得t=h+hd2h

g

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