云南省大姚一中高三一轮复习静电场练习题含答案.docx

1、云南省大姚一中高三一轮复习静电场练习题含答案云南省大姚一中高三一轮复习静电场练习题1、在一静止点电荷的电场中,任一点的电势与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势a已在图中用坐标(ra,a)标出,其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是()A.EaEb=41 B.EcEd=21C.WabWbc=31 D.WbcWcd=132、一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置

2、如图所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是()A.电场强度的大小为2.5 V/cm B.坐标原点处的电势为1 VC.电子在a点的电势能比在b点的低7 eV D.电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV3、如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB,电势能分别为EpA、EpB。下列说法正确的是()A.电子一定从A向B运动B.若aAaB,则Q靠近M端且为正电荷C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpAabac,vavcvbB.aaabac,vbvc v

3、aC.abacaa,vbvc va D.abacaa,vavcvb9、关于静电场的等势面,下列说法正确的是()A.两个电势不同的等势面可能相交B.电场线与等势面处处相互垂直C.同一等势面上各点电场强度一定相等D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做正功10、一金属容器置于绝缘板上,带电小球用绝缘细线悬挂于容器中,容器内的电场线分布如图所示。容器内表面为等势面,A、B为容器内表面上的两点,下列说法正确的是()A.A点的电场强度比B点的大B.小球表面的电势比容器内表面的低C.B点的电场强度方向与该处内表面垂直D.将检验电荷从A点沿不同路径移到B点,电场力所做的功不同11

4、、如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地,在两极板间有一固定在P点的点电荷。以E表示两板间的电场强度,Ep表示点电荷在P点的电势能,表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则()A.增大,E增大B.增大,Ep不变C.减小,Ep增大 D.减小,E不变12、如图,平行板电容器两极板的间距为d,极板与水平面成45角,上极板带正电。一电荷量为q(q0)的粒子在电容器中靠近下极板处,以初动能Ek0竖直向上射出。不计重力,极板尺寸足够大。若粒子能打到上极板,则两极板间电场强度的最大值为()A. B.C. D.13、

5、如图,一带正电的点电荷固定于O点,两虚线圆均以O为圆心,两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹,a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点。不计重力。下列说法正确的是()A.M带负电荷,N带正电荷B.M在b点的动能小于它在a点的动能C.N在d点的电势能等于它在e点的电势能D.N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功14、以下说法正确的是()A.在静电场中,沿着电场线方向电势逐渐降低B.外力对物体所做的功越多,对应的功率越大C.电容器电容C与电容器所带电荷量Q成正比D.在超重和失重现象中,地球对物体的实际作用力发生了变化15、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

6、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16、如图所示,把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10m的绝缘细线悬挂于OA和OB两点。用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触,棒移开后将悬点OB移到OA点固定。两球接触后分开,平衡时距离为0.12m。已测得每个小球质量是8.010-4kg,带电小球可视为点电荷,重力加速度g取10m/s2,静电力常量k=9.0109Nm2/C2,则()A.两球所带电荷量相等B.A球所受的静电力

7、为1.010-2NC.B球所带的电荷量为410-8CD.A、B两球连线中点处的电场强度为017、如图所示,电子由静止开始经加速电场加速后,沿平行于板面的方向射入偏转电场,并从另一侧射出。已知电子质量为m,电荷量为e,加速电场电压为U0,偏转电场可看作匀强电场,极板间电压为U,极板长度为L,板间距为d。(1)忽略电子所受重力,求电子射入偏转电场时的初速度v0和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离y。(2)分析物理量的数量级是解决物理问题的常用方法。在解决(1)问时忽略了电子所受重力,请利用下列数据分析说明其原因。已知U=2.0102V,d=4.010-2m,m=9.110-31kg,e=1.61

8、0-19C,g取10m/s2。(3)极板间既有静电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质,请写出电势的定义式。类比电势的定义方法,在重力场中建立“重力势”G的概念,并简要说明电势和“重力势”的共同特点。18、中国科学家2015年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人类揭示物质本源的关键设备,在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用。如图所示,某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管(漂移管)组成,相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从K点沿轴线进入加速器并依此向右穿过各漂移管,在漂移管内做匀速直线运动,在漂移管间被电场加速,加速电压视为不变。设

9、质子进入漂移管B时速度为8106m/s,进入漂移管E时速度为1107m/s,电源频率为1107Hz,漂移管间缝隙很小,质子在每个管内运动时间视为电源周期的。质子的荷质比取1108C/kg。求:(1)漂移管B的长度。(2)相邻漂移管间的加速电压。19、如图,两水平面(虚线)之间的距离为H,其间的区域存在方向水平向右的匀强电场。自该区域上方的A点将质量为m、电荷量分别为q和-q(q0)的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域,并从该区域的下边界离开。已知N离开电场时的速度方向竖直向下;M在电场中做直线运动,刚离开电场时的动能为N刚离开电场时动能的1.5

10、倍。不计空气阻力,重力加速度大小为g。求(1)M与N在电场中沿水平方向的位移之比。(2)A点距电场上边界的高度。(3)该电场的电场强度大小。20、真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0,在油滴处于位置A时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变。持续一段时间t1后,又突然将电场反向,但保持其大小不变;再持续同样一段时间后,油滴运动到B点。重力加速度大小为g。(1)求油滴运动到B点时的速度。(2)求增大后的电场强度的大小;为保证后来的电场强度比原来的大,试给出相应的t1和v0应满足的条件。已知不存在电场时,油滴以初速度v0做竖

11、直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍答案1、【解析】选A、C。a到点电荷的距离为ra,由图可知,b、c、d到点电荷的距离分别为rb=2ra、rc=3ra、rd=6ra,由点电荷的场强公式可得:Ea=4Eb=9Ec=36Ed,则EaEb=41,EcEd=41;设带正电的试探电荷的电量为q,则Wab=qUab,Wbc=qUbc,Wcd=qUcd;由图知Uab=3V,Ubc=1V,Ucd=1V,故WabWbc=31,WbcWcd=11,故选项A、C正确。2、【解析】选A、B、D。如图所示,设ac之间的d点电势与b点相同,则，所以d点的坐标为(3.5 cm,6 cm),过c点作等势线bd

12、的垂线,由几何关系可得cf的长度为3.6 cm。电场强度的大小，故A正确;因为Oacb是矩形,所以有Uac=UOb解得坐标原点O处的电势为1 V,故B正确;a点电势比b点电势低7 V,电子带负电,所以电子在a点的电势能比在b点的高7 eV,故C错误;b点电势比c点电势低9 V,电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV,故D正确。3、【解析】选B、C。电子在电场中做曲线运动,虚线AB是电子只在静电力作用下的运动轨迹,电场力沿电场线指向曲线的凹侧,电场的方向与电场力的方向相反,如图所示,由所知条件无法判断电子的运动方向,故A错误;若aAaB,说明电子在A点受到的电场力较大,M点的电场强度较大,根

13、据点电荷的电场分布可知,靠近M端为场源电荷的位置,应带正电,故B正确;无论Q为正电荷还是负电荷,一定有电势AB,电子电势能Ep=-e,电势能是标量,所以一定有EpArcrb,且Q受P排斥力作用,由库仑定律可知FbFcFa,所以根据牛顿第二定律可知abacaa。Q在a点向b点运动,或在c点向b点运动时要克服电场力做功动能减小,又由于Q在a、b、c点时距P的距离rarcrb,所以vavcvb,故选项D正确。9、【解析】选B。等势面的特点:两个电势不同的等势面不可能相交,故A错误;电场线与等势面处处相互垂直,故B正确;等势面的疏密程度表示电场强度的大小,故C错误;电场线由电势高的等势面指向电势低的等

14、势面,负电荷受力与电场线的方向相反,故负电荷受力由电势低的等势面指向电势高的等势面,那么它从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做负功,D错误。10、【解析】选C。B点的电场线比A点的电场线密,所以B点的电场强度大,A错误;比较电势高低看电场线的方向,沿着电场线方向电势降低,所以B项错误;容器内表面为等势面,电场线与等势面永远垂直,C项正确;电场力做功与路径无关,取决于初末两点电势差,所以将检验电荷从A点沿不同路径移到B点,电场力所做的功相同,D项错误。11、【解析】选D。若保持下极板不动,将上极板向下平移一小段距离,则根据可知,C变大,Q一定,则根据Q=CU可知,U减小,则静电计指针

15、偏角减小;根据,Q=CU联立可得,可知Q一定时,E不变;根据U1=Ed1可知P点离下极板的距离不变,E不变,则P点与下极板的电势差不变,P点的电势不变,则Ep不变,故选项A、B、C错误,D正确。12、【解析】选B。对粒子进行受力分析如图所示,可知粒子的运动方向与所受的合力不在同一条直线上,粒子做曲线运动,若粒子恰能到达上极板时,其速度与极板平行,电场强度有最大值。将粒子的初速度v0分解为垂直于极板的vy和平行于极板的vx两个分量,当vy=0时,粒子恰能到达上极板,速度与极板平行,根据,由于vy=v0cos45,联立整理得到:,故选项B正确。13、【解析】选A、B、C。由图中带电粒子M和N先后在

16、电场中运动的轨迹可知,粒子M受到引力作用所以带负电,粒子N受到斥力作用所以带正电,选项A正确;由于a点比b点更靠近带正电的点电荷,所以粒子M由a点运动到b点的过程中粒子要克服电场力做功,动能减小,选项B正确;d点和e点在同一个等势面上,所以N在d点的电势能等于它在e点的电势能,选项C正确;粒子N带正电,从c点运动到d点的过程中电场力做正功,选项D错误。14、【解析】选A。在静电场中如果沿着电场线方向移动正电荷,电场力做正功,电势能减少,根据电势的定义式,可知电势降低,如果沿电场线方向移动负电荷,电场力做负功,电势能增加,根据,把-q代入,电势降低,可判断A正确;在时间相同的情况下,外力对物体做

17、功越多,对应的功率越大,B项错误;公式是电容器电容的定义式或者说是计算式,不是电容器电容的决定式。电容器的电容不随电容器所带的电荷量Q和极板间电压U的变化而变化,C项错误;不管物体处于失重状态还是超重状态,物体本身的重力并没有改变,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)不等于物体本身的重力,D项错误。故选A。15、【解析】选C。把一带正电荷的物体C置于A附近,由于静电感应靠近C的一端A带负电,远离C的一端B带正电,A错误;因为AB导体处于带电体C的电场中,所以AB导体是等势体,则A、B的电势相同,B错误;移去C,由于A、B接触,先前感应出的等量正、负电荷发生中和,再分开A、B后,A和B上不

18、带电,所以贴在A、B下部的金属箔都闭合,C正确;先把A和B分开,然后移去C,A带负电,B带正电,则贴在A、B下部的金属箔都张开,D错误。故选C。16、【解析】选A、C、D。用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,带正电的玻璃棒与A球接触,A球带正电,A、B接触后,由于两个小球完全相同,电荷量均分,则两球所带电荷量相等,且都为正电,在A、B两球连线中点处的电场强度为0,则A、D项正确;两小球平衡时如图所示,重力和库仑力的合力与悬线的拉力大小相等,方向相反,在结构三角形OAAD中cos=0.6,在矢量三角形中,则B项错误;由库仑定律得q=410-8C,则C正确,故选A、C、D。17、【解析】(1)根据动能定理

19、可得:所以电子射入偏转电场的初速度在偏转电场中,电子的运动时间偏转距离y=a(t)2=(2)考虑电子所受重力和电场力的数量级,有重力G=mg10-29N电场力F=10-15N由于FG,因此不需要考虑电子所受的重力(3)电场中某点电势定义为电荷在该点的电势能Ep与电荷量q的比值,即=,由于重力做功与路径无关,可以类比静电场电势的定义,将重力场中物体在某点的重力势能EG与其质量m的比值叫作重力势,即G=。电势和重力势G都是反映场的能的性质的物理量,仅由场自身的因素决定。答案:(1)(2)见解析(3)=电势和重力势G都是反映场的能的性质的物理量,仅由场自身的因素决定18、【解析】(1)设质子进入漂移

20、管B的速度为vB,电源的频率、周期分别为f、T,漂移管B的长度为L,则L=vB联立可得L=0.4m(2)设质子进入漂移管E的速度为vE,相邻漂移管间的加速电压为U,电场对质子所做的功为W,质子从漂移管B运动到漂移管E电场力做功W,质子的电荷量为q、质量为m,则W=qUW=3W联立各式并代入数据得U=6104V答案:(1)0.4m(2)6104V19、【解析】(1)由于带电小球M、N进入电场水平方向初速度v0相等,加速度大小相等,方向相反,运动时间相等,因此离开电场时vMx=2v0,vNx=0。对小球M:对小球N:解得(2)设A点距电场上边界的高度为h,竖直方向做自由落体运动,进入电场竖直方向速

21、度为vy1,离开电场竖直方向速度为vy2有由于M在电场中做直线运动,有联立解得(3)设电场强度为E,对小球M:水平方向竖直方向vy2-vy1=gt又由于联立方程解得答案:(1)31(2) (3) 20、【解析】(1)设油滴质量和电荷量分别为m和q,油滴速度方向向上为正。油滴在电场强度大小为E1的匀强电场中做匀速直线运动,故电场方向向上。在t=0时电场强度突然从E1增大到E2,油滴做竖直向上的匀加速运动,加速度大小设为a1,有:E2q -mg = ma1油滴在t1时刻的速度:v1= v0+a1t1电场强度突然在t1时刻反向,油滴做匀变速直线运动,加速度大小为a2,方向向下。有:E2q + mg = ma2油滴在t2=2t1时刻的速度为:v2= v1- a2t1 由以上四式得:v2= v0-2gt1(2)由题意,在t=0时刻前有:E1q = mg油滴从t=0到时刻t1的位移为: 油滴在从时刻t1到时刻t2=2t1的时间间隔内的位移为: 设B、A两点之间的距离为h,由题给条件有: 若B点在A点之上,依题意有:s1+s2=h由以上几式解得: 为使E2E1,应有: 1即: 0 t1 0情形;或t1 ;对应于v2E1,应有: 1