电场综合能力测试Word下载.docx
- 文档编号:16423083
- 上传时间:2022-11-23
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:236.52KB
电场综合能力测试Word下载.docx
《电场综合能力测试Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电场综合能力测试Word下载.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
4.图6-31中竖直方向上的直线MN为某一静电场中的一条电场线(指向不知),若一带电微粒从A点由静止释放,微粒沿竖直方向下落,到B点时速度为零,不计空气阻力,则
A.微粒的运动不可能是匀速运动,也不可能是匀加速运动
B.A点的场强一定大于B点的场强
C.可能是A点的电势比B点高,也可能是B点的电势比A点高
D.A,B两点间微粒的重力势能之差大于电势能之差
5.如图6-32所示,在一块很大的接地金属板附近,放一个固定的、带正电的点电荷Q,P1,P2,P3是金属板表面上的三点,可以判定
A.P1,P2两点右侧邻近处的场强大小相等
B.P1,P2两点右侧邻近处场强方向相同
C.P1,P2两点处有感应电荷
D.P3处无感应电荷
6.在绝缘的光滑水平面上固定有a,b,c三个质量相等的带电小球,三个小球在同一直线上,如图6-33所示,选取向右的方向为正方向,若释放a球,a球的初始加速度为-1m/s2;
若释放c球,c球的初始加速度为3m/s2;
若释放b球,b球的初始加速度是
A.2m/s2
B.1m/s2
C.-2m/s2
D.无法确定
7.在某一电场的区域中,选取坐标如图6-34所示.a为x轴上的一点,b,c为y轴上的两点.将正检验电荷从a点移动到b点的过程中要克服电场力做功为W,如将该检验电荷从a点移动到c点,克服电场力做功也为W,则
A.产生此电场的电荷可能是正电荷,位于第Ⅳ象限
B.产生此电场的电荷可能是负电荷,位于第Ⅰ象限
C.此电场可能是匀强电场,电场方向沿y轴正方向
D.此电场可能是匀强电场,电场方向沿x轴负方向
8.在两个点电荷的电场中,如果发现距两点电荷有限距离处有场强为零的点,也有电势为零的点,则可以判定
A.这两个点电荷一定是异种电荷
B.这两个点电荷可能是异种电荷,也可能是同种电荷
C.场强为零的点和电势为零的点都只有一处
D.场强为零的点只有一处,电势为零的点不只是一处
9.如图6-35所示,虚线为等势面,相邻等势面的电势差相等,一正电荷由1处静止释放,不计重力,到3时动能为10J.取2为零电势面,此电荷动能为7J时,它的电势能为
A.10J
B.3J
C.-2J
D.-3J
10.如图6-36所示,一个带负电的油滴以初速v0从P点倾斜向上进入水平方向的匀强电场中,若油滴到达最高点时速度大小仍为v0,则油滴最高点的位置在
A.P点的左上方<
/PGN0356.TXT/PGN>
B.P点的右上方
C.P点的正上方
D.上述情况都有可能
11.如图6-37所示,一个原来不带电的导体球壳,现在壳内放一个点电荷+q1,壳外放一个点电荷+q2,则下列叙述中正确的是
A.q1与q2间的作用力为零
B.壳外表面上的电荷对q1的作用力的合力为零
C.q2与壳外表面上的电荷对q1的作用的合力为零
D.q1与壳内表面上的电荷对q2的作用的合力为零
12.如图6-38所示,平板电容器两极板与电源连接,把一负点电荷-q固定于两板间的P点,当把接地的B板水平下移时
A.负点电荷的电势能增大
B.两板间的电场强度减少
C.B板带电量减少
D.P点电势不变
13.如图6-39所示,在光滑绝缘的水平直轨道上有两个带电小球a和b,a球质量为2m,带电为+q,b球质量为m,带电为+2q,两球相距较远,相向运动,某时刻a球和b球的速度大小顺次为v和1.5v,由于静电斥力它们不会相碰,则下列叙述正确的是
A.a球一直沿原方向运动,b球要反向运动
B.a,b两球都要反向运动,但b球先反向
C.两球相距最近时,速度大小相等、方向相反
D.b球和a球所受的静电斥力始终做负功
14.如图6-40所示,虚线表示匀强电场中的两等势面,电势分别为-2V和-3V,两等势面相距0.1m.将一点电荷-10-6C从a点匀速移到b点,ab=0.3m,不计重力,下列说法中正确的是
A.所加外力的大小应为10-5N
B.所加外力的方向应竖直向上
C.所加外力的方向垂直ab斜向下方
D.外力做的功是10-6J
二、填空题
15.如图6-41所示,A,B两小球的质量分别为m1和m2,带电量分别为q1和q2,它们分别用细线悬挂,达到静止平衡状态时,悬线与竖直方向之间的夹角分别为α和β,A,B两小球处于同一水平面上,则对两小球的质量比可判定为m1∶m2=_______.
16.一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电量为+Q的电荷,另一电量为+q的点电荷放在球心O上,由于对称性,点电荷受力为零,现
受力的大小为_______(已知静电力常数为k),方向_______.
17.如图6-42所示,一绝缘细圆环半径为r,其环面固定在水平面上.场强为E的匀强电场与圆环平面平行.环上穿有一电量为+q,质量为m的小球,可沿圆环做无摩擦的圆周运动,若小球经A点时速度vA的方向恰与电场垂直,且圆环与小球间沿水平方向无力的作用,则速度vA=_______.当小球运动到与A点对称的B点时,小球对圆环在水平方向的作用力NB=_______.
18.如图6-43所示,平行金属板A,B,C,D分别相距d,并与电源连接,B,C板各有小孔S1,S2.电子从A板由静止出发,穿过S1,S2进入C,D间电场,若电源电动势ε2=2ε1=2ε.电子质量为m,电量为e,则电子运动的最大距离为_______,电子到距A板最远处所用的时间为_______.
19.质量为5×
10-6kg的带电微粒,以2m/s的速度从水平放置的平行金属板A,B中央水平飞入板间,如图6-44所示.已知板长为10cm,两板间距离为2cm,当UAB=1000V时,带电微粒恰好沿直线穿过两板间,则该微粒带电为_______C,当A,B间电压在_______范围内时,此带电微粒能从两板间飞出.(取g=10m/s2)
20.如图6-45所示,平行板电容器板面水平,放置于空气中.两板与电源连接,A板接静电计小球,B板接静电计外壳,这时有一个带电微粒在电容器中静止.在电键S闭合时,将A板水平向左移动一段距离,微粒的运动情况是_______,电容器带电量的变化情况是_______.如果先断开电键,再把A板向左移动段距离,则微粒的运动情况是_______,静电计指针张角的变化情况是_______.
21.如图6-46所示,虚线为某一匀强电场E中的等势面,相邻两等势面间的电势差均为U,1的电势最高,5的电势最低.质量为m,电量为e的电子以初速v0沿等势面5进入电场中,则电子到达等势面1的时间t=_______,电子到达等势面1的动能Ek=________.
22.如图6-47所示,平行金属板A,B相距d,通过电键与电源连接.电键S闭合后,一带电粒子从左边沿平行于极板的方向射入电场,打在B板中点处,不计重力.为使粒子能刚好飞出电场,应将B板下移________.若将电键S断开,则使粒子能刚好飞出电场,应将B板下移________.<
/PGN0359.TXT/PGN>
23.质量分别为m1和m2的两个点电荷q1和q2,用长度均为l的细绝缘线悬挂于同一点O,平衡后它们的位置如图6-48所示,α=
加速度,k为静电力恒量).
24.一个α粒子原来静止,一个质子由远处以初速v0向着α粒子运动,速度方向沿着两粒子的连线方向,已知质子的质量为m,电量为e,两粒子相距最近的距离为l,当两粒子距离最近时,α粒子的速度大小是________,α粒子的加速度大小是______,α粒子在质子所在处形成电场的电势为_______.
三、论述、计算题
25.匀强电场的场强E=2.0×
103Vm-1,方向水平.电场中有两个带电质点,它们的质量均为m=1.0×
10-5kg.质点A带负电,质点B带正电,电量皆为q=1.0×
10-9C.开始时,两质点位于同一等势面上,A的初速度vAO=2.0ms-1,B的初速度vBO=1.2ms-1,均沿场强方向.在以后的运动过程中,若用Δs表示任一时刻两质点间的水平距离,问当Δs的数值在什么范围内,可判断哪个质点在前面(规定图6-49中右方为前),当Δs的数值在什么范围内不可判断谁前谁后?
26.如图6-50所示,将一个穿在光滑绝缘杆中的弹簧振子,放在足够大的金属板间.已知弹簧的劲度系数k=100N/m,小球的质量m=0.1kg,小球带电量q=+2×
10-3C,小球与弹簧间绝缘,且小球体积可忽略.两板间的距离d=<
/PGN0360.TXT/PGN>
0.2m,电源的电压U=200V,不计两金属板的充、放电时间,问:
(1)闭合S1,小球做什么运动?
平衡位置在何处?
(2)断开S1,闭合S2,小球的运动有什么变化?
27.如图6-51所示,在两块足够长、竖直放置的平行金属板A,B上端的中点Q的正上方有一点P,在P点处放一带电的小球.已知小球质量m=5×
10-6kg,带电量q=5×
10-8C,P,Q间的高度h=1.25m,A,B板间距离d=0.04m,两板间电压UBA=4V,求:
带电小球从P点开始由静止落下,经多少时间后与金属板相碰?
相碰在何处?
(g取10m/s2,且不计空气阻力)
28.质量m=2.0×
10-15kg,带电量为q=-3.0×
10-10C的带电微粒,自A点竖直向上进入水平匀强电场区,如图6-52所示,经过时间t=1.0×
10-4s射出电场区,在电场中沿电场线侧移了15cm,飞出电场时速度为v=5.0×
103m/s,场强E=2.0×
102N/C.求微粒进入电场时的速度和场区高度.
29.图6-53
(1)中A和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
(2)表示一周期性的交变电压的波形,横坐标代表时间t,纵坐标代表电压U.从t=0开始,电压为一给定值U0,经过半周期,突然变为-U0;
再过半个周期,又突然为U0……如此周期性交替变化.在t=0时,将上述交变电压加在A,B两板上,使开始对A板电势比B板高,这时在紧靠B板处有一初速度为零的电子(质量为m,电量为e)在电场力作用下开始运动,要想使这个电子到达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?
30.一个质量为m带有电荷-q的小物体,可在水平轨道Ox上运动,O端有一与轨道垂直的固定墙,轨道处于匀强电场中,场强大小为E,方向沿Ox正向,如图6-54所示.小物体以初速v0从x0点沿Ox轨道运动,运动时受到大小不变的摩擦力f作用,且f<qE;
设小物体与墙碰撞时不损失机械能,且电量保持不变,求它在停止运动前所通过的总路程.
31.如图6-55所示,斜面AC的倾角α=30°
,AB=BC,A,B间无摩擦,B,C<
/PGN0361.TXT/PGN>
间有摩擦,在垂直于斜面的方向上存在着匀强电场,在A,B两点处分别放置相同材料做成的质量和带电量都相同的滑块M和N.当电场强度的大小不变、方向与图中所示的方向相反时,两滑块都能自由下滑而不受摩擦力作用.今按图示情况释放两滑块后,N仍静止,M与N相碰后没有分开,为使它们不能到达C点,斜面与滑块间的摩擦因数应为多大?
32.如图6-56所示,真空中电极K发出的电子(初速不计)经过U0=1000V的加速电场后,由小孔S沿两水平金属板A,B间的中心线射入.A,B板长l=0.20m,加在A,B两板间的电压U随时间t变化的U—t图线如图6-57所示.设A,B间的电场可看作是均匀的,且两板外无电场.在每个电子通过电场区域的极短时间内,电场可视作恒定的.两板右侧放一记录圆筒.筒的左侧边缘与极板右端距离b=0.15m,筒绕其竖直轴匀速转动,周期T=0.20s,筒的周长s=0.20m,筒能接收到通过A,B板的全部电子.
(1)以t=0时(见图6-57此时U=0)电子打到圆筒记录纸上的点作为xy<
/PGN0362.TXT/PGN>
坐标系的原点,并取y轴竖直向上,试计算电子打到记录纸上的最高点的y坐标和x坐标;
(不计重力作用)
(2)在给出的坐标纸(图6-58)上定量地画出电子打到记录纸上的点形成的图线.
33.静止在太空中的飞行器上,有一种装置,它利用电场加速带电粒子,形成向外发射的高速粒子流,从而对飞行器产生反冲力,使其获得加速度.已知飞行器质量为M,发射的是2价氧离子,发射离子的功率恒为P,加速的电压为U,每年氧离子的质量为m,单位电荷的电量e.不计发射氧离子后飞行器质量的变化,求:
(1)射出的氧离子速度;
(2)每秒钟射出的氧离子数;
(3)射出离子后飞行器开始运动时的加速度.
34.如图6-59所示,一根长l,两端封闭的玻璃管内有A和B两电性相同的带电小球,它们的质量分别为m和2m,电量分别为2q和q,B的上方为真空.当A,B间封有一定质量的气体时,A在管的底
衡.在A,B间有气体的情况下将管子倒置,平衡时A球距下端多远?
(设温度保持不变)
35.三块相同的金属平板A,B,D自上而下水平放置,间距分别为h和d,如图6-60所示.A,B两板中心开孔,在A板的开孔上搁有一金属容器P,与A板接触良好,其内盛有导电液体.A板通过闭合的电键K与电动势为U0的电池的正极相连,B板与电池的负极相连并接地.容器P内的液体在底部小孔O处形成质量为m,带电量为q的液滴后自由下落,穿过B板的开孔O′落在D板上,其电荷被D板吸附,液体随即蒸发,接着容器底部又形成相同的液滴自由下落,如此继续.设整个装置放在真空中.<
/PGN0363.TXT/PGN>
(1)第1个液滴到达D板时的速度为多少?
(2)D板最终可达到多高的电势?
(3)设液滴的电量是A板所带电量的α倍(α=0.02),A板与B板构成的电容器的电容为C0=5×
10-12F,U0=1000V,m=0.02g,h=d=5cm.试计算D板最终的电势值;
(取g=10m/s2)
(4)如果电键K不是始终闭合,而只是在第一个液滴形成前闭合一下,随即打开,其他条件与(3)同.在这种情况下,D板最终可达到的电势值是多少?
说明理由.
36.如图6-61所示,质子束不断地沿平行于板的方向贴着A板以初速度v0=4.0×
106m/s飞入两平行板A,B间,两板均长l=20cm,相距d=4.0×
10-3m.两板间所加电压UAB与时间T的关系如图6-62所示.已知质子质量m=1.67×
10-27kg,电量q=1.6×
10-19C,并设打到板上的质子均被板吸收.
(1)设U0=167V,求质子通过两板间时偏转距离的最大值;
(2)当U0取某一值U1时,将开始有质子不能从两板间飞出,求U1;
(3)当U0取某一值U2时,将完全无质子从两板间飞出,求U2.
37.如图6-63所示,同一竖直平面内固定着两水平绝缘细杆AB,CD,长均为L,两杆间竖直距离为h.B,D两端以光滑绝缘的半圆形细杆平滑相连,半圆形细杆与AB,CD在同一竖直面内,且AB,CD恰为半圆弧在B,D两点处的切线.O为AD,BC连线的交点.在O点固定一电量为Q的正电荷.质量为m的小球P带正电荷,电量为q,穿在细杆上,从A以一定初速出发,沿杆滑动,最后可到达C点.已知小球与两水平杆间的动摩擦因数均为μ,小球所受库仑力始终小于重力,求:
(1)P在水平细杆上滑动时所受摩擦力的最大值和最小值;
(2)从A点出发时初速度的最小值.<
/PGN0364.TXT/PGN>
☆综合能力测试答案
一、1.A、B、C、D
2.A、C、D
3.D
4.A、C
5.B、C、D
6.C
7.A、D
8.A、D
9.C
10.A
11.C、D
12.A、B、C
13.B
14.A、D
提示:
9.正电荷q,相邻两等势面的电势U,q·
2U=10J,qU=5J.
10.电场力向左,电场力做正功.
13.两球动量守恒,相距很远时总动能不变.
14.E=10N/C,方向垂直等势面指向电势降低最快的方向.
二、15.tanβ∶tanα
19.-1.0×
10-9,200~1800V
20.静止,减小,向A板加速运动,增大
+4m)(0.2v0)2=eU.
三、25.当Δs<0.8m时,A可能在前,B也可能在前;
当Δs>0.8m时,A一定在后,B一定在前.
26.
(1)简谐运动,弹簧伸长Δl=0.02m.
(2)仍是简谐运动,周期相同,平衡位置在弹簧不伸长处.
27.0.7s,在A板距上端1.2m处.
28.4×
103m/s,40cm.
电场力qE=3.0×
10-10×
2.0×
102N=6.0×
10-8N,重
响.
电子运动过程中一直受加速电压U0作用,电子运动时间为t,
小球最后静止于O处.设小球通过的总路程为s,由动能定理得
31.μ≥0.36
设滑块质量为m,则qE=mgcosα.若B点高h,A点高2h,由动量守恒得
它们不能到达C点的条件是
32.
(1)(2cm,2.5cm),(12cm,2.5cm).
(2)如图6-64所示.
电子能通过两板时板间电压的最大值Uc为
故Uc=20V.
在一个周期内,电子能通过两板的时间Δt为
34.0.89l.
设开始时气体压强为p1,对B球
有气体、管倒置,对A球<
/PGN0366.TXT/PGN>
x为A球离下端的距离.
由玻意耳定律得
∴8x2-6lx-l2=0.
∴x≈0.89l.
(1)由动能定理得
(2)qU0+mg(h+d)-qUm=0,
(4)A板电荷全部转移到D板.
36.
(1)3×
10-3m;
(2)223V;
(3)334V.
最大的是在时间t内沿垂直v0方向发生三次加速运动和两次匀速运动,加速运动和匀速运动的时间都是Δt=1.0×
10-8s.
(2)ym∝U0
ym=d时电压为U1,
(3)质子偏转距离最小是在时间t内y方向有两次加速运动和两次匀速运动.质子不飞出板的条件是y=d.<
/PGN0367.TXT/PGN>
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电场 综合 能力 测试