福建省宁德市霞浦一中学年高二上学期第一次Word文件下载.docx
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5.正电荷q在电场力作用下由P向Q做加速运动,而且加速度越来越大,那么可以断定,它所在的电场是下列图中的哪一个( )
B.
C.
D.
6.如图,是某电场中的一条直电场线,一电子(重力不计)从a点由静止释放,它将沿直线向b点运动,则可判断( )
A.该电场一定是匀强电场
B.场强Ea一定小于Eb
C.电子具有的电势能Epa一定大于Epb
D.两点的电势φa一定高于φb
7.如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示.则( )
A.a一定带正电,b一定带负电
B.a的速度将减小,b的速度将增加
C.a的加速度将减小,b的加速度将增加
D.两个粒子的动能,一个增加一个减小
8.一带电油滴在场强为E的匀强电场中运动的轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为( )
A.动能减小B.电势能增加
C.动能和电势能之和减小D.重力势能和电势能之和增加
9.如图所示中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在该直线上有a、b两点,用Ea、Eb分别表示a、b两点的场强大小,则( )
A.a、b两点场强方向相同
B.电场线从a指向b,所以Ea>Eb
C.电场线是直线,所以Ea=Eb
D.不知a、b附近的电场线分布,Ea、Eb大小不能确定
10.如图所示,在真空中把一绝缘导体向带负电的小球P缓缓靠近(不相碰).下列说法中正确的是( )
A.B端的感应电荷越来越多
B.导体内场强越来越大
C.导体的感应电荷在M点产生的场强恒大于感应电荷在N点产生的场强
D.导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等
11.如图所示,把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上,在桌面的另一处放置带电小球B.现给B一个沿垂直AB方向的速度v0,B球将( )
A.若A、B为异种电荷,B球可能做圆周运动
B.若A、B为异种电荷,B球一定做加速度、速度均变小的曲线运动
C.若A、B为同种电荷,B球一定做远离A的变加速曲线运动
D.若A、B为同种电荷,B球的动能一定会减小
12.三个电子从同一地点同时沿同一方向垂直进入偏转电场,出现如图所示的轨迹,则可以判断( )
A.它们在电场中运动时间相同
B.A、B在电场中时间相同,C先飞离电场
C.C进入电场的速度最大,A最小
D.电场力对C做功最大
二、填空题(共14分)
13.在电场中的P点放一个电荷量为4×
10﹣9C的负点电荷,它受到的电场力为2×
10﹣5N,方向水平向右,则P点场强大小为 N/C,方向 ,把该点电荷移走,P点的场强又为 N/C.
14.一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时,电场力做了5×
10﹣6J的功,那么电荷的电势能 了5×
10﹣6J电荷的动能 了5×
10﹣6J(填“增加”或“减少”).
15.把一检验电荷q=10﹣10放入某一电场中A点,具有电势能为10﹣8J,则该点电势为 V.若在该点放入另一电荷q=﹣10﹣10C,则该点电势为 V,具有电势能为 J.
16.一条平直的电场线上有A、B、C三点,把q=﹣2×
10﹣9C的粒子从A点移到B点,电场力做功WAB=﹣2×
10﹣7J,再把该电荷从B点移到C点,电场力做功WBC=4×
10﹣8J,则UAB= V,UBC= V.
三、计算题(8+10+10+10=38分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分;
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.)
17.如图所示,一个挂在丝线下端的带正电的小球B静止在图示位置.固定的带正电荷的A球电荷量为Q,B球质量为m、电荷量为q,θ=30°
,A和B在同一水平线上,整个装置处在真空中,求A、B两球间的距离.
18.将一电荷量为2×
10﹣5C的负电荷由A点移到B点,其电势能增加了0.1J,已知A、B两点间距为2cm,两点连线与电场方向成60°
角,如图所示,问:
(1)在电荷由A移到B的过程中,电场力做了多少功?
(2)A、B两点间的电势差为多少?
(3)该匀强电场的电场强度为多大?
19.如图所示,竖直放置的光滑圆环上,穿过一个绝缘小球,小球质量为m,带电量为q,整个装置置于水平向左的匀强电场中.今将小球从与环心O在同一水平线上的A点由静止释放,它刚能顺时针方向运动到环的最高点D,而速度为零,求:
(1)电场强度大小为多大?
(2)小球到达最低点B时对环的压力为多大?
20.如图所示,在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场,在与右侧虚线相距L处有一与电场平行的屏.现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计),以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中,v0方向的延长线与屏的交点为O.试求;
(1)粒子从射入到打到屏上所用的时间;
(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tanα;
(3)粒子打到屏上的点P到O点的距离s.
参考答案与试题解析
【考点】电场强度.
【分析】电场强度是反映电场本身的力的性质的物理量,与试探电荷无关,在电场中同一点,电场强度是确定不变的.
【解答】解:
电场中某点的场强是由电场本身决定的,只要P点在电场中的位置确定,它的场强应是一个确定值,与检验电荷的正负和带电量的多少无关.
故选:
B.
【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系;
电场强度.
【分析】等势面是平行平面而且均匀分布,该电场一定是匀强电场.电根据公式U=Ed,匀强电场中,沿着电场线方向,相同距离电势差相同.
电场线总和等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面.
根据电场线总和等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面可知,由图中可知电场方向是水平向右;
匀强电场的等势面是一些平行的等间距的直线,且沿着电场线,电势降低的最快,且每前进相同距离,电势降低相等的值,由图可知电势差为10V,由场强与电势差关系公式U=Ed可以知道,E=
=
=40V/m;
故D正确,ABC错误.
D.
【考点】库仑定律.
【分析】解决本题一定要把握“放入的电荷处于平衡状态”这一特点进行受力分析.
AB、根据库仑定律,对q有
①
Q1>Q2②
有①②得:
q离Q2比离Q1近
故A错误、B正确.
CD、因为Q1、Q2为固定的正电荷,只要放入的电荷受到的合力为0即可,通过受力分析可知,既可以放入正电荷,也可以放入负电荷,故CD错误;
B
【分析】由库仑定律可得出变化前后F的表达式,由表达式作比可得出变化后的静电力与F的关系.
由库仑定律可得:
F=k
;
变化后F′=k
【考点】电场线;
【分析】电荷在电场只受电场力,根据牛顿第二定律可知,电场力越大,加速度越大.正电荷的电场力与电场强度成正比,电场线的疏密表示电场强度的大小.根据上述知识分析.
A、P到Q,电场线越来越疏,电场强度越来越小,电荷做加速度减小的加速运动.不符合题意.故A错误
B、电荷在匀强电场中做匀加速直线运动,不符合题意.故B错误.
C、P到Q,电场线越来越疏,电场强度越来越小,电荷做加速度减小的加速运动.不符合题意.故C错误.
D、P到Q,电场线越来越密,电场强度越来越大,电荷做加速度减大的加速运动.符合题意.故D正确.
故选D.
电势能.
【分析】电场线的疏密代表电场的强弱,电场线越密,场强越大,电场线越疏,场强越小.电场力F=qE.
负电荷由静止释放,且由a向b运动,则说明负电荷所受的电场力一定是由a指向b.而负电荷所受的电场力方向与场强方向相反,确定出电场线的方向.由于不知负电荷由a运动到b的过程中电场力的变化情况,因此无法确定场强大小关系.
A、据题,负电荷由静止释放,且由a向b运动,则负电荷所受的电场力一定是由a指向b.因为负电荷所受的电场力方向与场强方向相反,说明电场线的方向一定是由b指向a.由于不知负电荷由a运动到b的过程中电场力的变化情况,因此无法确定场强大小关系,故AB错误;
C、由题意知,电场力对电子做正功,电势能减小,所以电子具有的电势能EPa一定大于EPb,故C正确;
D、由A可知电场方向由b指向a,而沿着电场线方向电势降低,所以电势φa一定低于φb,故D错误.
C
【分析】电场线密的地方电场的强度大,电场线疏的地方电场的强度小.
物体做曲线运动,所受力的方向指向轨道的内侧.
根据电场力做功来判断动能的变化.
A、物体做曲线运动,所受力的方向指向轨道的内侧,由于电场线的方向不知,所以粒子带电性质不定,故A错误;
B、物体做曲线运动,所受力的方向指向轨道的内侧,从图中轨道变化来看速度与力方向的夹角小于90°
,
所以电场力都做正功,动能都增大,速度都增大,故B错误,D错误.
C、电场线密的地方电场的强度大,电场线疏的地方电场的强度小,所以a受力减小,加速度减小,b受力增大,加速度增大,故C正确.
C.
【分析】由粒子的运动轨迹可知粒子电性,则可求得电场力对粒子所做的功的性质;
由动能定理可求得动能的变化;
由能量关系可知重力势能与电势能总和的变化,及动能和电势能之和的变化.
A、粒子由a到b,由运动轨迹可判出粒子受电场力与重力的合力向上,故粒子带负电且电场力大于重力,电场力与重力的合力做正功,由动能定理可知,油滴的动能增大;
故A错误;
B、由于电场力做正功,故电势能减小,故B错误;
C、D、由能量的转化与守恒知,系统中重力势能、动能、电势能之和保持不变,由题易知重力势能增加,故动能和电势能之和减小;
同理由前面分析知动能增加,则重力势能和电势能之和减小;
故C正确D错误;
【分析】电场线的大小由电场线的疏密表示,一条电场线无法判断疏密,就无法确定a、b两处场强的大小.
A、该电场线为一条直线,由图可知,电场线上各点的场强的方向相同,则ab两点的场强的方向相同.故A正确;
B、a、b两点在一条电场线上,由于无法判断电场线的疏密,也就无法判断a、b两点电场强度的大小,故BC错误,D正确;
AD.
【考点】静电场中的导体;
【分析】根据静电感应可以判断金属导体的感应的电荷的情况,从而可以判断导体带电的情况;
导体处于静电平衡状态,内部场强处处为零,即感应电荷的场强和带电小球的场强等大、反向、共线.
A、离的越近,导体上的电子与负电荷排斥力越大,越会向左排斥,故N端带负电荷越多,M端带的正电荷也越多,故A正确;
B、导体处于静电平衡状态,内部场强处处为零,故B错误;
C、D、不由于内部场强处处为零,所以感应电荷产生的电场与点电荷产生的电场大小相等,方向相反,由库仑定律可知,点电荷在M点产生的场强恒大于感应电荷在N点产生的场强,所以导体的感应电荷在M点产生的场强恒大于感应电荷在N点产生的场强,故C正确;
D错误.
AC.
【考点】库仑定律;
匀速圆周运动.
【分析】根据库仑力与B球所需要的向心力的关系,判断B球能否做圆周运动.匀变速曲线的加速度恒定不变.根据库仑定律判断B球的运动情况.根据电场力做功的正负,由动能定理判断动能的变化.
A、若A、B为异性电荷,A、B间存在引力,当A对B的引力恰好等于B球所需要的向心力时,B球做圆周运动,否则不做圆周运动.故A正确.
B、若A、B为异种电荷,AB之间的库仑力为吸引力,当AB之间的库仑力大于需要的向心力的时候,B球做向心运动,速度和加速度都要变大,当AB之间的库仑力小于需要的向心力的时候,B球做离心运动,速度和加速度都要减小,故B错误;
C、D、若A、B为同种电荷,AB之间的库仑力为排斥力,并且力的方向和速度的方向不再一条直线上,所以B球一定做曲线运动,由于AB之间的距离越来越大,它们之间的库仑力也就越来越小,所以B球的加速度在减小,而库仑力做正功,故动能变大,故C正确,D错误.
AC
【考点】带电粒子在匀强电场中的运动.
【分析】三个电子都做类平抛运动,在垂直电场方向上做匀速直线运动,在沿电场方向上做初速度为0的匀加速直线运动.粒子的质量和电量相同,加速度相同.比较沿电场方向上的位移,可比较出运动时间,再根据垂直电场方向的位移可知初速度的大小.通过动能定理比较动能的变化量.
A、b、c竖直方向上的位移不等,yc<yb.根据y=
at2,可知tc<tb.AB竖直位移相同,故AB在电场中运动的时间相同,C先飞离电场;
故A错误,B正确
C、在垂直于电场方向即水平方向,三个粒子做匀速直线运动,则有:
v=
,因xc=xb,tc<tb,则vc>vb.根据ta=tb,xb>xa.则vb>va.所以有:
vc>vb>va.故C正确.
D、根据W=EqL可知,ab竖直位移相同,而c的竖直位移最小,故a、b两电荷,电场力做功一样多,而电场力对c电荷做功最小,故D错误.
BC.
10﹣5N,方向水平向右,则P点场强大小为 5000 N/C,方向 水平向左 ,把该点电荷移走,P点的场强又为 5000 N/C.
【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系.
【分析】电场强度等于试探电荷所受电场力与其电荷量的比值,方向与正电荷所受电场力方向相同,与负电荷所受电场力方向相反.同一点电场强度不变,由电场力F=qE求解电荷量.
P点的场强为:
E=
=5000N/C,方向:
水平向左.
把另一负电荷放在该点时,场强不变,则所受的电场力方向向左.
故答案为:
5000N/C,水平向左,5000N/C
10﹣6J的功,那么电荷的电势能 减少 了5×
10﹣6J电荷的动能 增加 了5×
【考点】电势差与电场强度的关系;
【分析】电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点,电场力做了5×
10﹣6J的功,电荷的电势能减小5×
10﹣6J,根据动能定理得知,动能增加了5×
10﹣6J
由题知道电场力做了5×
10﹣6J的功,根据功能关系得知,电荷的电势能减小5×
10﹣6J.电荷只在电场力作用下,电场力做了5×
10﹣6J的功,合力做功即为5×
10﹣6J.
故答案为:
减少,增加
15.把一检验电荷q=10﹣10放入某一电场中A点,具有电势能为10﹣8J,则该点电势为 100 V.若在该点放入另一电荷q=﹣10﹣10C,则该点电势为 100 V,具有电势能为 ﹣10﹣8 J.
【考点】电势能.
【分析】已知电荷在A点的电势能,由公式φA=
求解A点的电势.A点的电势与试探电荷无关,只与电场有关,同一点电势不变.
由题,将q=10﹣10C的检验电荷放入电场中A点,具有电势能为Ep=10﹣8J,则A点的电势为:
φA=
=100V.
在该点放入另一电荷q=﹣10﹣10C,电势不变,仍为100V.
该电荷具有的电势能为:
Ep=q′φA=﹣10﹣10C×
100J=﹣10﹣8J.
100,100,﹣10﹣8
10﹣8J,则UAB= 200 V,UBC= ﹣20 V.
【分析】已知电场力做的功和粒子的电荷量q,根据电势差的定义式代入求解
UAB=
=100V;
UBC=
=﹣20V;
200V,﹣20V.
共点力平衡的条件及其应用.
【分析】根据B球的状态可以求出B球的受力情况,从而求出两球之间的库仑力,再根据库仑定律求出两球之间的距离.
以小球为研究对象,对小球进行受力分析,根据小球处于平衡状态可知:
F=mgtan30°
mg…
(1)
而小球所受库仑力大小为:
…
(2)
联立
(1)
(2)解得A、B两球之间的距离为r=
答:
A、B两球间的距离为
.
【分析】
(1)根据电势能变化和电场力做功的关系,电势能增加多少,电场力做负功多少.
(2)由U=
即可求解电势差.
(3)由U=Ed求解电场强度E.d是两点沿电场线方向的距离.
(1)因为负电荷由A移到B的过程中,电势能增加了0.1J,所以电场力负功,大小为0.1J,即W=﹣△E=﹣0.1J.
(2)A、B两点间的电势差:
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