电场13节提高练习.docx
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电场13节提高练习
电场1-3节提高练习(总8页)
(一)库仑定律的应用
例1、如图所示,光滑水平面上固定金属小球A,用长为L0的绝缘弹簧将A与另外一个金属小球B连接,让它们带上等量同种电荷,弹簧伸长量为x1,若两球电量各漏掉一半,弹簧伸长量为x2,则有()
A、x2=1/2x1B、x2=1/4x1C、x2>1/4x1D、x2<1/4x1
例2、如图所示,两个正、负点电荷,在库仑力作用下,它们以两者连线上的某点O为圆心
做匀速圆周运动,以下说法正确的是()
A.它们所需要的向心力不相等。
B.它们做圆周运动的角速度相等。
C.它们的线速度与其质量成反比。
D.它们的运动半径与电荷量成反比。
例3、如图所示,质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑绝缘的水平直槽上,A与B间和B与C间距离均为L,A球带电荷量为QA=8q,B球带电荷量为QB=q,若小球C上加一水平向右的恒力F,恰好使A、B、C三个小球保持相对静止,求
(1)外力F的大小
(2)C球所带电荷量QC
(二)带电体的平衡和非平衡问题
例1、有两个带有等量异种电荷的小球,用绝缘细线相连后悬起,并置于水平方向匀强电场中.当两小球都处于平衡时其可能位置是图中的哪一个()
例2、如图,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球A。
在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B。
当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上,A处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ,若两次实验中B的电量分别为q1和q2,θ分别为30°和45°。
则q2/q1为()
A.2B.3C.2
D.3
例3、如图所示,一光滑绝缘导轨,与水平方向成45°角,两个质量均为m、电荷量均为Q的带同种电荷的小球从等高处由静止沿导轨下滑(导轨足够长)。
求
(1)两小球间距离为何值时,两球速度达到最大值
(2)以后小球做何种形式的运动
(三)电场强度、电场线
1、在一个真空点电荷电场中,离该点电荷为r0的一点,引入电量为q的检验电荷,所受到的电场力为F,则离该点电荷为r处的场强的大小为()
2、如图所示,中子内有一个电荷量为+
e的上夸克和两个电荷量为-
e的下夸克,3个夸克都分布在半径为r的同一圆周上,则3个夸克在其圆心处产生的电场强度为()
A.
B.
C.
D.
例3、ab是长为l的均匀带电细杆,P1、P2是位于ab所在直线上的两点,位置如图所示,
ab上电荷产生的静电场在P1处的场强大小为E1,在P2处的场强大小为E2,则以下说法正
确的是()
A.两处的电场方向相同,E1>E2
B.两处的电场方向相反,E1>E2
C.两处的电场方向相同,E1<E2
D.两处的电场方向相反,E1<E2
4、如图所示,A、B为两个固定的等量的同种正电荷,在它们连线的中点处有一个可以
自由运动的正电荷C,现给电荷C一个垂直于连线的初速度V0,若不计电荷C所受的重力,
则关于电荷C运动过程中的速度和加速度情况,下列说法正确的是()
A.加速度始终增大B.加速度先增大后减小
C.速度始终增大,最后趋于无穷大D.速度始终增大,最后趋于某有限值
5、图中
、b是两个点电荷,它们的电量分别为Q1、Q2,MN是
b连线的中垂线,P是中垂线上的一点。
下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的左侧()
AQ1、Q2都是正电荷,且Q1 BQ1是正电荷,Q2是负电荷,且Q1> CQ1是负电荷,Q2是正电荷,且,Q1< DQ1、Q2都是负电荷,且 > 12.如图所示,仅在电场力作用下,一带电粒子沿图中虚线从A运动到B,则(). (A)电场力做正功(B)动能减少 (C)电势能减少(D)加速度增大 13.在点电荷Q的电场中,一个α粒子( )通过时的轨迹如图实线所示,a、b为两个等势面,则下列判断中正确的是(). (A)Q可能为正电荷,也可能为负电荷 (B)运动中.粒子总是克服电场力做功 (C)α粒子经过两等势面的动能Eka>Ekb (D)α粒子在两等势面上的电势能Epa>Epb 14.如图所示,虚线a、b和c是某静电场中的三个等势而,它们的电势分别为Ua、Ub和Uc,Ua>Ub>Uc.一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,动能减少 (四)电场和力学的结合 例1、如图所示,光滑绝缘半球槽的半径为R,处在水平向右的匀强电场中,一质量为m的带电小球从槽的右端A处无初速沿轨道滑下,滑到最低位置B时,球对轨道的压力为2mg,求: (1)小球受到电场力的大小和方向 (2)带电小球在滑动过程中的最大速度 例3、一质量为m,带电量为+q的小球从距地面高h处以一定初速度水平抛出。 在距抛出点 水平距离L处,有一根管口比小球直径略大的竖直细管。 管上口距地面h/2,为使小球能无 碰撞地通过管子,可在管子上方的整个区域加一个场强方向水平向左的匀强电场,如图所示, 求: (1)小球初速v0 (2)电场强度E的大小 (3)小球落地时动能EK 例5、一带电量为Q的固定正点电荷在真空中形成的电场如图所示,现有一质量为m,带电量为q的微粒在此点电荷附近做周期为T的匀速圆周运动,微粒的重力不能忽略,求: (1)微粒的带电性质. (2)微粒的轨迹所在平面及圆心O的位置. 例6、如图所示,半径R=的光滑绝缘导轨固定于竖直平面内,加上某一方向的匀强电 场时,带正电的小球沿轨道内侧做圆周运动.圆心O与A点的连线与竖直成一角度θ,在 A点时小球对轨道的压力N=120N,此时小球的动能最大.若小球的最大动能比最小动能 多32J,且小球能够到达轨道上的任意一点(不计空气阻力).则: ⑴小球的最小动能是多少 ⑵小球受到重力和电场力的合力是多少 ⑶现小球在动能最小的位置突然撤去轨道,并保持其他量都不变,若小球在后的动能与它在A点时的动能相等,求小球的质量. 7、两平行板间有水平匀强电场,一根长为L,不可伸长的不导电细绳的一端连着一个质量为m、带电量为q的小球,另一端固定于O点.把小球拉起直至细线与电场线平行,然后无初速度释放.已知小球摆到最低点的另一侧,线与竖直方向的最大夹角为θ求 (1)匀强电场的场强 (2)小球到最低点的速度 (3)经过最低点时,细线对小球的拉力. Ⅱ等势面 一、等势面——电场中,电势相等的各点所构成的面(等高线和等压线) 二、常见等势面的形状 三、等势面的特点 1、在等势面上移动电荷,电场力不做功 2、 电场线(或E)⊥等势面 3、电场线由高的等势面指向低的等势面 4、闭合、等势面不相交 5、静电平衡导体是等势体,表面是等势面 6、等差等势面――相邻的等势面的电势差相等 (1) 差等势面越密的地方,电场越强,场强越大 (2)相邻的等差等势面移动同一个电荷电场力做功相等 7、沿电场方向电势降低最快(场强方向是电势降落最快的地方) 8、匀强电场中,平行等长的线段两个端点间的电势差相等,即匀强电场中的电势均匀变化。 练习 等量异种电荷 (1)中垂线的电场强度和电势的特点 (2)带电粒子从无穷远处移动到中点,分析电场力的做功情况和电势能的改变情况 (3)一个电子由8V到-8V电场力做功情况,电势能的变化情况。 Ⅲ电势差与电场强度的关系 一、公式的推导 说明: 1、适用于匀强电场 2、U是两点间的电势差,d是沿电场方向的距离 3、单位1V./m=1N/C 4、在匀强电场中,场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势。 二、场强的三种求法 1、E=F/q定义式,适用于任何电场(真空、介质) 2、E=KQ/r2适用于点电荷的电场(真空、点电荷) 3、E=U/d适用于匀强电场(真空) 针对训练 1.电场中有A、B两点,一个点电荷在A点的电势能为×10-8J,在B点的电势能为×10-8J.已知A、B两点在同一条电场线上,如图所示,该点电荷的电荷量为×10-9C,那么A() A.该电荷为负电荷B.该电荷为正电荷 、B两点的电势差UAB=VD.把电荷从A移到B,电场力做功为W=J 2.某电场中等势面分布如图所示,图中虚线表示等势面,过a、b两点的等势面电势分别为40V和10V,则a、b连线的中点c处的电势应() A.肯定等于25VB.大于25V C.小于25VD.可能等于25V 3如图所示,在粗糙水平面上固定一点电荷Q,在M点无初速释放一带有恒定电荷量的小物块,小物块在Q的电场中运动到N点静止,则从M点运动到N点的过程中() A小物块所受电场力逐渐增强 B.小物块具有的电势能逐渐减小 点的电势一定高于N点的电势 D.小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功 4.如图所示,M、N两点分别放置两个等量种异电荷,A为它们连线的中点,B为连线上靠近N的一点,C为连线中垂线上处于A点上方的一点,在A、B、C三点中.() A.场强最小的点是A点,电势最高的点是B点 B.场强最小的点是A点,电势最高的点是C点 C.场强最小的点是C点,电势最高的点是B点 D.场强最小的点是C点,电势最高的点是A点 连线是某电场中的一条电场线,一正电荷从A点处自由释放,电荷仅在电场力作用下沿电场线从A点到B点运动过程中的速度图象如图所示,比较A、B两点电势φ的高低和场强E的大小,下列说法中正确的是() A.φA>φB,EA>EBB.φA>φB,EA<EB C.φA<φB,EA>EBD.φA<φB,EA<EB 6.如图所示,平行的实线代表电场线,方向未知,电荷量为1×10-2C的正电荷在电场中只受电场力作用,该电荷由A点移到B点,动能损失了J,若A点电势为-10V,则() ①B点电势为零 ②电场线方向向左 ③电荷运动的轨迹可能是图中曲线① ④电荷运动的轨迹可能是图中曲线② A.①B.①②C.①②③D.①②④ 7.如图所示,光滑绝缘的水平面上M、N两点各放一电荷量分别为+q和+2q,完全相同的金属球A和B,给A和B以大小相等的初动能E0(此时动量大小均为p0)使其相向运动刚好能发生碰撞,碰后返回M、N两点时的动能分别为E1和E2,动量大小分别为p1和p2,则() =E2=E0p1=p2=p0=E2>E0p1=p2>p0 C.碰撞发生在M、N中点的左侧D.两球不同时返回M、N两点 8.已知空气的击穿电场强度为2×106V/m,测得某次闪电火花长为600m,则发生这次闪电时放电路径两端的电势差U=_______.若这次闪电通过的电荷量为20C,则释放的能量为_______.(设闪电的火花路径为直线)V;×1010J) 9.如图所示,小平板车B静止在光滑水平面上,一可以忽略大小的小物块A静止在小车B的左端,已知物块A的质量为m,电荷量为+Q;小车B的质量为M,电荷量为-Q,上表面绝缘,长度足够长;A、B间的动摩擦因数为μ,A、B间的库仑力不计,A、B始终都处在场强大小为E、方向水平向左的匀强电场中.在t=0时刻物块A受到一大小为I,方向水平向右的冲量作用开始向小车B的右端滑行.求: (1)物块A的最终速度大小; (2)物块A距小车B左端的最大距离. ( (1) (2) ,)
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