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匀强电场习题
第一章静电场
一.选择题(共15题)
1.(2011•南昌模拟)下列叙述正确的是()
A.带等量异号电荷的两个导体接触后,电荷就会由于相互中和而消失
B.—个物体带1.6X10'9C的负电荷,这是它失去了1.0X1O10个电子的缘故
C.元电荷是表示跟电子所带电荷疑数值相等的电荷疑
D.电场中某点场强越大,则同一电荷在该点所受电场力越大
2.下列关于带电粒子在电场中的运动轨迹与电场线的关系的说法中,正确的是()
A.带电粒子在电场中运动,如果只受电场力作用,其加速度方向一左与电场线方向相同
B.带电粒子在电场中的运动轨迹一立与电场线重合
C.带电粒子只受电场力作用,由静止开始运动,英运动轨迹一圧与电场线重合
D・带电粒子在电场中的运动轨迹可能与电场线重合
3.一对正对平行金属板上加有如图所示的电压,在两板的中间位置有一点电荷(不计重力).
在下列哪一时刻由静止释放该点电荷,它可能永远撞不上金属板
7.(2010•东城模拟)如图5所示,光滑绝缘水平面上带异号电荷的小球小万,它们一起在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动,且保持相对静止.设小球X的带电荷量大小为
Qy小球万的带电荷量大小为Q,下列判断正确的是()
A.小球月带正电,小球歹带负电,且
B.小球月带正电,小球〃带负电,且
C.小球月带负电,小球万带正电,且
D•小球月带负电,小球万带正电,且
&如图所示为孤立的正点电荷所激发电场的三条电场线,某条直线与一条电场线垂直
相交,交点为d该直线上还有—c.d三点,且ab^bc^cd.下列说法正确的是()
D."在从0点运动至b点的过程中,电场力对它做的功等于零
门••如右图所示,有一带电粒子贴着&板沿水平方向射入匀强电场,当偏转电压为5时,带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞岀;当偏转
电压为4时,带电粒子沿②轨迹落到B板中间:
设粒子两次射入电
A.5:
U2=l:
8B・IA:
U2=l:
4C・(A:
U2=l:
2D・5:
U2=l:
122・如图所示,带正电的点电荷固定于Q点,电子在库仑力作用下,以Q点为焦点做椭圆
运动・M、N、P为椭圆上的三点,P点离Q点最远•电子在从M点经P点到达N点的过程中()
A•速率先增大后减小B•动能先减小后增大
C.电势能先减小后增大D•库仑力先做正功后做负功
13.(2011-陕西五校模考)如右图所示,在场强大小为疋的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为皿电荷量为Q的带负电小球,另一端固泄在0点.把小球拉到使细线水平的位宜乩然后将小球由静止释放,小球沿弧线运动到细线与水平成&=60。
的位宜万时速度为零.以下说法正确的是()
A.小球重力与电场力的关系是昭尿B.小球重力与电场力的关系是尿=址昭
C.小球在万点时,细线拉力为Fr=mgD.小球在万点时,细线拉力为Fr=2Eq
24.某静电场沿x方向的电势分布如图所示,则
A.在O〜&之间不存在沿x方向的电场
B.在O〜Xi之间存在着沿x方向的匀强电场
C.在Xi~X2之间存在着沿x方向的匀强电场
D・在X1~X2之间存在着沿X方向的非匀强电场
19.
图9
在一个水平而上建立m轴,任过原点0垂直于x轴的平而的右侧空间有一个匀强电场,场强大小£=6.0X103N/C,方向与x轴正方向相同.在0处放一个电荷量q=-5・0Xl(TC、质®iz?
=1.0X10:
kg的绝缘物块.物块与水平而间的动摩擦因数〃=0.20,沿x轴正方向给物块一个初速度n>=2.0n)/S,如图9所示.求物块最终停止时的位置.(&取10m/sc)
20.如图10所示,在水平向左的匀强电场中,一带电小球用绝缘轻绳(不伸缩)悬于0点,平衡时小球位于月点,此时绳与竖直方向的夹角〃=53°,绳长为厶B、C、Q到0点的距离均为厶助水平,Q7竖直.BO=CO=DO=1.O
(1)将小球移到万点,给小球一竖直向下的初速度吩小球到达悬点伫二二
E\e\)A
正下方C点时绳中拉力恰等于小球重力,求w的大小・7T-
X,C⑵当小球移到Q点后,让小球由静止自由释放,求:
小球首次经过悬点0正下方时的速率.(计算结果可带根号,取sin53°=0.8)图10
21.
—质量为带电荷虽:
为+q的小球以水平初速度內
进入竖直向上的匀强电场中,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y与水平方向的位移x之间的
关系如图乙所示,根据图乙给出的信息,(重
力加速度为g)求:
(1)匀强电场场强的大小:
¥叹
⑵小球从进入匀强电场到下降髙度的过程中,电场力做的功:
(3)小球在h高度处的动能
22.(20□•安徽模拟)如右图所示,固圧于同一条竖直线上的&、B是两个带等量异种电荷的点电荷,电荷量分别为+Q和一Q,&、8相距为2/.M/V是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的带电小球P,质量为m、电荷疑为+q冋视为点电荷,不影响电场的分布),现将小球p从与点电荷A等高的C处由静止开始释放,小球p向下运动到距C点距离为d的O点时,速度为讥已知M/V与AB之间的距离为d,静电力常量为k,重力加速度为g.求:
⑴C、O间的电势差Uc。
:
(2)0点处的电场强度E的大小:
(3)小球p经过0点时的加速度:
⑷小球p经过与点电荷B等髙的D点时的速度.
答案:
1.【答案】选C、D.
【详解】两个带等虽:
异种电荷的导体,接触后电荷中和而抵消,不是消失,A错误;物体带负电荷,可能是得到电子的缘故,也可能是负电荷的转移,B错渓:
e=1.60X
IO19C叫元电荷,与电子所带电荷量相等,C正确:
由F=qE知,同一电荷在场强大的位置处所受电场力大,D正确.
2.【答案】选D.
【详解】电场线的方向表示场强方向,由场分布决立,线上有无数个点,但切线只有一个方向,它决定电荷所受电场力的方向,从而决宦加速度的方向,正电荷加速度的方向与电场线的切线方向相冋,负电荷则相反,A错;带电粒子的运动轨迹应由粒子在电场中运动的初速度和受力情况来决龙,而该带电粒子所在运动空间的电场的电场线可能是直线,也有可能是曲线,带电粒子在电场力的作用下只有满足:
(1)电场线是直线;
(2)粒子的初速度为零或初速度方向与电场线在同一条直线上时,苴运动轨迹才与电场线重合,故B、C错,D正确.
3.答案:
C
4.解析:
从a到b由动能怎理可知,电场力做功爼=一18eV,则从曰到b电势能增加量△坊=18eV,由等势而特点及c点为电势零点可知:
a点电势能^=-12eV,又由动能和电势能之和不变可判断B正确.
答案:
B
5.答案:
A
6.解析:
设扒&两球间库仑斥力大小为几分析两球受力可得:
tan=—,tan/?
=—,
mbg
因“<0,故有皿血,A正确:
剪断细线后,两球竖直方向只受重力,做自由落体运
动,同时落地,B正确:
由于两球在水平方向所受的库仑斥力大小相等,故水平方
向a球的加速度比b的小,因此相等时间内,a球的水平距离比b的小,D错渓:
无法比较电荷量大小,故C错误
答案:
AB
7.解析:
如果小球川带正电,小球尸带负电,则对万球来说,£对它的库仑力和匀强电场对它的电场力均水平向左,小球尸不可能向右做匀加速运动,故A、B均错误.对
£分析受力得:
恥〈警,对3受力分析可得:
恥>警,比较可得:
磚>0缪,
rrrr
QAQtD正确.
答案:
D
8.答案:
BC
9.【答案】A
10.解析:
由O点电势髙于C点电势知,场强方向垂直虚线向下,由两粒子运动轨迹的弯曲方向可知"粒子所受电场力方向向上,M粒子所受电场力方向向下,故M粒子带正电、A•粒子带负电,A错误.在匀强电场中相邻等势线间的电势差相等,故电场力对“、"做的功相等,B正确.因0点电势低于a点电势,且A•粒子带负电,故靑粒子运动中电势能减少,电场力做正功,C错误.0、b两点位于冋一等势线上,D正确.
答案:
BD
11.【答案】A
*、T、1Wq卩2m\^dy
【详解】由y面霸得:
U=~^~,所以
g*,可知A项正确.
12.【答案】选B.
【详解】电子所做的椭圆运动遵循开普勒的行星运动规律,所以电子在从M点经P点到达N点的过程中,速率先减小后增大,故A错,B对;而库仑力先做负功后做正功,电势能先增大后减小,故C、D错
13.【答案】B
【详解】本题考査静电场及共点力平衡.根据对称性可知,小球处^AB中点位豊时切线方向合力为零,此时细线与水平方向夹角恰为30。
,根据三角函数关系可得:
qEsin3(r=rngcos30。
,化简可知选项A错误,B正确:
小球到达B点时速度为零,则沿细线方向合力为零,此时对小球受力分析可知:
FT=qEsin30°+/ngcos30%化简可知片选项C、D均错误.
14.【答案】选A、C.
【详解】由图彖知,在O与&这两点之间不存在电势差,故这两点之间不存在电场,A对B错:
在X】与X2这两点之间存在着与距离成正比的电势差,故可以确圧存在着匀强电场,C对D错.
15.【答案】BD
【详解】充电后电容器的上极板A带正电,不断开电源,增大两板间距,U不变、d增大,由E=^知两极板间场强减小,场强减小会使电荷q受到的电场力减小,电场力小于重力,合力向下,电荷q向下加速运动,由£=艄知电容C减小,由Q=CU知极板所带电荷量减少,会有一部分电荷返回电源,形成逆时针方向的电流,电流表中将会有由b到a的电流,选项B、D正确.
16.解析:
小球从W到最低点的过程中,只有重力做功,电场力不做功,由动能宦理:
12
mgR~^mv■
在最低点,由牛顿第二上律:
F—mg—尺=—.K
丈F=qE、A=
可解得E=\mg/q.
答案:
\mg/q
17•解析:
由于小3均处于平衡,隔离月分析,受力如图所示,设创绳拉力人,曲绳
拉力正交分解兀,
Acos60J+E+F代=qE
Asin60J—mg
F''=*
解①②③得:
Q学+寮+仝因为go,所以E罟俾oqLq6qL
答案:
峠
R
18•解析:
仃)由平衡条件知:
对月有:
F产F=隹
r
(2)
当&=0时,设乩方间距离为K,
A.万运动的距离均为.丫二匕工,
答案:
⑴乍⑵均为0寸百违
19.解析:
物块先在电场中向右减速,设运动的位移为事,由动能左理得:
—(qf+Pmg).Yj=0—所以『応去而
代入数据得卫=0・4m
可知,当物块向右运动0.4m时速度减为零,因物块所受的电场力F=qE=Q.03N>f>=〃砒=0.02N,所以物块将沿x轴负方向加速,跨过0点之后在摩擦力作用F减速,最终停止在0点左侧某处,设该点距O点距离为抢,则对全过程由动能左理得—〃昭(2為+关)=0—扌血心1
解之得加=0・2m.
答案:
在0点左侧距0点0.2m处
20.解析:
(1)小球由万点到Q点的过程中
\1■1■
\mg—Eq)l=^mvc~^mvs
由在Q点绳中的拉力恰等于小球重力知
亦一Fc—mg=nry9则々=0由在川点小球处于平衡知:
_。
4
Eq=mglan53=尹g,
所以刃=辱.
(2)小球由。
点静I匕释放后沿与竖直方向夹角〃=53°的方向做匀加速直线运动,直
3运动到0点正下方的尸点,OP距离A=2cot53°=彳上
FR在此过程中,绳中张力始终为零,故此过程中的加速度a和位移龙分别为尸?
=討*=貞备l=2,所以小球到达悬点正下方时的速率卩=屈=色輕.答案:
⑴辱⑵零
■—亠・m92hmvo22h2mv(^—mahl}
L2
21-【答案】⑴才■市厂⑵
f2h2mvo2,mvo1
⑶=
【详解】
(1)小球进入电场后,水平方向做匀速直线运动,设经过时间“水平方向:
Vof=£,竖直方向:
=h
所以E=晋
2hmvo2
qL2
(2)电场力做功为
2h2mvo2mghL2
W=一沪=x
(3)根据动能宦理mgh—qEh—Ek
L2
22.【答案】
mv2-2mgd
2q
⑴小球P由C运动到0的过程,由动能左理
得mgd+qUco=^mv2—0①
(2)小球p经过0点时受力如图
它们的合力为
F=ficos45°+F2cos45。
=电泸
所以0点处的电场强度E气晋•④
⑶由牛顿第二加律得:
mg+qE=mo⑤
所以a=g
迄kQq
2mcP
•⑥
(4)小球p由0运动到D的过程,由动能定理得mgd+qUOd—如谆-如/⑦
由电场特点町知Uco=Uod®
联立①©®解得vD=y{2v.
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- 电场 习题