高中物理 第1、2章 静电场 电势能与电势差单元测试28 鲁科版选修31.doc

第1、2章静电场电势能与电势差单元测试1如图21所示，在正六边形的a、c两个顶点上各放一带正电的点电荷，电荷量的大小都是q1，图21在b、d两个顶点上，各放一带负电的点电荷，电荷量的大小都是q2，q1q2.已知六边形中心o点处的场强可用图中的四条有向线段中的一条来表示，它是哪一条()ae1be2ce3 de4图22解析：四个点电荷在o点产生的场强矢量如图22所示大小关系为eaecebed，eb与ed的合矢量沿oc方向；ea与ec的合矢量沿oe方向；故总的场强合矢量沿od与oe之间的一个方向，即沿e2方向答案：b图232如图23所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由aob匀速运动，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况是()a先变大后变小，方向水平向左b先变大后变小，方向水平向右c先变小后变大，方向水平向左d先变小后变大，方向水平向右图24解析：等量异种电荷电场线的分布如图24所示由图中电场线的分布可以看出，从a到o，电场线由疏到密；从o到b，电场线从密到疏，所以从aob，电场强度由小变大，再由大变小，而电场强度的方向沿电场线切线方向，为水平向左，如图25所示因电子处于平衡状态，其所受合外力必为零，故另一个力应与电子所受的电场力大小相等、方向相反因电子受的电场力与场强方向相反，即水平向右，且电子从aob过程中，电场力由小变大，再由大变小，所以另一个力方向应水平向左，其大小应先变大后变小答案：a3宇航员在探测某星球时，发现该星球均匀带电，且电性为负，电荷量为q.在一次实验时，宇航员将一带负电q(qq)的粉尘置于该星球表面h高处，该粉尘恰好处于悬浮状态宇航员又将此粉尘带至距该星球表面2h高处，无初速释放，则此带电粉尘将()a仍处于悬浮状态b背离该星球心飞向太空c向该星球心方向下落d沿该星球自转的线速度方向飞向太空解析：带负电粉尘在负电荷q的电场中受到其静电斥力和星球的万有引力而平衡，因此有gk，即gmmkqq与高度无关，因此无论将粉尘带到哪个高度，粉尘均受电场力和万有引力而平衡，选a.答案：a图254如图25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，运动轨迹如图25中虚线所示则()aa一定带正电，b一定带负电ba的速度将减小，b的速度将增加ca的加速度将减小，b的加速度将增加d两个粒子的动能，一个增加一个减小解析：设电场线为正点电荷的电场线，则由轨迹可判定a带正电，b带负电若电场线为负点电荷的电场线，则a为负电荷，b为正电荷，a错由粒子的偏转轨迹可知电场力对a、b均做正功，动能增加，b、d错但由电场线的疏密可判定，a受电场力逐渐减小，加速度减小，b正好相反，选c.答案：c图265如图26所示，竖直向下的匀强电场里，用绝缘细线拴住的带电小球在竖直平面内绕o做圆周运动，以下四种说法中正确的是()a带电小球可能做匀速率圆周运动b带电小球可能做变速率圆周运动c带电小球通过最高点时，细线的拉力一定最小d带电小球通过最低点时，细线的拉力有可能最小解析：如果小球的电场力向上，且和重力大小相等，则小球只受细线的拉力作用，小球做匀速率圆周运动，a正确；只要重力和电场力没有平衡掉，其合力为定值，合力在小球运动的切线方向会有分力，即小球做变速率圆周运动，b正确；当重力和电场力的合力向上时，小球通过最低点时细线拉力最小，通过最高点时细线拉力最大；当重力和电场力的合力向下时，小球通过最低点时细线拉力最大，通过最高点时细线拉力最小，c错误正确选项是a、b、d.答案：abd 图276如图27所示，在匀强电场中，将质量为m、带电荷量为q的一带电小球由静止释放，如果带电小球的运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向的夹角为，那么匀强电场的场强大小是()a惟一值是b最大值是图28c最小值是d以上都不正确解析：带电小球在电场中受到重力mg和电场力qe的作用，这两个力的合力在小球运动轨迹的直线上从题目给出的已知条件只能确定重力mg的大小、方向和合力的方向，而电场力的大小和方向均不能确定，这实际是一个不定解问题由平行四边形定则可知，依据一个分力(mg)的大小、方向和合力的方向，可以做无数多个平行四边形，电场力不可能只有惟一值，如图28所示，在这无数个平行四边形中，mg是一个固定的边，其另一个邻边qe只有与合力f垂直时才能取最小值，且qemgsin，但没有最大值，故正确选项是c.答案：c图297如图29所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球a、b分别处于竖直墙面和水平地面上，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力f作用于小球b，则两球静止于图示位置如果将小球b向左推动少许，待两球重新达到平衡时，则两个小球的受力情况与原来相比()a推力f将增大b竖直墙面对小球a的弹力减小c地面对小球b的弹力一定不变d两个小球之间的距离增大解析：由整体法可知地面对b的支持力不变，c正确；因a、b间的库仑力与竖直方向的夹角的减小，则a、b间的库仑力是减小的，由库仑定律可知a、b间距离增大，对a进行受力分析可知，水平方向墙面对小球a的弹力减小，b正确答案：bcd图308如图30所示，电荷量为q1、q2的两个正点电荷分别置于a点和b点，两点相距l.在以l为直径的光滑绝缘半圆环上，穿着一个带电荷量为q的小球(视为点电荷)，在p点平衡不计小球的重力，那么，pa与ab的夹角与q1、q2的关系应满足()atan3 btan2ctan3 dtan2解析：图31小球在p点平衡，对其受力分析如图31，其中f1为a处点电荷给小球的斥力，且f1，f2为b处点电荷给小球的斥力，且f2，n为圆环给小球的支持力，由小球在p点受力平衡可知f1、f2、n三力的合力为零，故合成f1、f2，则有tan，即tan，所以tantan3，故选a.答案：a图329如图32所示，在竖直放置的光滑半圆弧形绝缘细管的圆心处放一点电荷，将质量为m，带电荷量为q的小球从圆弧管水平直径的端点a由静止释放，当小球沿细管下滑到最低点时，对细管的上壁的压力恰好与球重相同，求圆心处的电荷在圆弧管内产生的电场的场强大小解析：小球从a到最低点过程，只有重力做功，电场力不做功，由动能定理：mgrmv2，在最低点，由牛顿第二定律：fmgn.又fqe，nmg，可解得e.答案：图3410足够长的粗糙绝缘板a上放一个质量为m、电荷量为q的小滑块b.用手托住a置于方向水平向左、场强大小为e的匀强电场中，此时a、b均能静止，如图34所示现将绝缘板a从图中位置p垂直电场线移至位置q，发现小滑块b相对a发生了运动为研究方便可以将绝缘板a的运动简化成先匀加速接着匀减速到静止的过程测量发现竖直方向加速的时间为0.8 s，减速的时间为0.2 sp、q位置高度差为0.5 m已知匀强电场的场强e，a、b之间动摩擦因数0.4，g取10 m/s2.求：(1)绝缘板a加速和减速的加速度分别为多大？(2)滑块b最后停在离出发点水平距离多大处？解析：(1)设绝缘板a匀加速和匀减速的加速度大小分别为a1和a2，匀加速和匀减速的时间分别为t1和t2，p、q高度差为h，则有a1t1a2t2，ha1ta2t求得a11.25 m/s2，a25 m/s2.(2)研究滑板b，在绝缘板a匀减速的过程中，由牛顿第二定律可得竖直方向上mgnma2水平方向上eqnma3求得：a30.1g1 m/s2.在这个过程中滑板b的水平位移大小为