高二物理电场习题精选

PAGE电场习题精选1.如图，虚线ab和c是静电场中的三个等势面，它们的电势分别为a、b和c，a>b>c.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，动能减小答案：A、C2.一平行板电容器，两极之间的距离d和两极板面积S都可以调节，电容器两板与电池相连。以Q表示电容器的电量，E表示两极板间的电场强度，则A当d增大、S不变时，Q减小、E减小B当d减小、S增大时，Q增大、E增大C当S增大、d不变时，Q增大、E增大D当S减小、d减小时，Q不变、E不变答案：A、B3，A、B是一对中间开有小孔的平行金属板，两小孔的连线与金属板面相垂直，两极板的距离为l，两极板间加上低频交流电压，A板电势为零，B板电势。现有一电子在t=0时穿过A板上的小孔射入电场，设初速度和重力的影响均可以忽略不计，则电子在两极板间可能（）A．以AB间的某一点为平衡位置来回振动B．时而向B板运动，时而向A板运动，但最后穿出B板C．一直向B板运动，最后穿出B板，如果ω小于某个值ω0，l小于某个值l0D．一直向B板运动，最后穿出B板，而不论ω，l为任何值答案：A、C4.如图，虚线方框内有一匀强电场，A、B、C为该电场中的三个点。已知V，b=6V，c=－6V。试在该方框中作出表示该电场的几条电场线。并保留作图时所用的辅助线（用虚线表示）答案：略5．如图所示，E=10V，R1=4Ω，R2=6Ω，C=30μF，电池内阻不计。先将开关S闭合，稳定后再将S断开，求S断开后通过R1的电量。答案：Q=1．2×10-4C6.在光滑水平面上有一质量m＝1.010-3kg，电量q＝1.010-10C的带正电小球，静止在O点，以O点为原点，在该水平面内建立直角坐标系oxy。现突然加一沿x轴正方向、场强大小E＝2.0106 V/m的匀强电场，使小球开始运动，经过1.0s，所加电场突然变为沿y轴正方向，场强大小仍为E＝2.0106 V/m的匀强电场，再经过1.0S，所加电场又变为另一个匀强电场，使小球在此电场作用下经1.0s速度变为零。求此电场的方向及速度变为零的位置。答案：与x轴成2250角；坐标位置（0.40cm,0.20cm）7．有三根长度皆为l=1.00m的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板上的O点，另一端分别拴有质量皆为m=1.0010-2kg的带电小球A和B，它们的电量分别为-q和q，q=1.0010-7C，AB之间用第三根线连接起来。空间中存在大小为E＝1.00106N/C的匀强电场，场强方向沿水平向右，平衡时A、B球的位置如图所示，现将O、B之间的线烧断，由于有空气阻力，A、B球最后会达到新的平衡位置。求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少。（不计两带电小球间的相互静电力）图中虚线表示A、B球原来的平衡位置，实线表示烧断后重新达到平衡的位置，其中α、β分别表示细线OA、OB与竖直方向的夹角。A球受力如图所示，重力mg，竖直向下；电场力qE，水平向左；细线OA对A的拉力T1，方向如图；细线AB对A的拉力T2，方向如图。由平衡条件B球的受力如图所示，重力mg，竖直向下；电场力qE，水平向右；细线AB对B的拉力T2，方向如图。由平衡条件联立以上各式并代入数据，得α＝0，β＝450由此可知，A、B球重新达到平衡位置如图所示，与原来位置相比，A球的重力势能减小了B球的重力势能减小了A球电势能增加了B球电势能减小了两种势能总和减小了代入数据，得如此周期性地交替变化。在t＝0时，将上述交变电压U加在两板上，使开始时A板电势比B板高，这时在紧靠B板处有一初速为零的电子（质量为m，电量为e）在电场作用下开始运动，要想使这电子到达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？解析：由电子受力情况可知，电子在板间向左做加速度方向交替变化的单向直线运动。当t=0时，A板电势高于B板，在t<T/2阶段内，电子在电场力作用下向A板做加速运动。在T/2<t<T时，B板电势高于A板，电子做减速运动。电子在电场中加速度大小a=eU0/md=1\*GB3①要使电子到达A板时动能最大，必须一直加速，即时间t<T/2。=2\*GB3②到达A板时d=at2/2=eU0t2/2md=3\*GB3③又因为频率f=1/T=4\*GB3④由=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③=4\*GB3④解得频率最大不能超过f=点评：本题涉及的知识点：匀强电场、电场力做功、直线运动、交变电压。本题主要要弄清：①电子在交变电场作用下的运动特征；②由Ek=eU，电子只有一次加速到A板，动能才最大，而不是在T/2的偶数倍时间内。=3\*GB3③可将本题延伸，若电子的运动方向和电场方向垂直时，假设电子不碰极板，则电子偏转的最大位移和最小位移是多少。例6．如图所示，ABCDF为一绝缘光滑轨道，竖直放置在水平方向的匀强电场中，BCDF是半径为R的圆形轨道，已知电场强度为E，今有质量为m的带电小球在电场力作用下由静止从A点开始沿轨道运动，小球受到的电场力和重力大小相等，要使小球沿轨道做圆周运动，则AB间的距离至少为多大？解析：要使小球在圆轨道上做圆周运动，小球在“最高”点不脱离圆环。这“最高”点并不是D点，可采用等效重力场的方法进行求解。重力场和电场合成等效重力场，其方向为电场力和重力的合力方向，与竖直方向的夹角（如图所示）等效重力加速度在等效重力场的“最高”点，小球刚好不掉下来时从A到等效重力场的“最高”点，由动能定理点评：“等效”法是物理学中的常用方法，在本题中电场和重力合成等效重力场是有条件的，即重力和电场力都是大小和方向都不变的恒力。电场练习选择题；1．有一个带正电的验电器，当一金属球接近它的，观察到验电器金属箔的张角减小了。由此可以判定金属球（BCD）（A）可能带正电荷（B）可能带负电荷（C）可能不带电（D）一定不带正电荷2．空间有一匀强电场，电场方向与纸面平行。一带电量为-q的小球（重力不计），在恒定拉力F的作用下沿虚线由M匀速运动到N，如图所示。已知力F和MN间夹角为θ，MN间距离为d，则下列结论正确的是（AC）。A．MN两点的电势差为Fdcosθ/qB．匀强电场的电场强度大小为Fdcosθ/qC．带电小球由M运动到N的过程中，电势能增加了D．若要使带电小球由N向M做匀速直线运动，则F必须反向3．下列说法中正确的是（D）(A)在场强较小处，电荷在该处的电势能也较小；(B)电荷在场强为零处的电势能也为零；(C)在场强相等的各点，电荷的电势能必相等；(D)在选定为零电势的位置处，任何电荷的电势能必为零.4．两个带同种电荷的小球相距为r所带电的总量为Q，则则叙述正确的是（C）A.当q1=Q/3,q2=2Q/3时，库仑力达最大B.当q1=Q/3,q2=2Q/3时，库仑力达最小C.当q1=Q/2,q2=Q/2时，库仑力达最大D.当q1=Q/2,q2=Q/2时，库仑力达最小5．如图，一带电粒子射入一固定在O的点电荷的电场中，粒子运动轨迹是虚线abc所示，图中实线是同心圆弧，表示电场的等势面，不计粒子所受重力，则以下判断中错误的是（C）A.此粒子一直受到静电斥力作用B.粒子在b点的电势能一定大于在a点的电势能C.粒子在b点的速度一定大于在a点的速度D.粒子在a点和c点的速度大小一定相等xyPvx0O-x06．静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置，其中某部分静电场的分布如下图所示.虚线表示这个静电场在xoy平面内的一簇等势线，等势线形状相对于ox轴、oy轴对称.等势线的电势沿x轴正向增加，且相邻两等势线的电势差相等.一个电子经过P点（其横坐标为-x0）时，速度与ox轴平行.适当控制实验条件，使该电子通过电场区域时仅在ox轴上方运动．在通过电场区域过程中，该电子沿y方向的分速度vxyPvx0O-x0vvyvyvyvyxxxxx0x0x0x0-x0-x0-x0-x0OOOOABCDADBCO7.如图所示，AB、CD为一圆的两条直径，且互相垂直，O点为圆心。空间存在一未知静电场，方向与圆周所在平面平行。现有一电子，在电场力作用下（重力不计），先从A点运动至C点，动能减少了W；又从C点运动至B点，动能增加了ADBCO（A）方向垂直于AB并由O指向C的匀强电场，（B）方向垂直于AB并由C指向O的匀强电场，（C）位于O点的正点电荷形成的电场，（D）位于D点的正点电荷形成的电场。8．如图所示，A、B两点各放有电量为+Q和+2Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且，将一正电荷从C点沿直线运动到D点，则（B） A．电场力一直做正功 B．电场力先做正功，再做负功C．电场力一直做负功 D．电场力先做负功再做正功9．在匀强电场中a、b、c三点构成一个三角形，电场强度方向平行于该三角形所在平面。一个电子仅在电场力作用下从a点运动到b点，动能减少了△E，一个粒子从C点运动到a点，动能也减少了△E，则电子和a粒子分别从b运动到c的过程中（A）A．电子动能增加，粒子动能减少。B．电子动能减少，粒子动能增加C．电子、粒子动能都增加。D．电子、粒子动能都减少10．如图所示，等量异种电荷a、b固定在真空中，把一个电子从接近于b的c点由静止释放后，它沿直线运动到接近a点的d点，不计电子的重力，则电子从c到d的过程中（CD）A．作匀加速直线运动；B。它的加速度先增大后减小；C．它的加速度先减小后增大；D。它的速度始终增大。11．如图所示，xoy坐标系中，将一负检验电荷q由y轴上a点移动x轴上b点时，需克服电场力做功W1；若从a点移到x轴上c点时，必需克服电场力做功W，那么关于此空间存在的静电场可能是C （）A．存在场强方向沿y轴正方向的匀强电场B．存在场强方向沿x轴正方向的匀强电场C．处于第I象限某一位置的正点电荷形成的电场D．处于第II象限某一位置的正点电荷形成的电场12．在点电荷-Q的电场中某一位置，质子具有E0的动能即可逃逸此电场的束缚，那么α粒子要从该位置逃逸该电场束缚，需要的动能至少为（C）A．E0/4；B。E0/2；C。2E0；D。4E0。13．点电荷Q1、Q2和Q3，所产生的静电场的等势面与纸面的交线如图中的实线所示，图中标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，a、b、c……表示等势面上的点，下列说法中正确的有[D](A)位于g点的点电荷不受电场力作用(B)b点的场强与d点的场强大小相等(C)把电荷量为q的正点电荷从a点移到i点，再从i点移到f点过程中，电场力做的总功大于把该点电荷从a点直接移到f点过程中电场力所做的功(D)把单位正电荷从m点移到c点过程中电场力做的功等于7kJ图22-114．如图22图22-1A.若把A板向上平移一小段距离，质点自P点下落仍能返回。B.若把B板向下平移一小段距离，质点自P点下落仍能返回。C.若把A板向上平移一小段距离，质点自P点下落后将穿过NABABCDD.若把B板向下平移一小段距离，质点自P点下落后将穿过N孔继续下落。15．4．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中的一个A长方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为，由此可得D点电势14VV。A16.在光滑水平面上固定着一个带正电的绝缘小球A，另有一个带负电的绝缘小球B绕A做匀速圆周运动，它们之间距离远大于小球半径，当两球相距为r时，B球做匀速圆周运动的速率为v，那幺当两球距离为2r时，球做匀速圆周运动的速率为__v/√2._____.17．如图，在光滑水平面上有一带电量为-q，质量为m的带电小球，置于场强为E方向水平向右的匀强电场中的A处，沿水平方向距A为x0的B处固定一个挡板，释放小球后，小球与挡板发生无能量损失碰撞，若每次碰撞中小球都有一半的电量损失（设B始终不带电），则第二次碰撞后，小球离开板的最大距离是____2X_____.18．电量为2×10-6C的点电荷放入电场中A点，受到作用力为4×10-4N，方向向右，则A点的场强为，方向向右,.若把另一电荷放在该点受到力为2×10-4N，方向向左，则这个电荷的电量为-10-6C19．将质量为2g的带负电的小球A用细绳吊起，再将带电量为4.0×10-6C的物体B靠近A，当两个带电体在同一高度相距为30cm时，细绳与竖直方向成45°角，则B受到静电力的大小为____N，A带电量为_5╳10--8___C20．把负电荷q=5×10-5C从无穷远处移到电场中A点,克服电场力做功1.0×10-6J,再把q从A点移到B点,电场力对电荷做4×10-6J的功,A点电势为__-0.02V;_____;B点电势为_0.06V______21．如图所示是匀强电场，若负电荷从A点移到B点，电场力做正功，那么电场线的方向应是沿斜线向下_______，该负电荷由A移到B的过程中，电荷电势能___减少，____，动能将____增大___（填减小、增大或不变）22．如图所示,A处有一带正电的带电体Q,若在C处有初速度为零的质子和α粒子,则质子和α粒子就要在Q的电场中受电场力作用由C处向d处运动,设质子和α粒子到达d处的速率依次为vH、va，则vH/va的比值为_______23．如图所示，在倾角37°的斜面两端，垂直于斜面方向固定两个弹性板，两板相距2米，质量10克，带电量1×10-7库仑的物体与斜面的摩擦系数为0.2，物体在斜面中点时速度大小为10米/秒，物体在运动中与弹性板碰撞中机械能不损失，物体在运动中电量不变，若匀强电场场强E=2×106牛/库，求物体在斜面上通过的路程？40m（g=10米/秒24．试举出一些实例来讨论下列说法下哪些是正确的?哪些是不正确的?(1)电场中场强相同的点，它们的电势也一定相同，电势相同的点，它们的场强也一定相同；(2)电场中场强相同的点，它们的电势一定不相同，电势相同的点，它们的场强也一定不相同；(3)电场中场强相同的点，它们的电势不一定相同，电势相同的点，它们的场强也不一定相同.(3)正确，(1)(2)不正确25．为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面是面积A=0.04m2的金属板，间距L=0.05m，当连接到U=2500V的高压电源正负两极时，能在两金属板间产生一个匀强电场，如图所示，现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，每立方米有烟尘颗粒1013个，假设这些颗粒都处于静止状态，每个颗粒带电量为q=+1.0×10－17C，质量为m=2.0×10－1526．带电量为+q、质量为m的带电粒子，以水平初速度V0，沿电场线方向射入电场中，场强随时间的变化规律如图所示（从粒子刚进入电场开始记时）求；经过时间t=nT（n为整数）带电粒子的末动能和前进的位移。27．在两个平行金属板A、B上加如图的交变电压u。其最大电压为U，频率为f