高中物理选修静电场重点题型专题练习.docx
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高中物理选修静电场重点题型专题练习
静电场重点题型复习
题型一、利用电场线判断带电粒子运动情况
1.某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M运动到N,以下说法正确的是( )
A.粒子必定带正电荷
B.粒子在M点的电势能小于它在N点的电势能
C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
D.粒子在M点的动能小于它在N点的动能
2.如图所示,a、b带等量异种电荷,MN为a、b连线的中垂线,现有一个带电粒子从M点以一定的初速度v射出,开始时一段轨迹如图中实线所示,不考虑粒子的重力,则在飞越该电场的过程中( )
A.该粒子带正电
B.该粒子的动能先增大,后减小
C.该粒子的电势能先减小,后增大
D.该粒子运动到无穷远处后,速率大小一定仍为v
3.某电场的电场线分布如图所示,以下说法正确的是()
A.c点场强大于b点场强
B.c点电势高于b点电势
C.若将一试电荷+q由a点释放,它将沿电场线运动到b点
D.若在d点再固定一点电荷-Q,将一试探电荷+q由a移至b的过程中,电势能减小
4.如图所示,在竖直平面内,带等量同种电荷的小球A、B,带电荷量为-q(q>0),质量都为m,小球可当作质点处理.现固定B球,在B球正上方足够高的地方释放A球,则从释放A球开始到A球运动到最低点的过程中( )
A小球的动能不断增加
B.小球的加速度不断减小
C.小球的机械能不断减小
D.小球的电势能不断减小
5.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点运动到B点,动能损失了0.1J,若A点电势为10V,则( )
A.B点电势为零
B.电场线方向向左
C.电荷运动的轨迹可能是图中曲线①
D.电荷运动的轨迹可能是图中曲线②
题型二、电势差与电场力做功的关系
1.如图,实线为电场线,虚线为等势面,相邻两等势面间的电势差相等,一正电荷在等势面φ3上时的动能为20J,它运动到等势面φ1上时速度为0,令φ2=0,则该电荷的电势能EP=4J时,其动能大小为
A.16J
B.10J
C.6J
D.4J
2.图中a、b和c分别表示点电荷的电场中的三个等势面,它们的电势分别为6V、4V和1.5V。
一质子(
)从等势面a上某处由静止释放,仅受电场力作用而运动,已知它经过等势面b时的速率为v,则对质子的运动有下列判断:
①质子从a等势面运动到c等势面电势能增加4.5eV
②质子从a等势面运动到c等势面动能增加4.5eV
③质子经过等势面c时的速率为2.25v
④质子经过等势面c时的速率为1.5v
上述判断正确的是()
A.①和③B.②和④C.①和④D.②和③
3.如图中虚线所示为静电场的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a、b点的动能分别为26eV和5eV.当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8eV时,它的动能应为( )
A.8eVB.13eVC.20eVD.34eV
4.如图,光滑的绝缘竖直细杆与以正电荷Q为圆心的圆周交于B、C两点,设AB=BC=h,一质量为m、电荷量为-q的空心小球从杆上A点从静止开始下落,滑到B点时的速度vB=
,求:
(1)小球滑到C点的速度vC;
(2)A、C两点间的电势差UAC。
5.在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定了一电荷量为+Q的正点电荷,在水平面上的N点,由静止释放质量为m,电荷量为-q的负检验电荷,该检验电荷经过P点时速度为v,图中θ=60°,规定电场中P点的电势为零.则在+Q形成的电场中( )
6.如图所示,a、b、c、d是某匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点,ab=cd=L,ad=bc=2L,电场线与矩形所在平面平行.已知a点电势为20V,b点电势为24V,d点电势为12V.一个质子从b点以v0的速度射出,速度方向与bc成45°,一段时间后经过c点.不计质子的重力.下列判断正确的是( )
a点电势低于c点电势
B.场强的方向由b指向d
C.质子从b运动到c,电势能减小8eV
D.质子从b运动到c,所用的时间为
7.在某一点电荷Q产生的电场中有a、b两点,相距为d,a点的场强大小为Ea,方向与ab连线成60°角,b点的场强大小为Eb,方向与ab连线成45°角,如图所示.关于a、b两点场强大小及电势高低的关系的说法中正确的是( )
题型三、用运动合成与分解研究带电粒子的运动
1.如图所示为一真空示波管,电子从灯丝K发出(初速度不计),经灯丝与A板间的加速电压U1加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过电场后打在荧光屏上的P点。
已知加速电压为U1,M、N两板间的电压为U2,两板间的距离为d,板长为L1,板右端到荧光屏的距离为L2,电子的质量为m,电荷量为e。
求:
(1)电子穿过A板时的速度大小;
(2)电子从偏转电场射出时的侧移量;
(3)P点到O点的距离。
2.如图2所示,质量为m、带电量为+q的小球从距地面高度为h处以一定的初速度水平抛出,在距抛出点水平距离为L处,有一竖直的绝缘板,板高。
为使小球能从板上端开始沿着板滑到地面,可在小球运动的空间加一个水平向左的匀强电场。
试问:
(1)小球的初速度和所加匀强电场的场强E各多大?
(2)设球与板间的动摩擦因数为则小球能到达地面,应满足的条件?
3.如图所示,质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间匀强电场中,P从两极板正中央射入,Q从下极板边缘处射入,它们最后打在同一点(重力不计),则从开始射入到打到上板的过程中( )
A.它们运动的时间tQ>tP
B.它们运动的加速度aQ<aP
C.它们所带的电荷量之比qP:
qQ=1:
2
D.它们的动能增加量之比△Ekp:
△EkQ=1:
4
题型四、电场力做功与其他力做功引起的能量变化
1.一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中,受重力和电场力作用。
若重力做功-3J,电场力做功1J,则小球()
A.重力势能增加3JB.电势能增加1JC.动能减少3JD.机械能增加1J
题型五、静电场与力学综合计算
1.如图所示,可视为质点的三物块A、B、C放在倾角为30°的固定斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数
,A与B紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上,三物块的质量分别为
其中A不带电,B、C均带正电,且
,开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用,B、C间相距
。
现给A施加一平行于斜面向上的力F,使A在斜面上做加速度
的匀加速直线运动,假定斜面足够长,求:
(1)B物块的带电量
(2)A、B运动多长距离后开始分离
2..如图所示,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径R=0.40m.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×104 N/C.现有一质量m=0.10kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s=1.0m的位置,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零.已知带电体所带电荷q=8.0×10-5C,取g=10m/s2,求:
3.
(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小;
4.
(2)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小;
5.(3)带电体沿圆弧形轨道运动过程中,电场力和摩擦力对带电体所做的功各是多少.
题型六、库仑定律与叠加电场
题型七、电容的影响因素
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