静电场总复习题型归类.pdf

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1、高二物理（选修高二物理（选修 3 31 1）第一章静电场总复习）第一章静电场总复习例题例题点电荷的场强、电场强度的迭加点电荷的场强、电场强度的迭加【例 1】图中边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷+q、+q、-q，求该三角形中心O点处的场强大小和方向。静电力做功、电势、电势能、电势差静电力做功、电势、电势能、电势差【例 2】如图所示，将一个电荷量为q=+310 C 的点电荷从电场中的A点移到B点的过程中，克服电场-9力做功 610 J。已知A点的电势为A=-4V，求B点的电势和电荷在B点的电势能。-10AEBOBEAECCF+vAB例 1 如图中虚线表示等势面，相邻两等势面间电

2、势差相等。有一带正电的粒子在电场中运动，实线表示该带正电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，粒子在 a 点的动能为 20 eV，运动到 b点时的动能为2 eV。若取 c点为零势点，则当粒子的电势能为一6 eV时，它的动能是（）A.16 eVB.14 eVC.6 eVD.4 eV8.某带电粒子仅在电场力作用下由A 点运动到 B 点，电场线、粒子在A 点的初速度及运动轨迹如图所示，可以判定（）A.粒子在 A 点的加速度大于它在 B 点的加速度B.粒子在 A 点的动能小于它在 B 点的动能C.粒子在 A 点的电势能小于它在 B 点的电势能D.电场中 A 点的电势低于 B 点的电势电场线、等势面电场线、

3、等势面【例 3】如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点。下列说法中正确的是（）A.三个等势面中，等势面a的电势最高B.带电质点一定是从P点向Q点运动C.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小 D.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小静电平衡静电平衡【例 4】如图所示，在孤立点电荷Q形成的电场中，金属圆盘A处于静电平衡状态若金属圆盘平面与aQbcP点电荷在同一平面，试在圆盘作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线(用实线表示，要求严格作图)【例 5】将悬挂在细线上的带正电的

4、小球A放在不带电的金属空心球C(不和球壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图所示，说确的有()答案CAA往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向BA和B的位置都不变CA的位置不变，B往右偏离竖直方向DA往左偏离竖直方向，B的位置不变例 2 如图所示，在真空中，两条长为60 cm 的丝线一端固定于 O 点，另一端分别系一质量均为0.1g 的小球 A 和 B。当两小球带相同的电荷量时，A 球被光滑的绝缘挡板挡住，且使OB 线保持与竖直方向成 60?角而静止。求：（1）小球所带电荷量；（2）OB 线受到的拉力。电容器电容器【例 6】绝缘金属平行板电容器充电后，静电计的指针偏转一定角

5、度，若减小两极板a、b间的距离，同时在两极板间插入电介质，如图183所示，则()A电容器的电势差会减小B电容器的电势差会增大C静电计指针的偏转角度会减小D静电计指针的偏转角度会增大【例 7】如图所示，两块较大的金属板A、B相距为d，平行放置并与一电源相连，S 闭合后，两板间恰好有一质量为m、带电荷量为q的油滴处于静止状态以下说确的是()A 若将上板 A 向左平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G 中有 ab 的电流B 若将上板 A 向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G 中有 ba 的电流C 若将下板 B 向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G 中有 ba 的电流D若将 S 断开，则油

6、滴将做自由落体运动，G 中无电流通过例 3 如图所示，用电池对电容器充电，电路 a、b 之间接有一灵敏电流表，两极板之间有一个电荷 q 处于静止状态。现将两极板的间距变大，则（）A.电荷将向上加速运动B.电荷将向下加速运动C。电流表中将有从 a 到 b 的电流D。电流表中将有从 b 到 a 的电流带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动【例 8】如图所示，在点电荷Q的电场中有A、B两点，将质子和粒子分别从A点由静止释放，到达B点时，它们的速度大小之比为多少？【例 9】一束电子流在经U5 000 V 的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示若两板间距离d1.0

7、 cm，板长l5.0 cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最大能加多大电压？4【例 10】如图所示，长L0.20 m 的丝线的一端拴一质量为m1.010 kg、带电荷量为q1.010C 的小球，另一端连在一水平轴O上，丝线拉着小球可在竖直平面做圆周6运动，整个装置处在竖直向上的匀强电场中，电场强度E2.010 N/C.现将小球拉到与轴O3在同一水平面的A点上，然后无初速地将小球释放，取g10 m/s.求：(1)小球通过最高点B时速度的大小(2)小球通过最高点时，丝线对小球的拉力大小2例 4 如图所示，离子发生器发射出一束质量为m、电荷量为 q 的离子，从静止经加速电压 U1 加速后

8、，获得速度 vo，并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U2 作用后，以速度 v 离开电场。已知平行板长为 l，两板间距离为 d，（重力忽略不计）求：（1）vo 的大小；（2）离子在偏转电场中运动的时间t；（3）离子在偏转电场中受到的电场力的大小 F；（4）离子在偏转电场中的加速度；。（5）离子在离开偏转电场时的横向速度vx；（6）离子在离开偏转电场时的速度vy 的大小；（7）离子在离开偏转电场时的横向偏移量 y；（8）离子离开偏转电场时的偏转角 的正切值 tan。例 5 如图所示，A、B 为平行金属板，两板相距为d，分别与电源的中央各有一小孔 M 和 N。今有一带电质点，自 A 板

9、上方相距 d 的 P下落（P、M、N 在同一直线上），空气阻力忽略不计，到达N 孔时速度沿原路返回。若保持两极间的电压不变，则：把 A 板向上平移一小P 点自由下落后仍能返回 把 A 板向下平移一小段距离，质点自 P小段距离，质点自 P 点自由下落后将穿过N 孔继续下落，以上判断正确的是（）A.B.C.D.例 6 如图所示，M、N 是水平放置的一对金属板，其中O，板间存在竖直向上的匀强电场。AB 是一长 9L 的轻质绝缘地固定着 l0 个完全相同的带正电小球，每个小球的电荷量为小球距离为 L 现将最下端小球置于O 处，然后将 AB 由静止释始终保持竖直。经观察发现，在第4 个小球进入电场到第

10、5一过程中 AB 做匀速运动。求：（1）两板间电场强度 E；（2）上述匀速运动过程中速度v 的M 板中央有一个小孔细杆，在杆上等间距q、质量为 m，相邻放，AB 在运动过程中个小球进入电场这大小。两极相连，两板点由静止自由恰好为零，然后段距离，质点自点自由下落后将穿过 N 孔继续下落 把 B 板向上平移一小段距离，质点自 P 点自由下落后仍能返回 把 B 板向下平移一例 7 如图所示，在 x0 的空间中，存在沿 x 轴正方向的匀强电场E；在 xEBECC如果A、C和球心在一条直线上，则A、C两点的场强方向相同DB点场强方向指向球心8在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体

11、B.下列实验方法中能使验电器箔片开的是()A用取电棒(带绝缘柄的导体棒)先跟B的壁接触一下后再跟A接触B用取电棒先跟B的外壁接触一下后再跟A接触C用绝缘导线把验电器跟取电棒的导体部分相连，再把取电棒与B的壁接触D使验电器A靠近B9如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中 导体处于静电平衡时，下列说确的是()AA、B两点场强相等，且都为零BA、B两点场强不相等C感应电荷产生的附加电场EAEBD当电键 S 闭合时，电子从沿导线向导体移动10如图所示，A、B为两个带等量异号电荷的金属球，将两根不带电的金属棒C、D放在两球之间，则下列叙述正确的是()AC棒的电势一定高于D棒的电势

12、B若用导线将C棒的x端与D棒的y端连接起来的瞬间，将有从y流向x的电子流C若将B球接地，B所带的负电荷全部流入D若将B球接地，B所带的负电荷还将保留一部分11如图所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板，a板接地P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连，Q板接地开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度.在以下方法中，能使悬线的偏角变大的是()A缩小a、b间的距离 B加大a、b间的距离C取出a、b两极板间的电介质 D换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质12如图所示，在平行板电容器正中有一个带电微粒。K闭合时，该微粒恰好能保持

13、静止。在以下两种情况下，各用什么方法能使该带电微粒向上运动打到上极板？保持K闭合；K充电后将K断开；MNA.上移上极板M B.上移下极板NC.左移上极板MD.把下极板N接地13如图 1(a)所示，两个平行金属板P、Q竖直放置，两板间加上如图(b)所示的电压t0 时，Q板比P板电势高 5 V，此时在两板的正中央M点放一个电子，速度为零，电子在静电力作用下运动，使得电子的位置和速度随时间变化假设电子始终未与两板相碰在100t810 s 的时间，这个电子处于M点的右侧，速度方向向左且大小逐渐减小的时间是()答案D101010A0t210 sB210 st410 sC41010 st61010 sD6

14、1010 stEA，所以粒子的加速度aBaA。由定性画出的等势面并根据沿电场线方向电势降低，可知电势 AB，由粒子运动轨迹的弯曲趋向可知电场力做正功，所以动能、电势能的变化情况为 EKBEKA，EBEA，选项 B 正确。图 19图 209(1)Q2k2r(2)均为kQ2rmg2/提示：当加速度a=0 时，设A、B 间的距离为r,根据平衡条件k4Q2r/2mgr/4kQ2mgA、B 运动的距离均r/r为s 2kQ2rmg210.ACD解析：水平放置的金属板在 Q 的电场中处于静电平衡，它是一个等势体，也就是说它表面的电场线处处与表面垂直，由于表面绝缘，故带电小球在其表面上滑动时，电量不变，但电场

15、力不做功，故小球作匀速直线运动所以 A、C、D 选项正确KqAqB1 ma-当mv2提示：取B球为研究对象，当A、B相距为d时，B受A的库仑力作用，则有22dKqAqB1ma-由、得：r2dA、B相距为r时，有：24r12根据能量守恒定律，电势能减小量等于带电小球B动能的增加量，即E mv2112d；12.C 解析：若 A、B 带等量同种电荷，则碰撞后两球带电量不变，下落过程中重力做正功，电场力做负功，回跳时重力做负功，电场力做正功。由能量守恒定律得 hH；若 A、B 带等量异种电荷，则碰撞过程中重力做正功，电场力做正功，回跳过程中需克服重力做功。故 hH13.负电荷、负电荷、：l：。解析：（

16、1）由于三个点电荷的存在，使每个点电荷皆受三个库仑力的作用而平衡。若 q2 为正电荷，对 q2 而言，q1 和 q3必为同性电荷，但对三者而言，要求每个电荷都处于平衡态，则 q1 与 q3 必为负电荷。（2）由库仑定律和平衡条件知：对 q1：对 q3：由式得由式得由两式得 q1：q2：q3：l：。14.解析：（1）根据得 M 点的场强（2）电荷 q 从 M 点移到 N 点，电场力做功这一过程中电场力做负功则电势能增加15.解析：（1）小滑块从C 到 B 的过程中，只有重力和电场力对它做功，设滑块通过B 点时的速度为 vB，根据动能定理有：，解得（2）小-滑块在 AB 轨道上运动中，所受摩擦力为

17、 f=mg.小滑块从 C 经 B 到 A 的过程中，重力做正功，电场力和摩擦力做负功。设小滑块在水平轨道上运动的距离（即 A,B 两点间的距离）为 L，则根据动能定理有：,解得16.解析：A 点电势比 B 点低 5000V 解析：由动能定理17.解析：（1）两极间不加电压时，粒子做平抛运动水平方向上：L=vt 竖直方向上：当两极间加上电压 U 时，粒子做匀变速曲线运动，即水平方向上：L=vt竖直方向上：由、得 a=g（方向向上）由牛顿运动定律得，（2）由、式可得q2q18解:：分析 A：由平衡条件得：qE k2E k2ll(2)由动能定理得:mgl qEl方向为水平向左19解：(1)因为由 A

18、 到 B 过程中电场力做正功,所以电势能减小2(mg Eq)l12mv 0v m2v2(3)在最低点由牛顿第二定律得:T mg mT 3mg 2Eql20解:（1）求粒子在偏转电场中的偏转位移 y电子运动的时间为：tl-vFeU12电子在偏转电场中的加速度a为:a-偏转位移y at-mmd2vy1 qUl2qUlqUltan联立以上各式得y（2）求偏转角v at y2 mdv2vmdv2mdv21解:珠子所 受电场 力和重力的合力与圆环的交 点位置即为速度最大的位置，tanEq3 370由最低点到速度最大的位置过程中，根据动能定理得mg4Eq度为v123 mgR(1cos)EqRsinmv-E

19、q mg-由得最大速24mgF6E4.810 8108c电容为22解：（1）电容器所带电量为 Q,QU=EQ U60Q8108q8108910C 1.310F（2）转移的电子数为n 510个19U60e1.610gR223解：（1）微粒只在重力和电场力作用下沿 AB 方向运动，由直线运动条件可知微粒受电场力一定向左，重力和电场力的合力必与微粒的运动方向相反，微粒做匀减速运动。（2）因为粒子带正电，所以电场强度方向为水平向左，由力的合成知识得Eq mg cotmgcot1.7104N/C（3）微粒由 A 运动到 B 时的速度vB 0时，微粒进入电场时的速度最小，设粒qmg子的最小速度为v，maa

20、 2gcosE v22al得最小速度v 2al 2 2 2.82m/s12121624解：（1）由动能定理得eEd EKmv0EK eEd mv01.2510J22由(2)射线在 A、B 间电场中被加速，除平行于电场线的电子流外，其余均在电场中偏转，其中和铅屏 A 平行的电子流在纵向偏移距离最大设为 r(相当于平抛运动水平射程)。121 eE2att-，r v0t-圆面积s r2-由上述三式得22 ms 2.83103m2，即在荧光屏的发光面积为2.83103m2d 25解：质点将在竖直方向做竖直上抛运动，加速度a1=g；在水平方向做匀加速直线运动加速度为a2，由牛顿第二定律得EqEq ma2a2dmd1Eqt22（1）设相对于 ab 的高度为 H在水平方向：d a2t-22mdmd2g222md2t2t在竖直方向上：v0 g-解得v02EqEq2最大高度v2mgd20H 2g4Eq，最高点距右板的距离s 11ta2t2a2()2-2222md2将tEq23代入得s d4md2g2（2）粒子到达 b 板时竖直速度为v02Eq粒子到达 b 板时水平速度为Eq2md2v1 a2t mdEq(mgd)2(2Eq)2速度大小为：v v v；2mqEv0速度方向与水平方向的夹为arctan()arctan(dg)v12021