【精品】高二物理電場習題精選

1、.電場習題精選1.如圖，虛線ab和c是靜電場中的三個等勢面，它們的電勢分別為a、b和c，abc .帶正電的粒子射入電場中，其運動軌跡如實線klmn所示，由圖可知a粒子從k到l的過程中，電場力做負功b粒子從l到m的 過程中，電場力做負功c粒子從k到l的過程中，靜電勢能增加d粒子從l到m的過程中，動能減小答案：a、c2.一平行板電容器，兩極之間的距離d和兩極板面積s都可以調(diào)節(jié)，電容器兩板與電池相連。以q表示電容器的電量，e表示兩極板間的電場強度，則a當d 增大、s不變時，q減小、e減小b 當d減小、s增大時，q增大、e增大c當s增大、d不變時，q增大、e增大d當s減小、d 減小時，q不變、e不變答

2、案：a、b3，a、b是一對中間開有小孔的平行金屬板，兩小孔的連線與金屬板面相垂直，兩極板的距離為l，兩極板間加上低頻交流電壓，a板電勢為零，b板電勢。現(xiàn)有一電子在t=0時穿過a板上的小孔射入電場，設(shè)初速度和重力的影響均可以忽略不計，則電子在兩極板間可能（）a以ab間的某一點為平衡位置來回振動b時而向b板運動，時而向a板運動，但最后穿出b板c一直向b板運動，最后穿出b板，如果小于某個值0，l小于某個值l0d一直向b板運動，最后穿出b板，而不論，l為任何值答案：a、c4.如圖，虛線方框內(nèi)有一勻強電場，a、b、c為該電場中的三個點。已知v，b=6v，c=6v。試在該方框中作出表示該電場的幾條電場線。

3、并保留作圖時所用的輔助線（用虛線表示）答案：略5如圖所示，e=10v，r1=4，r2=6，c=30f，電池內(nèi)阻不計。先將開關(guān)s閉合，穩(wěn)定后再將s斷開，求s斷開后通過r1的電量。答案：q=1210-4c6.在光滑水平面上有一質(zhì)量m1.010-3kg ，電量q1.010-10c的帶正電小球，靜止在o點，以o點為原點，在該水平面內(nèi)建立直角坐標系oxy?，F(xiàn)突然加一沿x軸正方向、場強大小e2.0106v/m的勻強電場，使小球開始運動，經(jīng)過1.0s，所加電場突然變?yōu)檠貀軸正方向，場強大小仍為e2.0106v/m的勻強電場，再經(jīng)過1.0s，所加電場又變?yōu)榱硪粋€勻強電場，使小球在此電場作用下經(jīng)1.0s速度變?yōu)?/p>

4、零。求此電場的方向及速度變?yōu)榱愕奈恢?。答案：與x軸成2250角；坐標位置（0.40cm,0.20cm）7有三根長度皆為l=1.00m的不可伸長的絕緣輕線，其中兩根的一端固定在天花板上的o點，另一端分別拴有質(zhì)量皆為m=1.0010-2kg的帶電小球a和b，它們的電量分別為-q和q，q=1.0010-7c，ab之間用第三根線連接起來?？臻g中存在大小為e1.00106n/c的勻強電場，場強方向沿水平向右，平衡時a、b球的位置如圖所示，現(xiàn)將o、b之間的線燒斷，由于有空氣阻力，a、b球最后會達到新的平衡位置。求最后兩球的機械能與電勢能的總和與燒斷前相比改變了多少。（不計兩帶電小球間的相互靜電力）圖中虛線

5、表示a、b球原來的平衡位置，實線表示燒斷后重新達到平衡的位置，其中、分別表示細線oa、ob與豎直方向的夾角。a球受力如圖所示，重力mg，豎直向下；電場力qe，水平向左；細線oa對a的拉力t1，方向如圖；細線ab對a的拉力t2，方向如圖。由平衡條件b球的受力如圖所示，重力mg，豎直向下；電場力qe，水平向右；細線ab對b的拉力t2，方向如圖。由平衡條件聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)，得0，450由此可知，a、b球重新達到平衡位置如圖所示，與原來位置相比，a球的重力勢能減小了b球的重力勢能減小了a球電勢能增加了b球電勢能減小了兩種勢能總和減小了代入數(shù)據(jù)，得答案：6.810-2j8為研究靜電除塵，有人設(shè)計了

6、一個盒狀容器，容器側(cè)面是絕緣的透明有機玻璃，它的上、下底面的面積a0.04m2的金屬板，間距l(xiāng)0.05m，當連接到u=2500v的高壓電源正、負兩極時，能在金屬板間產(chǎn)生一個勻強電場,如圖所示.現(xiàn)把一定量均勻分布的煙塵顆粒密閉在容器內(nèi),每立方米有煙塵顆粒1013個,假設(shè)這些顆粒都處于靜止狀態(tài),每個顆粒帶電量q=+1.010-17c,質(zhì)量m=2.010-15kg,不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力,并忽略煙塵顆粒所受重力.求合上開關(guān)后：（1）經(jīng)過多長時間煙塵顆?？梢员蝗课剑唬?）附塵過程中電場對煙塵顆粒共做了多少功；（3）經(jīng)過多長時間容器中煙塵顆粒的總動能達到最大。答案：（1）t=0.02

7、s （2）w=2.510-4j （3）t1=0.014s再舉一些概念性例題讓學生練習。例如例1若帶正電荷的小球只受到電場力的作用，則它在任意一段時間內(nèi)a一定沿電場線由高電勢向低電勢運動b一定沿電場線由低電勢向高電勢運動c不一定沿電場線運動，但一定由高電勢向低電勢運動d不一定沿電場線運動，也不一定由高電勢向低電勢運動答案：d點評：物體的運動不僅與物體的受力情況有關(guān)，而且與物體運動的初始條件有關(guān)；物體的運動軌跡與電場線沒有必然的關(guān)系。例2在靜電場中a電場強度處處為零的區(qū)域內(nèi)，電勢也一定處處為零b電場強度處處相同的區(qū)域內(nèi)，電勢也一定處處相同c電場強度的方向總是跟等勢面垂直d沿著電場強度的方向，電勢總

8、是不斷降低的答案：c、d點評：電場強度的大小與電勢的高低沒有必然的聯(lián)系，但由電場強度的方向可以判斷電勢的高低。例3：示波器的示意圖如圖，金屬絲發(fā)射出來的電子被加速后從金屬板的小孔穿出，進入偏轉(zhuǎn)電場。電子在穿出偏轉(zhuǎn)電場后沿直線前進，最后打在熒光屏上。設(shè)加速電壓u1=1640v，偏轉(zhuǎn)極板長l=4cm，偏轉(zhuǎn)板間距d=1cm，當電子加速后從兩偏轉(zhuǎn)板的中央沿板平行方向進入偏轉(zhuǎn)電場。（1）偏轉(zhuǎn)電壓為多大時，電子束打在熒光屏上偏轉(zhuǎn)距離最大？（2）如果偏轉(zhuǎn)板右端到熒光屏的距離l=20cm，則電子束最大偏轉(zhuǎn)距離為多少？解析：（1）要使電子束打在熒光屏上偏轉(zhuǎn)距離最大，電子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場后必須下板邊緣出來。電子在加速電

9、場中，由動能定理eu=電子進入偏轉(zhuǎn)電場初速度v0=。電子在偏轉(zhuǎn)電場的飛行時間t1=l / v0電子在偏轉(zhuǎn)電場的加速度a=要使電子從下極板邊緣出來，應有=at12=解得偏轉(zhuǎn)電壓u2=205v（2）電子束打在熒光屏上最大偏轉(zhuǎn)距離y=+y2由于電子離開偏轉(zhuǎn)電場的側(cè)向速度vy= at1 =電子離開偏轉(zhuǎn)電場到熒光屏的時間t2=l/v0y2=vyt2=0.05m電子最大偏轉(zhuǎn)距離y=+y2=0.055m點評：本題分析時，要注意電子在示波器管中加速、偏轉(zhuǎn)、勻速直線運動到達熒光屏三個階段受力及運動的特征。旨在練習帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)問題。 例4如圖所示，在場強為e，方向豎直向上的勻強電場中，水平固定一塊

10、長方形絕緣薄板。將一質(zhì)量為m，帶有電荷q的小球，從絕緣板上方距板h高處以速度v0豎直向下拋出。小球在運動時，受到大小不變的空氣阻力f的作用，且f(qe+mg)，設(shè)小球與板碰撞時不損失機械能，且電量不變。求小球在停止運動前所通過的總路程s。解析：小球以初速度豎直下拋作勻加速運動，并與水平板碰撞并以相同的速率返回向上運動到最高點。由于阻力作用，返回的高度變小，然后有下落做加速運動。以后在豎直方向多次往返運動，但高度不斷減小，直到最終靜止在水平板上。由于小球在豎直方向往返運動的每一階段受力都是恒力，運動規(guī)律都屬于勻變速運動。因此本題可應用牛頓運動定律和運動學公式來解。把每一階段的位移求出，再求和，就

11、是小球通過的路程。但若用動能定理求解更簡便。小球在往復運動過程中，一直有阻力做功。而重力、電場力做功與路徑無關(guān)，只決定于小球的始末位置。由動能定理mgh+qehfs=0mvs=點評：帶電物體在電場中的運動由于重力、電場力作功與路徑無關(guān)，用動能定理求解比用牛頓運動定律和運動學公式求解更簡便。例5如圖甲所示，a、b表示在真空中相距為d的兩平行金屬板，加上電壓后，它們之間的電場可視為勻強電場。圖乙表示一周期性的交變電壓波形，橫坐標代表電壓u。從t0開始，電壓為一給定值u0，經(jīng)過半個周期，突然變?yōu)閡0；再過半個周期，又突然變?yōu)閡0，如此周期性地交替變化。在t0時，將上述交變電壓u加在兩板上，使開始時a

12、板電勢比b板高，這時在緊靠b板處有一初速為零的電子（質(zhì)量為m，電量為e）在電場作用下開始運動，要想使這電子到達a板時具有最大的動能，則所加交變電壓的頻率最大不能超過多少？解析：由電子受力情況可知，電子在板間向左做加速度方向交替變化的單向直線運動。當t=0時，a板電勢高于b板，在tt/2階段內(nèi)，電子在電場力作用下向a板做加速運動。在t/2tt時，b板電勢高于a板，電子做減速運動。電子在電場中加速度大小a=eu0/md 要使電子到達a板時動能最大，必須一直加速，即時間tt/2。 到達a板時d =at2/2=eu0t2/2md 又因為頻率f=1/t 由解得頻率最大不能超過f=點評：本題涉及的知識點：

13、勻強電場、電場力做功、直線運動、交變電壓。本題主要要弄清：電子在交變電場作用下的運動特征；由ek=eu，電子只有一次加速到a板，動能才最大，而不是在t/2的偶數(shù)倍時間內(nèi)?？蓪⒈绢}延伸，若電子的運動方向和電場方向垂直時，假設(shè)電子不碰極板，則電子偏轉(zhuǎn)的最大位移和最小位移是多少。例6如圖所示，abcdf為一絕緣光滑軌道，豎直放置在水平方向的 勻強電場中，bcdf是半徑為r的圓形軌道，已知電場強度為e，今有質(zhì)量為m的帶電小球在電場力作用下由靜止從a點開始沿軌道運動，小球受到的電場力和重力大小相等，要使小球沿軌道做圓周運動，則ab間的距離至少為多大？解析：要使小球在圓軌道上做圓周運動，小球在“最高”點不

14、脫離圓環(huán)。這“最高”點并不是d點，可采用等效重力場的方法進行求解。重力場和電場合成等效重力場，其方向為電場力和重力的合力方向，與豎直方向的夾角（如圖所示）等效重力加速度在等效重力場的“最高”點，小球剛好不掉下來時從a到等效重力場的“最高”點，由動能定理點評：“等效”法是物理學中的常用方法，在本題中電場和重力合成等效重力場是有條件的，即重力和電場力都是大小和方向都不變的恒力。電場練習一、 選擇題；1有一個帶正電的驗電器，當一金屬球接近它的，觀察到驗電器金屬箔的張角減小了。由此可以判定金屬球（bcd ）（a）可能帶正電荷（b）可能帶負電荷（c）可能不帶電 （d）一定不帶正電荷2空間有一勻強電場，電

15、場方向與紙面平行。一帶電量為-q的小球（重力不計），在恒定拉力f的作用下沿虛線由m勻速運動到n，如圖所示。已知力f和mn間夾角為，mn間距離為d，則下列結(jié)論正確的是（ ac ）。amn兩點的電勢差為 fdcos/qb勻強電場的電場強度大小為fdcos/qc帶電小球由m運動到n的過程中，電勢能增加了d若要使帶電小球由n向m做勻速直線運動，則f必須反向3下列說法中正確的是（ d ）(a) 在場強較小處，電荷在該處的電勢能也較小；(b) 電荷在場強為零處的電勢能也為零；(c) 在場強相等的各點，電荷的電勢能必相等；(d) 在選定為零電勢的位置處，任何電荷的電勢能必為零.4兩個帶同種電荷的小球相距為r

16、所帶電的總量為q，則則敘述正確的是（ c ）a.當q1=q/3,q2=2q/3時，庫侖力達最大 b. 當q1=q/3,q2=2q/3時，庫侖力達最小c.當q1=q/2,q2=q/2時，庫侖力達最大 d. 當q1=q/2,q2=q/2時，庫侖力達最小5如圖，一帶電粒子射入一固定在o的點電荷的電場中，粒子運動軌跡是虛線abc所示，圖中實線是同心圓弧，表示電場的等勢面，不計粒子所受重力，則以下判斷中錯誤的是（ c ）a. 此粒子一直受到靜電斥力作用b. 粒子在b點的電勢能一定大于在a點的電勢能c. 粒子在b點的速度一定大于在a點的速度d. 粒子在a點和c點的速度大小一定相等xypvx0o-x06靜電

17、透鏡是利用靜電場使電子束會聚或發(fā)散的一種裝置，其中某部分靜電場的分布如下圖所示. 虛線表示這個靜電場在xoy平面內(nèi)的一簇等勢線，等勢線形狀相對于ox軸、oy軸對稱. 等勢線的電勢沿x軸正向增加，且相鄰兩等勢線的電勢差相等. 一個電子經(jīng)過p點（其橫坐標為-x0）時，速度與ox軸平行. 適當控制實驗條件，使該電子通過電場區(qū)域時僅在ox軸上方運動在通過電場區(qū)域過程中，該電子沿y方向的分速度vy隨位置坐標x變化的示意圖是 ( d h)vyvyvyvyxxxxx0x0x0x0-x0-x0-x0-x0ooooabcdadbco7. 如圖所示，ab、cd為一圓的兩條直徑，且互相垂直，o點為圓心?？臻g存在一未

18、知靜電場，方向與圓周所在平面平行?，F(xiàn)有一電子，在電場力作用下（重力不計），先從a點運動至c點，動能減少了w；又從c點運動至b點，動能增加了w，那么關(guān)于此空間存在的靜電場可能是;（ ad ）（a）方向垂直于ab并由o指向c的勻強電場，（b）方向垂直于ab并由c指向o的勻強電場，（c）位于o點的正點電荷形成的電場，（d）位于d點的正點電荷形成的電場。8如圖所示，a、b兩點各放有電量為+q和+2q的點電荷，a、b、c、d四點在同一直線上，且，將一正電荷從c點沿直線運動到d點，則（ b ）a電場力一直做正功b電場力先做正功，再做負功c電場力一直做負功d電場力先做負功再做正功9在勻強電場中a、b、c三點

19、構(gòu)成一個三角形，電場強度方向平行于該三角形所在平面。一個電子僅在電場力作用下從a點運動到b點，動能減少了e，一個粒子從c點運動到a點，動能也減少了e，則電子和a粒子分別從b運動到c的過程中（ a ）a電子動能增加，粒子動能減少。 b電子動能減少，粒子動能增加c電子、粒子動能都增加。 d電子、粒子動能都減少10如圖所示，等量異種電荷a、b固定在真空中，把一個電子從接近于b的c點由靜止釋放后，它沿直線運動到接近a點的d點，不計電子的重力，則電子從c到d的過程中（ cd ）a作勻加速直線運動； b。它的加速度先增大后減小；c它的加速度先減小后增大； d。它的速度始終增大。11如圖所示，xoy坐標系中

20、，將一負檢驗電荷q由y軸上a點移動x軸上b點時，需克服電場力做功w1；若從a點移到x軸上c點時，必需克服電場力做功w，那么關(guān)于此空間存在的靜電場可能是 c（ ）a存在場強方向沿y軸正方向的勻強電場b存在場強方向沿x軸正方向的勻強電場c處于第i象限某一位置的正點電荷形成的電場d處于第ii象限某一位置的正點電荷形成的電場12在點電荷-q的電場中某一位置，質(zhì)子具有e0的動能即可逃逸此電場的束縛，那么粒子要從該位置逃逸該電場束縛，需要的動能至少為（ c ）ae0/4； b。e0/2； c。2e0； d。4e0。13點電荷q1、q2和q3，所產(chǎn)生的靜電場的等勢面與紙面的交線如圖中的實線所示，圖中標在等勢

21、面上的數(shù)值分別表示該等勢面的電勢，a、b、c表示等勢面上的點，下列說法中正確的有d (a)位于g點的點電荷不受電場力作用 (b)b點的場強與d點的場強大小相等 (c)把電荷量為q的正點電荷從a點移到i點，再從i點移到f點過程中，電場力做的總功大于把該點電荷從a點直接移到f點過程中電場力所做的功 (d)把單位正電荷從m點移到c點過程中電場力做的功等于7kj圖22-114如圖22-1所示，a、b為平行金屬板，兩板相距為d，分別與電源兩極相連，兩板的中央各有小孔m、n。今有一帶電質(zhì)點，自a板上方相距為d的p點由靜止自由下落(p、m、n三點在同一豎直線上)，空氣阻力不計，到達n點時速度恰好為零，然后按

22、原路徑返回。若保持兩板間的電壓不變，則：ada.若把a板向上平移一小段距離，質(zhì)點自p點下落仍能返回。b.若把b板向下平移一小段距離，質(zhì)點自p點下落仍能返回。c.若把a板向上平移一小段距離，質(zhì)點自p點下落后將穿過nabcd孔繼續(xù)下落。d.若把b板向下平移一小段距離，質(zhì)點自p點下落后將穿過n孔繼續(xù)下落。154如圖所示，a、b、c、d是勻強電場中的一個a長方形的四個頂點，已知a、b、c三點的電勢分別為，由此可得d點電勢 14v v。16.在光滑水平面上固定著一個帶正電的絕緣小球a，另有一個帶負電的絕緣小球b繞a做勻速圓周運動，它們之間距離遠大于小球半徑，當兩球相距為r時，b球做勻速圓周運動的速率為v

23、，那幺當兩球距離為2r時，球做勻速圓周運動的速率為_ v/2._.17如圖，在光滑水平面上有一帶電量為-q，質(zhì)量為m的帶電小球，置于場強為e方向水平向右的勻強電場中的a處，沿水平方向距a為x0的b處固定一個擋板，釋放小球后，小球與擋板發(fā)生無能量損失碰撞，若每次碰撞中小球都有一半的電量損失（設(shè)b始終不帶電），則第二次碰撞后，小球離開板的最大距離是_2x_.18電量為210-6c的點電荷放入電場中a點，受到作用力為410-4n，方向向右，則a點的場強為 200n/c,. ，方向 向右, .若把另一電荷放在該點受到力為210-4n，方向向左，則這個電荷的電量為 -10-6c .19將質(zhì)量為2g的帶負

24、電的小球a用細繩吊起，再將帶電量為4.010-6c的物體b靠近a，當兩個帶電體在同一高度相距為30cm時，細繩與豎直方向成45角，則b受到靜電力的大小為_0.02，_n，a帶電量為_510-8_c20把負電荷q=510-5c從無窮遠處移到電場中a點,克服電場力做功1.010-6j,再把q從a點移到b點,電場力對電荷做410-6j的功,a點電勢為_-0.02v; _;b點電勢為_ 0.06v _21如圖所示是勻強電場，若負電荷從a點移到b點，電場力做正功，那么電場線的方向應是沿斜線向下_，該負電荷由a移到b的過程中，電荷電勢能_減少，_，動能將_增大_（填減小、增大或不變）22如圖所示,a處有一

25、帶正電的帶電體q,若在c處有初速度為零的質(zhì)子和粒子,則質(zhì)子和粒子就要在q的電場中受電場力作用由c處向d處運動,設(shè)質(zhì)子和粒子到達d處的速率依次為vh、va，則vh/va的比值為_23如圖所示，在傾角37的斜面兩端，垂直于斜面方向固定兩個彈性板，兩板相距2米，質(zhì)量10克，帶電量110-7庫侖的物體與斜面的摩擦系數(shù)為0.2，物體在斜面中點時速度大小為10米/秒，物體在運動中與彈性板碰撞中機械能不損失，物體在運動中電量不變，若勻強電場場強e=2106牛/庫，求物體在斜面上通過的路程？40m（g=10米/秒2）24試舉出一些實例來討論下列說法下哪些是正確的?哪些是不正確的?(1)電場中場強相同的點，它們

26、的電勢也一定相同，電勢相同的點，它們的場強也一定相同；(2)電場中場強相同的點，它們的電勢一定不相同，電勢相同的點，它們的場強也一定不相同；(3)電場中場強相同的點，它們的電勢不一定相同，電勢相同的點，它們的場強也不一定相同. (3)正確，(1) (2)不正確25為研究靜電除塵，有人設(shè)計了一個盒狀容器，容器側(cè)面是絕緣的透明有機玻璃，它的上下底面是面積a=0.04m2的金屬板，間距l(xiāng)=0.05m，當連接到u=2500v的高壓電源正負兩極時，能在兩金屬板間產(chǎn)生一個勻強電場，如圖所示，現(xiàn)把一定量均勻分布的煙塵顆粒密閉在容器內(nèi)，每立方米有煙塵顆粒1013個，假設(shè)這些顆粒都處于靜止狀態(tài)，每個顆粒帶電量為q=+1.01017