靜電場專題4帶電體的力電綜合問題2018學(xué)案

1、靜電場專題4帶電體的力電綜合問題例題1、（力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系定性判斷）一帶正電小球從光滑絕緣的斜面上O點(diǎn)由靜止釋放，在斜面上水平虛線ab和cd之間有水平向右勻強(qiáng)電場如圖所示.下列選項(xiàng)中哪個(gè)圖象能正確表示小球的運(yùn)動(dòng)軌逝）例題2、（動(dòng)態(tài)平衡）已知如圖，帶電小球A、B的電荷分別為Qa、QB，OA=OB，都用長L的絲線懸掛在O點(diǎn)。靜止時(shí)A、B相距為d。為使平衡時(shí)AB間距離減為d/2,可采用以下哪些方法（）mA. 將小球A、B的質(zhì)量都增加到原來的2倍B將小球B的質(zhì)量增加到原來的8倍C. 將小球A、B的電荷量都減小到原來的一半D. 將小球A、B的電荷量都減小到原來的一半，同時(shí)將B的質(zhì)量增加到原來的2倍例題3、（

2、整體法隔離法）已知如圖，在光滑絕緣水平面上有三個(gè)質(zhì)量都是m的相同小球，彼此間的距離都是1，A、B電荷量都是+q。給C一個(gè)外力F,使三個(gè)小球保持相對靜止共同加速運(yùn)動(dòng)。求:C球的帶電性和電荷量；外力F的大小。例題4、（直線運(yùn)動(dòng)）質(zhì)量為m、電量為+q的小球以初速度v0并與水平方向成8角射出，如圖示。如果在某方向上加一定大小的勻強(qiáng)電場后，為保證小球仍沿v0方向直線運(yùn)動(dòng)，試求：（1）所加勻強(qiáng)電場場強(qiáng)的最小值。（2）加了這個(gè)電場后，經(jīng)過多長時(shí)間小球速度變?yōu)榱?。例題5、（平拋運(yùn)動(dòng)）如圖所示，光滑絕緣的正方形水平桌面邊長為d=0.48m，離地高度h=1.25m.桌面上存在一水平向左的勻強(qiáng)電場（除此之外其余位置

3、均無電場），電場強(qiáng)度E=1x104N/C.在水平桌面上某一位置P處有一質(zhì)量m=0.01kg，電荷量q=1x10fC的帶正電小球以初速度v0=1m/s向右運(yùn)動(dòng).空氣阻力忽略不計(jì)，重力加速度g=10m/s2.求：（1）小球在桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的大小和方向？（2）P處距右端桌面多遠(yuǎn)時(shí)，小球從開始運(yùn)動(dòng)到最終落地的水平距離最大？并求出該最大水平距離？例題6、（圓周運(yùn)動(dòng)）如圖所示，一半徑為R的絕緣圓形軌道豎直放置，圓軌道最低點(diǎn)與一條水平軌道相連,軌道都是光滑的.軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E.從水平軌道上的A點(diǎn)由靜止釋放一質(zhì)量為m的帶正電的小球，為使小球剛好在圓軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，求釋放點(diǎn)A距

4、圓軌道最低點(diǎn)B的距離s.已知小球受到的電場力大小等于小球重力的4倍.8練習(xí)1：如圖所示，水平面有方向向右的勻強(qiáng)電場，將質(zhì)量相等的兩個(gè)帶異種電荷小球a、b（可視為點(diǎn)電荷），且電荷量大小分別為qa=3q,qb=q，由靜止釋放，二者之間距為r,位置關(guān)系如圖，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)小球始終處于相對靜止一狀態(tài).則下列說法正確的是（）A.a一定帶正電，且電場強(qiáng)度大小為E=2qB.a一定帶負(fù)電，且電場強(qiáng)度大小為E=C.a一定帶正電，且電場強(qiáng)度大小為E=3qD.a一定帶負(fù)電，且電場強(qiáng)度大小為£=警練習(xí)2：如圖所示，空間分布著豎直向上的勻強(qiáng)電場E,現(xiàn)在電場區(qū)域內(nèi)某點(diǎn)O處放置一負(fù)點(diǎn)電荷Q,并在以O(shè)點(diǎn)為球心的球面上選取

5、a、b、c、d四點(diǎn)，其中ac連線為球的水平大圓直徑，bd連線與電場方向平行。不計(jì)空氣阻力，則下列說法中正確的是（）A. b、d兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等，方向相同B. a、c兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等，方向相反C. 若從a點(diǎn)拋出一帶正電小球，小球可能沿a、c所在圓周作勻速圓周運(yùn)動(dòng)D. 若從a點(diǎn)拋出一帶負(fù)電小球，小球可能沿、d所在圓周作勻速圓周運(yùn)動(dòng)練習(xí)3：如圖所示，點(diǎn)電荷+4Q與+Q分別固定在A、B兩點(diǎn)，C、D兩點(diǎn)將AB連線三等分，現(xiàn)使一個(gè)帶負(fù)電的粒子從C點(diǎn)開始以某一初速度向右運(yùn)動(dòng)，不計(jì)粒子的重力，則該粒子在CD之練習(xí)4：帶負(fù)電的微粒，間運(yùn)動(dòng)的速度大小e與時(shí)間t的關(guān)系圖象可能是下圖中的（）從上邊區(qū)域沿平

6、行電場線方向以速度e0勻速下落，并進(jìn)入下邊區(qū)域（該區(qū)域的電場足夠廣），在如圖所示的速度一時(shí)間圖象中，符合粒子在電場內(nèi)運(yùn)動(dòng)情況的是（以e0方向?yàn)檎较颍ǎ┚毩?xí)5:兩小球質(zhì)量不相等，并分別帶有不等量的異種電荷，其中qi是正電荷，q2是負(fù)電荷，且qi血1，用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，如果在整個(gè)空間施加一個(gè)水平向左的勻強(qiáng)電場，則不可能出現(xiàn)的平衡狀態(tài)是（）練習(xí)6：如圖所示，甲、乙兩帶電小球的質(zhì)量均為m,所帶電荷量分別為+q和一q，兩球間用絕緣細(xì)線2連接，甲球用絕緣細(xì)線1懸掛在天花板上，在兩球所在空間有沿水平方向向左的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E,且有qE=mg，平衡時(shí)細(xì)線都被拉直.貝9平衡時(shí)的可能位置是哪個(gè)圖1（）練習(xí)7

7、：如圖所示，A、B、C三個(gè)小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）的質(zhì)量分別為m、2m、3m，B小球帶負(fù)電，電荷量為q，A、C兩小球不帶電（不考慮小球間的電荷感應(yīng)），不可伸長的絕緣細(xì)線將三個(gè)小球連接起來懸掛在O點(diǎn),三個(gè)小球均處于豎直向上的勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度大小為E.則以下說法正確的是（A. 靜止時(shí)，A、B兩小球間細(xì)線的拉力為5mg+qEB. 靜止時(shí)，A、B兩小球間細(xì)線的拉力為5mgqEC. 剪斷O點(diǎn)與A小球間細(xì)線瞬間，A、B兩小球間細(xì)線的拉力為|qED. 剪斷O點(diǎn)與A小球間細(xì)線瞬間，A、B兩小球間細(xì)線的拉力為1qE練習(xí)8：如圖示，質(zhì)量為m的帶負(fù)電的小物塊置于傾角為37°的絕緣光滑斜面上，當(dāng)整個(gè)裝置處于豎

8、直向下的勻強(qiáng)電場中時(shí)，小物塊恰好靜止在斜面上.現(xiàn)將電場方向突然改為水平向右，而場強(qiáng)大小不變，則（）A.小物塊仍靜止B.小物塊將沿斜面加速上滑C.小物塊將沿斜面加速下滑D.小物塊將脫離斜面運(yùn)動(dòng)練習(xí)9：如圖所示，一根長為2m的絕緣細(xì)管AB被置于勻強(qiáng)電場E中，其A、B兩端正好處于電場的左右邊界上，傾角a=37°，電場強(qiáng)度E=103V/m,方向豎直向下，管內(nèi)有一個(gè)帶負(fù)電的小球，重G=10-3N,電荷量q=2X10-6C，從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，已知小球與管壁的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,則小球從B點(diǎn)射出時(shí)的速度是（取g=10m/s2；sin37°=0.6，cos37°=0.8）（）

9、A.2m/sB.3m/sC.2*2m/sD.2、：3m/s練習(xí)10：如圖所示，整個(gè)空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場，一長為L的絕緣輕質(zhì)細(xì)硬*桿一端固定在O點(diǎn)、另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球P,桿可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，電場的電場強(qiáng)度大小為E=m先把桿拉至水平位置，然后將桿無初速度釋放，重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力，貝9（）A.小球到最低點(diǎn)時(shí)速度最大B.小球從開始至最低點(diǎn)過程中動(dòng)能一直增大C.小球?qū)U的最大拉力大小為竽mgD.小球可繞O點(diǎn)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)練習(xí)11：在圖所示的豎直向下的勻強(qiáng)電場中，用絕緣的細(xì)線拴住的帶電小球在豎直平面內(nèi)繞懸點(diǎn)O做圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()帶電小球有

10、可能做勻速率圓周運(yùn)動(dòng)帶電小球有可能做變速率圓周運(yùn)動(dòng)帶電小球通過最高點(diǎn)時(shí)，細(xì)線拉力一定最小帶電小球通過最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)線拉力有可能最小A.B.C.D.練習(xí)12：質(zhì)量為m的帶正電小球A懸掛在絕緣細(xì)線上，且處在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，當(dāng)小球A靜止時(shí),細(xì)線與豎直方向成30°角，已知此電場方向恰使小球受到的電場力最小，則小球所帶的電量應(yīng)為()A<3mg3EB'3mgEC2mgEmg2E練習(xí)13：如圖，在沿水平方向的勻強(qiáng)電場中，一質(zhì)量為m的帶正電的小球通過一長為L的輕質(zhì)絕緣繩，懸掛于固定點(diǎn)O上，已知小球在電場中所受的電場力跟重力之比為1:3,現(xiàn)使小球從與O同高、到O的距離為L/V3的A點(diǎn)

11、由靜止開始釋放，則當(dāng)絕緣繩剛要被拉緊時(shí)，帶電小球的速率為。練習(xí)14：質(zhì)量為m電荷量為+q的小球，用一根絕緣細(xì)線懸于0點(diǎn).開始時(shí)，它在A、OA、0B與豎直方向0C的夾角均為日，如圖所示.E亠bcBB之間來回?cái)[動(dòng),(1) 如果當(dāng)它擺動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)突然施加一豎直向上的，大小為E=mg/q的勻強(qiáng)電場，則此時(shí)線中拉力T1=(2) 如果這一電場是在小球從A點(diǎn)擺到最低點(diǎn)C時(shí)突然加上去的，則當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)線中的拉力T2=練習(xí)15：(2014上海卷。25)如圖，豎直絕緣墻上固定一帶電小球A,將帶電小球B用輕質(zhì)絕緣絲線懸掛在A的正上方C處，圖中AC=h。當(dāng)B靜止在與豎直方向夾角0二3Oo方向時(shí)，A對B的靜電力為B

12、所受重力的丁倍，則絲線BC長度為。若A對B的靜電力為B所受重力的0.5倍，改變絲線長度，使B仍能在3O0處平衡。以后由于A漏電，B在豎直平面內(nèi)緩慢運(yùn)動(dòng)，到0=O0處A的電荷尚未漏完，在整個(gè)漏電過程中，絲線上拉力大小的變化情況。練習(xí)16:在場強(qiáng)為E、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場中，有兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球A和B，o電量分別為+2q和一q,兩小球間用長為l的絕緣細(xì)線連接，并用絕緣細(xì)線懸掛在0點(diǎn)，如圖1所示平衡時(shí)，細(xì)線對懸點(diǎn)的作用力多大？練習(xí)17：圖中半徑為R的光滑圓柱體保持靜止，整個(gè)空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電荷q的滑塊，從最高點(diǎn)A由靜止起沿柱面滑下，達(dá)到B點(diǎn)時(shí)開始離開柱面，ZAO

13、Br，根據(jù)以上條件求出勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E。練習(xí)18：如圖所示，絕緣光滑水平軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接，圓弧的半徑R=0.40m.在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E=1.0X104N/C.現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.10kg的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平軌道上與B端距離x=1.0m的位置，由于受到電場力的作用帶電體由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的C端時(shí)，速度恰好為零.已知帶電體所帶電荷量q=8.OX1O5C，求：(1) 帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的B端時(shí)對圓弧軌道的壓力；(2) 帶電體沿圓弧形軌道從B端運(yùn)動(dòng)到C端的過程中，摩擦力所做的功.練習(xí)19

14、:一根長為l的絲線吊著一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場中，如圖所示，絲線與豎直方向成37°角，現(xiàn)突然將該電場方向變?yōu)橄蛳虑掖笮〔蛔?，不考慮因電場的改變而帶來的其他影響(重力加速度為g),求：(1) 勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的大?。?2) 小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)受到的拉力的大小練習(xí)20：如圖所示，在E=lxlO4V/m的水平方向的勻強(qiáng)電場中，有一光滑的半圓形絕緣軌道與一水平絕緣軌道MN連接，半圓形軌道所在的豎直平面與電場線平行，P為QN圓弧的中點(diǎn)，其半徑R=0.40m。一帶正電量為q=1x10-4C、質(zhì)量為M=0.10kg的小滑塊，與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)尸0.2，取g=1

15、0m/s2。求：(1) 要使小滑塊恰能運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)Q,滑塊應(yīng)在水平軌道上離N點(diǎn)多遠(yuǎn)處開始釋放？(2) 在(1)中這樣釋放的滑塊通過P點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力是多大？練習(xí)21：一根長度為L的絕緣細(xì)線上端固定下端系一質(zhì)量為m的帶正電小球，將它放置在一水平向右的勻強(qiáng)電場中，已知細(xì)線向右偏到和豎直線成Q二370角時(shí)，小球處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)在將小球拉到與豎直線成某一角度申由靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到豎直位置時(shí)速度恰好為零。求：(1) 角度9的大?。?2) 小球在運(yùn)動(dòng)過程中，細(xì)線的最大拉力為多少？1cos99(已知sin370二0.6，cos370二0.8，匚礦=tan2，重力加速度為G)練習(xí)22：如圖所示，A

16、BCD為豎直放在場強(qiáng)為E=104V/m的水平勻強(qiáng)電場中的絕緣光滑軌道，其中軌道的BCD部分是半徑為R的半圓環(huán)，軌道的水平部分與半圓環(huán)相切，A為水平軌道的一點(diǎn)，而且AB=R=0.2m.把一質(zhì)量m=100g、帶電量q=+10C的小球，放在水平軌道的A點(diǎn)，由靜止開始被釋放后，在軌道的內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng).求：(g=10m/s2)(1) 它到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度是多大？(2) 它到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力是多大?練習(xí)23：如圖，可當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)的A、B兩個(gè)物體質(zhì)量均為m,A帶電量為+q,B不帶電，A、B與固定斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為卩，斜面傾角為0.斜面長度為L處在水單向左的勻強(qiáng)電場中，A恰好可沿斜面勻速下滑。求：(1)水平電場的電場強(qiáng)度大小是多少(2)若A處在斜面中點(diǎn)以某速度勻速下滑時(shí)，B剛好在斜面頂端由靜止下滑，且A、B恰在