物理魔方9-靜電場

1、3eud教育網(wǎng) 教學資源集散地?？赡苁亲畲蟮拿赓M教育資源網(wǎng)！物理魔方9靜電場第一單元 電場力的性質(zhì)第1課時 庫侖定律要點一 電荷與電荷守恒定律即學即用1.已知介子、介子都是由一個夸克(夸克u或夸克d)和一個反夸克(反夸克或反夸克)組成的,它們的電荷量如下表所示,表中e為元電荷.ud帶電荷量+e-e+e-e-e+e下列說法正確的是 ( )A.由u和d組成 B.由d和u組成C.由u和d組成 D.由d和u組成答案 AD即學即用2.如圖所示,q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個點電荷,已知q1與q2之間的距離為l1,q2與q3之間的距離為l2,且每個電荷都處于平衡狀態(tài).(1)如果q2為正電荷,則

2、q1為 電荷,q3為電荷 .(2)q1、q2、q3三者電荷量大小之比是 .答案 (1)負 負 (2) 1 題型1 電荷守恒定律的應用【例1】兩個半徑相同的金屬小球,電荷量之比為17,相距為r,兩者相互接觸后再放回原來的位置上,則相互作用力可能為原來的 ( )A. B. C. D.答案 CD題型2 帶電體的平衡問題【例2】如圖所示用三根長度相同的絕緣細線將三個帶電小球連接后懸掛在空中.三個帶電小球質(zhì)量相等,A球帶正電.平衡時三根絕緣細線都是伸直的,但拉力都為零.(1)指出B球和C球分別帶何種電荷.(2)若A球帶電荷量為Q,則B球的帶電荷量為多少?(3)若A球帶電荷量減小,B、C兩球帶電荷量保持不

3、變,則細線AB、BC中的拉力分別如何變化?答案 (1)B、C帶負電 (2) (3)AB細線中拉力增大,BC細線中仍無作用力.題型3 庫侖定律與牛頓定律結合問題【例3】光滑絕緣的水平面上,放著三個質(zhì)量都是m的帶電小球A、B、C,如圖所示,小球之間距離都是l.已知A、B兩球帶等量電荷+q,現(xiàn)給C球一個外力F,使三個小球在運動中保持距離不變,則(1)C球帶何種電荷?電荷量多少?(2)外力F的大小和方向如何?答案 (1)負電 2q (2),方向垂直AB線指向三角形外側題型4 數(shù)學近似思想【例4】如圖所示,帶電荷量分別為4q和-q的小球A、B固定在水平放置的光滑絕緣細桿上,相距為d.若桿上套一帶電小環(huán)C

4、,帶電體A、B和C均可視為點電荷.(1)求小環(huán)C的平衡位置.(2)若小環(huán)C帶電荷量為q,將小環(huán)拉離平衡位置一小位移x(|x|d)后靜止釋放,試判斷小環(huán)C能否回到平衡位置.(回答“能”或“不能”即可)(3)若小環(huán)C帶電荷量為-q,將小環(huán)C拉離平衡位置一小位移x(|x|d)后靜止釋放,則小環(huán)C所受庫侖力F與小位移x的大小有何關系?(提示:當a1時,則1-na)答案 (1)在B右側,與B相距d處 (2)不能 (3)正比1.如圖所示,電荷量為Q1、Q2的兩個正點電荷分別置于A點和B點,兩點相距L.在以L為直徑的光滑絕緣半圓環(huán)上,穿著一個帶電荷量為+q的小球(視為點電荷),在P點平衡.不計小球的重力,那

5、么,PA與AB的夾角與Q1、Q2的關系應滿足 ( )A. B.C. D.答案 A2.(2009沈陽調(diào)研)宇航員在探測某星球時,發(fā)現(xiàn)該星球均勻帶電,且電性為負,電荷量為Q.在一次實驗時,宇航員將一帶負電q(qQ)的粉塵置于該星球表面h高處,該粉塵恰好處于懸浮狀態(tài).宇航員又將此粉塵帶至距該星球表面2h高處,無初速釋放,則此帶電粉塵將 ( )A.仍處于懸浮狀態(tài) B.背離該星球心飛向太空C.向該星球心方向下落 D.沿該星球自轉(zhuǎn)的線速度方向飛向太空答案 A3.如圖所示,在光滑絕緣的水平面上沿一直線等距離排列三個小球A、B、C,三球質(zhì)量均為m,相距均為L.若小球均帶電,且qA=+10q,qB=+q,為保證

6、三球間距不發(fā)生變化,將一水平向右的恒力F作用于C球,使三者一起向右勻加速運動.求:(1)F的大小.(2)C球的電性和電荷量.答案 (1) (2)負電 4.一根放在水平面內(nèi)的光滑玻璃管絕緣性能很好,管內(nèi)部有兩個完全一樣的彈性金屬小球A和B(如圖所示),分別帶電荷量9Q和-Q.兩球從圖中位置由靜止釋放,問兩球再次經(jīng)過圖中位置時,A球的瞬時加速度為釋放時的幾倍?答案 第2課時 電場強度電場線要點一 電場強度即學即用1.下列關于電場強度的兩個表達式E=F/q和E=kQ/r2的敘述,正確的是 ( )A.E=F/q是電場強度的定義式,F是放入電場中的電荷所受的力,q是產(chǎn)生電場的電荷的電荷量B.E=F/q是

7、電場強度的定義式,F是放入電場中電荷所受的電場力,q是放入電場中電荷的電荷量,它適用于任何 電場C.E=kQ/r2是點電荷場強的計算式,Q是產(chǎn)生電場的電荷的電荷量,它不適用于勻強電場D.從點電荷場強計算式分析庫侖定律的表達式F=是點電荷q2產(chǎn)生的電場在點電荷q1處的場強大小,而是點電荷q1產(chǎn)生的電場在q2處場強的大小答案 BCD要點二 電場線即學即用2.一負電荷從電場中A點由靜止釋放,只受電場力作用,沿電場線運動到B點,它運動的速度時間圖象如右圖所示.則A、B兩點所在區(qū)域的電場線分布情況可能是下圖中的 ( )答案 C題型1 電場強度的計算【例1】一半徑為R的絕緣球殼上均勻地帶有電荷量為+Q的電

8、荷,另一電荷量為+q的點電荷放在球心O上,由于對稱性,點電荷所受合力為零,現(xiàn)在球殼上A處挖去一個半徑為r(rR)的小圓孔,則此時置于球心的點電荷所受合力的大小為 (已知靜電力常量為k),方向 .答案 由球心指向小孔A的中心題型2 電場線的理解和應用【例2】A、B是一條電場線上的兩個點,一帶負電的微粒僅在電場力作用下以一定初速度從A點沿電場線運動到B點,其速度時間圖象如圖所示.則這一電場可能是下圖中的 ( )答案 A題型3 運動分解思想【例3】在光滑水平面上有一質(zhì)量m=1.010-3 kg,電荷量q=1.010-10C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,現(xiàn)突

9、然加一沿x軸正方向,場強大小E=2.0106 V/m的勻強電場,使小球開始運動,經(jīng)過1.0 s,所加電場突然變?yōu)檠貀軸正方向,場強大小仍為E=2.0106 V/m的勻強電場,再經(jīng)過1.0 s,所加電場又突然變?yōu)榱硪粋€勻強電場,使小球在此電場作用下經(jīng)1.0 s速度變?yōu)榱?求此電場的方向及速度變?yōu)榱銜r小球的位置.答案 與x軸成225角 (0.40 m,0.20 m)1.如圖所示,在正六邊形的a、c兩個頂點上各放一帶正電的點電荷,電荷量的大小都是q1,在b、d兩個頂點上,各放一帶負電的點電荷,電荷量的大小都是q2,q1q2.已知六邊形中心O點處的場強可用圖中的四條有向線段中的一條來表示,它是哪一條

10、( )A.E1 B.E2 C.E3 D.E4答案 B2.如圖所示,一電子沿等量異種電荷的中垂線由AOB勻速運動,電子重力不計,則電子除受電場力外,所受的另一個力的大小和方向變化情況是 ( )A.先變大后變小,方向水平向左B.先變大后變小,方向水平向右C.先變小后變大,方向水平向左D.先變小后變大,方向水平向右答案 A3.如圖所示,在豎直放置的光滑半圓弧形絕緣細管的圓心處放一點電荷,將質(zhì)量為m,帶電荷量為q的小球從圓弧管水平直徑的端點A由靜止釋放,當小球沿細管下滑到最低點時,對細管的上壁的壓力恰好與球重相同,求圓心處的電荷在圓弧管內(nèi)產(chǎn)生的電場的場強大小.答案 4.在真空中的M、N兩點上固定有兩個

11、點電荷,分別帶等量正電,電荷量為Q,兩點相距2L, 如圖所示.(1)在M、N兩點連線上距中點O等距離的任意兩點a、b處,其場強的量值和方向有什么關系？(2)在M、N兩點連線的垂直平分線上,距連線中點O等距離的兩點c、d處,其場強的量值和方向有什么關系？答案 (1)Ea和Eb等值、反向,均指向O點,0Ea(Eb)(2)Ec和Ed等值、反向,均背離O點,當r=L時,Ec、Ed有極大值為:,而r=0或r=時,Ec、Ed均為零1.如圖所示在光滑、絕緣的水平面上,沿一直線依次排列三個帶電小球A、B、C(可視為質(zhì)點).若它們恰能處于平衡狀態(tài).那么這三個小球所帶的電荷量及電性的關系,下面的情況可能的是 (

12、)A.-9、4、-36 B.4、9、36 C.-3、2、8 D.3、-2、6答案 A2.中子內(nèi)有一個電荷量為+e的上夸克和兩個電荷量為-e的下夸克,一個簡單模型是三個夸克都在半徑為r的同一個圓周上,如圖1-2所示.下面四幅圖中,能夠正確表示出各夸克所受靜電力作用的是( )答案 B3.如圖所示,a、b是兩個帶有同種電荷的小球,現(xiàn)用兩根絕緣細線將它們懸掛于真空中同一點.已知兩球靜止時,它們離水平地面的高度相等,線與豎直方向的夾角分別為、,且.現(xiàn)有以下判斷,其中正確的是 ( )A.a球的質(zhì)量一定大于b球的質(zhì)量B.a球的電荷量一定大于b球的電荷量C.若同時剪斷細線,則a、b兩球構成的系統(tǒng)在下落過程中機

13、械能守恒D.若同時剪斷細線,則a、b兩球在相同時刻相對地面的高度相同答案 AD4.如圖所示,已知帶電小球A、B的電荷分別為QA、QB,OA=OB,都用長L的絲線懸掛在O點.靜止時A、B相距為d.為使平衡時AB間距離減為d/2,可采用以下哪些方法 ( )A.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,同時將小球B的質(zhì)量增加到原來的2倍答案 BD5.如圖所示,一帶電小球A,用絕緣細線拴住系在O點,在O點正下方固定一個帶電小球B,A球被排開.當細線與豎直方向夾角為時系統(tǒng)靜止,由于支持B球的

14、絕緣柄漏電,在B球電荷量緩慢減少的過程中,發(fā)現(xiàn)逐漸減小,那么該過程中細線的拉力應該如何變化(A、B看作點電荷) ( )A.不變 B.變大 C.變小 D.無法判斷答案 A6.圖中a、b是兩個點電荷,它們的電荷量分別為Q1、Q2,MN是ab連線的中垂線,P是中垂線上的一點.下列哪種情況能使P點場強方向指向MN的左側 ( )A.Q1、Q2都是正電荷,且Q1|Q2|C.Q1是負電荷,Q2是正電荷,且|Q1|Q2|答案 ACD7.如圖所示,豎直向下的勻強電場里,用絕緣細線拴住的帶電小球在豎直平面內(nèi)繞O做圓周運動,以下四種說法中正確的是 ( )A.帶電小球可能做勻速率圓周運動B.帶電小球可能做變速率圓周運

15、動C.帶電小球通過最高點時,細線的拉力一定最小D.帶電小球通過最低點時,細線的拉力有可能最小答案 ABD8.如圖所示,在勻強電場中,將質(zhì)量為m、帶電荷量為q的一帶電小球由靜止釋放,如果帶電小球的運動軌跡為一直線,該直線與豎直方向的夾角為,那么勻強電場的場強大小是 ( )A.惟一值是B.最大值是C.最小值是D.以上都不正確答案 C9.如圖所示,把一個帶電小球A固定在光滑的水平絕緣桌面上,在桌面的另一處放置帶電小球B.現(xiàn)給B一個沿垂直AB方向的速度為v0,B球?qū)?( )A.若A、B為異種電荷,B球一定做圓周運動B.若A、B為異種電荷,B球可能做加速度、速度均變小的曲線運動C.若A、B為同種電荷

16、,B球一定做遠離A的變加速曲線運動D.若A、B為同種電荷,B球的動能一定會減小答案 BC10.如圖所示,豎直墻面與水平地面均光滑且絕緣,兩個帶有同種電荷的小球A、B分別處于豎直墻面和水平地面上,且處于同一豎直平面內(nèi),若用圖示方向的水平推力F作用于小球B,則兩球靜止于圖示位置.如果將小球B向左推動少許,待兩球重新達到平衡時,則兩個小球的受力情況與原來相比 ( )A.推力F將增大B.豎直墻面對小球A的彈力減小C.地面對小球B的彈力一定不變D.兩個小球之間的距離增大答案 BCD11.兩個正點電荷Q1=Q和Q2=4Q分別置于固定在光滑絕緣水平面上的A、B兩點,A、B兩點相距L,如圖所示.現(xiàn)將另一正點電

17、荷置于A、B連線上靠近A處靜止釋放,求它在A、B連線上運動過程中達到最大速度時的位置離A點的距離.答案 12.（2009西昌模擬）如圖所示,在一個點電荷Q形成的電場中,Ox坐標軸與它的一條電場線重合,坐標軸上A、B兩點的坐標分別為2.0 m和5.0 m.放在A、B兩點的試探電荷受到的電場力方向都跟x軸的正方向相同,電場力的大小跟試探電荷所帶電量的關系圖象如圖中直線a、b所示,放在A點的電荷帶正電,放在B點的電荷帶負電.求: (1)A、B點的電場強度的大小和方向.(2)試判斷點電荷Q的電性.(3)點電荷Q的位置坐標.答案 (1)40 N/C,x軸正方向 2.5 N/C,x軸負方向 (2)負電荷

18、(3)x=2.6 m13.三個電荷量均為Q(正電)的小球質(zhì)量均為m,放在水平光滑絕緣的桌面上,分別位于等邊三角形的三個頂點,其邊長為L,如圖所示,求:(1)三角形的中心O點應放置什么性質(zhì)的電荷,才能使三個帶電小球都處于靜止狀態(tài)?其電荷量是多少?(2)若中心電荷的電荷量在(1)問基礎上加倍,三個帶電小球?qū)⒓铀龠\動,求其加速度.(3)若中心電荷的電荷量在(1)問基礎上加倍后,仍保持三個小球相對距離不變,可讓它們繞中心電荷同時旋轉(zhuǎn),求它們旋轉(zhuǎn)的線速度.答案 (1)負電荷 (2) (3)第二單元 電場能的性質(zhì)第3課時 電勢 電勢差 電勢能要點一 電勢與電勢差即學即用1.有一帶電荷量q=-310-6 C

19、的點電荷,從電場中的A點移到B點時,克服電場力做功610-4 J.從B點移到C點時電場力做功910-4 J.問:(1)AB、BC、CA間電勢差各為多少?(2)如以B點電勢為零,則A、C兩點的電勢各為多少?答案 (1)200 V -300 V 100 V (2)200 V 300 V要點二 電勢能即學即用2.帶電粒子M只在電場力作用下由P點運動到Q點,在此過程中克服電場力做了2.610-6 J的功.那么 ( )A.M在P點的電勢能一定小于它在Q點的電勢能B.P點的場強一定小于Q點的場強C.P點的電勢一定高于Q點的電勢D.M在P點的動能一定大于它在Q點的動能答案 AD要點三 等勢面即學即用3.如圖

20、所示,AB、CD為一圓的兩條直徑,且互相垂直,O點為圓心.空間存在一未知靜電場,場強方向與圓周所在平面平行.現(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,那么關于此空間存在的靜電場可能是 ( )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答案 AD題型1 電勢高低的判斷【例1】如圖所示,P、Q是兩個電荷量相等的異種電荷,在其電場中有a、b、c三點在一條直線上,平行于P、Q的連線,b在P、Q連線的中垂線上,ab=bc,下列說法正確的是

21、( )A.abc B. acbC.EaEbEc D.EbEaEc 答案 A題型2 電場力做功與電勢能增減的判斷【例2】一點電荷僅受電場力作用,由A點無初速度釋放,先后經(jīng)過電場中的B點和C點.點電荷在A、B、C三點的電勢能分別用EA、EB、EC表示,則EA、EB和EC間的關系可能是 ( )A.EAEBEC B.EAEBEC C.EAECEB D.EAECEB答案 AD題型3 等勢面的應用【例3】靜電透鏡是利用電場使電子束會聚或發(fā)散的一種裝置,其中某部分有靜電場的分布如圖所示,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

22、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( )答案 D題型4 深挖隱含條件【例4】如圖所示,在絕緣水平面上,有相距為L的A、B兩點,分別固定著兩個帶電荷量均為Q的正電荷.O為AB連線的中點,a、b是AB連線上兩點,其中Aa=Bb=.一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小滑塊(可視為質(zhì)點)以初動能Ek0從a點出發(fā),沿AB直線向b運動,其中小滑塊第一次經(jīng)過O點時的動能為2Ek0,第一次到達b點時的動能恰好為零,小滑塊最終停在O點,已知靜電力常量

23、為k.求:(1)小滑塊與水平面間滑動摩擦力的大小.(2)小滑塊剛要到達b點時加速度的大小和方向.(3)小滑塊運動的總路程l路. 答案 (1) (2),方向由b指向O(或向左) (3)1.25L1.一帶電油滴在場強為E的勻強電場中運動的軌跡如圖中虛線所示,電場方向豎直向下.若不計空氣阻力,此帶電油滴從a運動到b的過程中,能量變化情況為 ( )A.動能減小B.電勢能增加C.動能和電勢能之和減小D.重力勢能和電勢能之和增加答案 C2.在圖所示的勻強電場E的區(qū)域內(nèi),由A、B、C、D、A、B、C、D作為頂點構成一正方體空間,電場方向與面ABCD垂直.下列說法正確的是 ( )A.AD兩點間電勢差UAD與A

24、A兩點間電勢差UAA相等B.帶正電的粒子從A點沿路徑ADD移到D點,電場力做正功C.帶負電的粒子從A點沿路徑ADD移到D點,電勢能減小D.帶電粒子從A點移到C點,沿對角線AC,與沿路徑ABBC電場力做功相同答案 BD3.如圖所示,三條平行等距的直線表示電場中的三個等勢面,電勢值分別為10 V,20 V,30 V,實線是一帶負電的粒子(不計重力),在該區(qū)域內(nèi)的運動軌跡,對于這軌跡上的a、b、c三點來說,下列選項說法正確的是( )A.粒子必先過a,再到b,然后到cB.粒子在三點所受的合力Fa=Fb=FcC.粒子在三點的動能大小為EkbEkaEkcD.粒子在三點的電勢能大小為EpbEpaEpc答案

25、BD4.如圖所示,一根長L=1.5 m的光滑絕緣細直桿MN,豎直固定在場強為E=1.0105 N/C、與水平方向成=30角的傾斜向上的勻強電場中.桿的下端M固定一個帶電小球A,電荷量Q=+4.510-6 C;另一帶電小球B穿在桿上可自由滑動,電荷量q=+1.010-6 C,質(zhì)量m=1.010-2 kg.現(xiàn)將小球B從桿的上端N靜止釋放,小球B開始運動.(靜電力常量k=9.0109 Nm2/C2,取g= 10 m/s2)(1)小球B開始運動時的加速度為多大？(2)小球B的速度最大時,距M端的高度h1為多大？(3)小球B從N端運動到距M端的高度h2=0.61 m時,速度為v=1.0 m/s,求此過程

26、中小球B的電勢能改變了多少？答案 (1)3.2 m/s2 (2)0.9 m (3)8.410-2 J第4課時 電場強度與電勢的關系電場中的功能關系要點一 電場強度與電勢的關系即學即用1.如圖所示,ABCD是勻強電場中一正方形的四個頂點,已知A、B、C三點的電勢分別為A=15 V, B=3 V, C=-3 V,由此可得D點電勢D= . 答案 9 V要點二 電場中的功能關系即學即用2.（2009延吉模擬）如圖所示,長為L,傾角為的光滑絕緣斜面處于電場中,一帶電荷量為+q,質(zhì)量為m的小球,以初速度v0由斜面底端的A點開始沿斜面上滑,到達斜面頂端的速度仍為v0,則 ( )A.小球在B點的電勢能一定小于

27、小球在A點的電勢能B.A、B兩點的電勢差一定為C.若電場是勻強電場,則該電場的場強可能是D.若電場是勻強電場,則該電場的場強的最大值一定是答案 AC題型1 圓周運動、動能定理相關知識與電場相結合問題【例1】如圖所示,在方向豎直向下的勻強電場中,一絕緣輕細線一端固定于O點,另一端系一帶正電的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動.小球的電荷量為q,質(zhì)量為m,絕緣細線長為L,電場的場強為E.若帶電小球恰好能通過最高點A,則在A點時小球的速度v1為多大?小球運動到最低點B時的速度v2為多大?運動到B點時細線對小球的拉力為多大? 答案 6(mg+qE)題型2 用能量守恒觀點研究電場中的帶電體【例2】在一個水平面上

28、建立x軸,過原點O垂直于x軸平面的右側空間有一勻強電場,場強大小E=6105 N/C,方向與x軸正方向相同.在O處放一個電荷量q=-510-6 C,質(zhì)量m=10 g的絕緣物塊,物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)=0.2,沿x軸正方向給物塊一個初速度v0=2 m/s,如圖所示.求物塊最終停止時的位置及整個過程運動的路程.(g取10 m/s2)答案 距O點左方0.2 m處 1 m題型3 電學中的力學方法【例3】如圖所示,矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)有水平向右的勻強電場,虛線框外為真空區(qū)域;半徑為R、內(nèi)壁光滑、內(nèi)徑很小的絕緣半圓管ADB固定在豎直平面內(nèi),直徑AB垂直于水平虛線MN,圓心O恰在MN的中點,半圓管的一半處

29、于電場中.一質(zhì)量為m,可視為質(zhì)點的帶正電小球從半圓管的A點由靜止開始滑入管內(nèi),小球從B點穿出后,能夠通過B點正下方的C點.重力加速度為g,小球在C點處的加速度大小為5g/3.求:(1)小球在B點時,對半圓軌道的壓力大小.(2)虛線框MNPQ的高度和寬度滿足的條件.答案 (1)7mg/3 (2)H5R/2 L2R1.如圖所示,帶正電的點電荷固定于Q點,電子在庫侖力作用下,做以Q為焦點的橢圓運動.M、P、N為橢圓上的三點,P點是軌道上離Q最近的點.電子在從M經(jīng)P到達N點的過程中 ( )A.速率先增大后減小 B.速率先減小后增大C.電勢能先減小后增大 D.電勢能先增大后減小答案 AC2.如圖所示,在

30、O點放置一個正電荷.在過O點的豎直平面內(nèi)的A點,自由釋放一個帶正電的小球,小球的質(zhì)量為m、電荷量為q.小球落下的軌跡如圖中虛線所示,它與以O為圓心、R為半徑的圓(圖中實線表示)相交于B、C兩點,O、C在同一水平線上,BOC=30,A距離OC的豎直高度為h.若小球通過B點的速度為v,則下列說法正確的是 ( )A.小球通過C點的速度大小是B.小球通過C點的速度大小是C.小球由A到C電場力做功是D.小球由A到C機械能的損失是答案 BD3.（2009濟寧統(tǒng)考）如圖中虛線所示為靜電場的等勢面1、2、3、4,相鄰的等勢面之間的電勢差相等,其中等勢面3的電勢為0,一帶正電的點電荷只在靜電力的作用下運動,經(jīng)過

31、a、b點時的動能分別為23 eV和5 eV.當這一點電荷運動到某一位置時,其電勢能變?yōu)?8 eV,它的動能應為 ( )A.8 ev B.11 eV C.15 eV D.19 eV答案 D4.(2009邢臺質(zhì)檢)如圖所示,沿水平方向放置一條平直光滑槽,它垂直穿過開有小孔的兩平行薄板,板相距3.5L,槽內(nèi)有兩個質(zhì)量均為m的小球A和B,球A帶電荷量為+2q,球B帶電荷量為-3q,兩球由長為2L的輕桿相連,組成一帶電系統(tǒng).最初A和B分別靜止于左板的兩側,離板的距離均為L.若視小球為質(zhì)點,不計輕桿的質(zhì)量,在兩板間加上與槽平行向右的勻強電場E后(設槽和輕桿由特殊絕緣材料制成,不影響電場的分布),求: (1

32、)球B剛進入電場時,帶電系統(tǒng)的速度大小.(2)帶電系統(tǒng)從開始運動到速度第一次為零所需的時間及球A相對右板的位置.答案 (1) (2) 1.如圖中實線是一簇未標明方向的由點電荷產(chǎn)生的電場線,虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡,a、b是軌跡上的兩點,若帶電粒子在運動中只受電場力作用,根據(jù)此圖可作出正確判斷的是 ( )A.帶電粒子所帶電荷的符號B.帶電粒子在a、b兩點的受力方向C.帶電粒子在a、b兩點的速度何處較大D.帶電粒子在a、b兩點的電勢能何處較大答案 BCD2.如圖所示,一絕緣細桿的兩端各固定著一個小球,兩小球帶有等量異號的電荷,處于勻強電場中,電場方向如圖中箭頭所示.開始時,細桿

33、與電場方向垂直,即在圖中所示的位置;接著使細桿繞其中心轉(zhuǎn)過90,到達圖中所示的位置;最后,使細桿移到圖中所示的位置.以W1表示細桿由位置到位置過程中電場力對兩小球所做的功,W2表示細桿由位置到位置過程中電場力對兩小球所做的功,則有 ( )A.W1=0,W20 B.W1=0,W2=0 C.W10,W2=0 D.W10,W20答案 C3.如圖所示,O是一固定的點電荷,另一點電荷P從很遠處以初速度0射入點電荷O的電場,在電場力作用下的運動軌跡是曲線MN.a、b、c是以O為中心,Ra、Rb、Rc為半徑畫出的三個圓,Rc-Rb=Rb-Ra.1、2、3、4為軌跡MN與三個圓的一些交點.以|W12|表示點電

34、荷P由1到2的過程中電場力做的功的大小,|W34|表示由3到4的過程中電場力做的功的大小,則 ( )A.|W12|=2|W34|B.|W12|2|W34|C.P、O兩電荷可能同號,也可能異號D.P的初速度方向的延長線與O之間的距離可能為零答案 B4.(2009貴陽質(zhì)檢)如圖所示,某區(qū)域電場線左右對稱分布,M、N為對稱線上的兩點. 下列說法正確的是( )A.M點電勢一定高于N點電勢B.M點場強一定大于N點場強C.正電荷在M點的電勢能大于在N點的電勢能D.將電子從M點移動到N點,電場力做正功答案 AC5.勻強電場中的三點A、B、C是一個三角形的三個頂點,AB的長度為1 m,D為AB的中點,如圖所示

35、.已知電場線的方向平行于ABC所在平面,A、B、C三點的電勢分別為14 V、 6 V和2 V.設場強大小為E,一電荷量為110-6 C的正電荷從D點移到C點電場力所做的功為W,則( )A.W=810-6 J,E8 V/m B.W=610-6 J,E6 V/mC.W=810-6 J,E8 V/m D.W=610-6 J,E6 V/m答案 A6.如圖所示,在粗糙水平面上固定一點電荷Q,在M點無初速度釋放一帶有恒定電荷量的小物塊,小物塊在Q的電場中運動到N點靜止,則從M點運動到N點的過程中( )A.小物塊所受電場力逐漸變大B.小物塊具有的電勢能逐漸減小C.M點的電勢一定高于N點的電勢D.小物塊電勢能

36、變化量的大小一定大于克服摩擦力做的功答案 B7.a、b、c、d是勻強電場中的四個點,它們正好是一個矩形的四個頂點.電場線與矩形所在平面平行.已知a點的電勢為20 V,b點的電勢為24 V,d點的電勢為4 V,所示.由此可知c點的電勢為 ( )A.4 V B.8 V C.12 V D.24 V答案 B8.如圖所示,充電后的平行板電容器豎直放置,板間一帶正電的絕緣球用絕緣細線懸掛于A板上端,若將小球和細線拉至水平位置,由靜止釋放后小球?qū)⑾蛳聰[動直至與A板發(fā)生碰撞,此過程細線始終處于伸直狀態(tài),則此過程中 ( )A.小球的電勢能一直增加B.小球的動能一直增大C.小球受細線的拉力一直在增大D.小球運動的

37、向心加速度先增大后減小答案 AD9.如圖所示,P是一個很大的金屬板,水平放置,Q是一個帶正電的點電荷,固定在板外.另一個可看作質(zhì)點的帶負電的小物體C,以一定的初速度從圖中的a點沿金屬板表面移動到b點,移動過程中C的帶電荷量保持不變,它與金屬板間的摩擦不能忽略.關于C的這段運動過程,下面的說法中正確的是 ( )A.C對P板的壓力先變小后變大 B.C的加速度先變小后變大C.C的電勢能先變小后變大 D.C的速度先變小后變大答案 AB10.如圖所示,豎直放置的勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,上端與質(zhì)量為m的小球連接,下端與放在水平桌面上的質(zhì)量為M的絕緣物塊相連,小球與彈簧絕緣,小球帶正電,帶電荷量為q,物塊、

38、彈簧和小球組成的系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).現(xiàn)突然加上一個豎直向上,大小為E的勻強電場,某時刻物塊對水平面的壓力為零,則從加上勻強電場到物塊對水平面的壓力為零的過程中,小球電勢能改變量的大小為 ( )A. B.gC. D.答案 A11.如圖所示,固定于同一條豎直線上的A、B是兩個帶等量異種電荷的點電荷,電荷量均為Q,其中A帶正電荷,B帶負電荷,D、C是它們連線的垂直平分線,A、B、C三點構成一邊長為d的等邊三角形.另有一個帶電小球E,質(zhì)量為m、電荷量為+q(可視為點電荷),被長為L的絕緣輕質(zhì)細線懸掛于O點,O點在C點的正上方.現(xiàn)在把小球E拉到M點,使細線水平繃緊且與A、B、C處于同一豎直面內(nèi),并由靜止開

39、始釋放,小球E向下運動到最低點C時,速度為v.已知靜電力常量為k,若D點的電勢為零,試求:(1)在A、B所形成的電場中,M點的電勢M.(2)絕緣細線在C點所受到的拉力FT.答案 (1) (2)12.一勻強電場,場強方向是水平的(如圖所示),一個質(zhì)量為m的帶正電的小球,從O點出發(fā),初速度的大小為v0,在電場力與重力的作用下,恰能沿與場強的反方向成角的直線運動.求小球運動到最高點時其電勢能與在O點的電勢能之差.答案 13.(2009海淀區(qū)質(zhì)檢)有三根長度皆為l=1.00 m 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=1.0010-2 kg的帶電小球A和B,

40、它們的電荷量分別為-q和+q,q=1.0010-7 C.A、B之間用第三根線連接起來.空間中存在大小為E=1.00106 N/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？(不計兩帶電小球間相互作用的靜電力)答案 6.810-2 J 第三單元 電容器帶電粒子在電場中的運動第5課時 靜電現(xiàn)象與電容器要點一 電容器與電容即學即用1.關于電容器及其電容,下列說法中正確的是 ( )A.平行板電容器一板帶電+Q,另一板帶電-Q,則此電容器不帶電B.由公式C=可

41、知,電容器的電容隨帶電荷量Q的增加而增大C.對一個電容器來說,電容器的帶電荷量與兩板間的電勢差成正比D.如果一個電容器兩板間沒有電壓,就不帶電荷,也就沒有電容答案 C要點二 靜電現(xiàn)象即學即用2.使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器,驗電器的箔片張開.下列各圖表示驗電器上感應電荷的分布情況,正確的是( )答案 B題型1 靜電感應現(xiàn)象的應用【例1】如圖所示,把一個不帶電的枕形金屬導體靠近帶正電的小球,由于靜電感應,在a、b端分別出現(xiàn)負、正電荷,則以下說法正確的是( )A.閉合K1,有電子從地流向枕形導體B.閉合K1,有電子從枕形導體流向地C.閉合K1,再斷開K1時,導體電勢小于零D.閉合K2,再斷開K

42、2,并移走帶正電小球,導體電勢小于零答案 ACD題型2 電容動態(tài)分析問題【例2】如圖所示,平行板電容器A、B板與電源正、負極相連,電容器中有一固定點P.下列說法正確的是 ( )A.閉合K給電容器充電,然后斷開K,并向下移動A板,P點電場強度不變,如取A板電勢為零, 則P點電勢升高B.閉合K,并向下移動A板,P點電場強度不變,如取A板電勢為零,P點電勢降低C.閉合K,給電容器充電,然后斷開K,并向上移動B板,P點電場強度不變,如取B板電勢為零,則P點電勢升高D.閉合K,并向上移動B板,P點電場強度變大,如取B點電勢為零,P點電勢降低答案 AD題型3 程序法的應用【例3】下述為一個觀察帶電粒子在平

43、行板電容器板間電場中的運動狀況的實驗.現(xiàn)進行下述操作:第一步,給如圖所示真空中水平放置的平行板電容器充電,讓A、B兩極板帶上一定的電荷量,使得一個帶電油滴P在兩板間的勻強電場中恰能保持靜止狀態(tài).第二步,給電容器繼續(xù)充電使其電荷量突然增加Q1,讓油滴開始豎直向上運動t秒.第三步,在上一步基礎上使電容器突然放電Q2,觀察到又經(jīng)2t秒后,油滴剛好回到原出發(fā)點.設油滴在運動過程中未與極板接觸.求Q1和Q2的比值.答案 1.如圖所示,把原來不帶電的金屬球殼B的外表面接地,將一帶正電的小球A從小孔放入球殼內(nèi),但不與B發(fā)生接觸,達到靜電平衡后,則 ( )A.B的空腔內(nèi)電場強度為零B.B不帶電C.B的內(nèi)外表面

44、電勢相等D.B帶負電答案 CD2.（2009聊城模擬）如圖所示,四個相同的金屬容器共軸排列放置,它們的間距與容器的寬度相同,軸線上開有小孔.在最左邊、最右邊兩個容器上加電壓U后,容器之間就形成了勻強電場.今有一個電子從最左邊容器的小孔沿軸線射入,剛好沒有從最右邊容器射出,則該電子停止運動前 ( )A.通過各容器的速度比依次為1B.通過各容器的時間比依次為531C.通過各容器間隙所用的時間比依次為531D.通過各容器間隙的加速度比依次為531答案 A3.一平行板電容器的電容為C,兩板間的距離為d,上板帶正電,電荷量為Q,下板帶負電,電荷量也為Q,它們產(chǎn)生的電場在很遠處的電勢為零.兩個帶異號電荷的

45、小球用一絕緣剛性桿相連,小球的電荷量都為q,桿長為l,且l B. =C. D. =Q13.(2009日照模擬)如圖所示, 在x0的空間中,存在沿x軸正方向的勻強電場E;在xBC B.ECEBEA C.UABUBC D.UAB=UBC答案 ABC題型3 帶電粒子在電場中的運動【例3】(2008上海14)如圖所示,在光滑絕緣水平面上,兩個帶等量正電的點電荷M、N,分別固定在A、B兩點,O為AB連線的中點,CD為AB的垂直平分線.在CD之間的F點由靜止釋放一個帶負電的小球P(設不改變原來的電場分布),在以后的一段時間內(nèi),P在CD連線上做往復運動,則( )A.小球P的帶電荷量緩慢減小,則它往復運動過程

46、中的振幅不斷減小B.小球P的帶電荷量緩慢減小,則它往復運動過程中每次經(jīng)過O點時的速率不斷減小C.點電荷M、N的帶電荷量同時等量地緩慢增大,則小球P往復運動過程中周期不斷減小D.點電荷M、N的帶電荷量同時等量地緩慢增大,則小球P往復運動過程中的振幅不斷減小答案 BCD1.(2008寧夏21)如圖所示,C為中間插有電介質(zhì)的電容器,a和b為其兩極板,a板接地;P和Q為兩豎直放置的平行金屬板,在兩板間用絕緣線懸掛一帶電小球;P板與b板用導線相連,Q板接地.開始時懸線靜止在豎直方向,在b板帶電后,懸線偏轉(zhuǎn)了角度.在以下方法中,能使懸線的偏角變大的是 ( )A.縮小a、b間的距離 B.加大a、b間的距離C

47、.取出a、b兩極板間的電介質(zhì) D.換一塊形狀大小相同、介電常數(shù)更大的電介質(zhì)答案 BC2.(2008天津18)帶負電的粒子在某電場中僅受電場力作用,能分別完成以下兩種運動:在電場線上運動;在等勢面上做勻速圓周運動.該電場可能由 ( )A.一個帶正電的點電荷形成B.一個帶負電的點電荷形成C.兩個分立的帶等量負電的點電荷形成D.一帶負電的點電荷與帶正電的無限大平板形成答案 A3.(2008全國19)一平行板電容器的兩個極板水平放置,兩極板間有一帶電荷量不變的小油滴,油滴在極板間運動時所受空氣阻力的大小與其速率成正比.若兩極板間電壓為零,經(jīng)一段時間后,油滴以速率v勻速下降;若兩極板間的電壓為U,經(jīng)一段

48、時間后,油滴以速率v勻速上升.若兩極板間電壓為-U,油滴做勻速運動時速度的大小、方向?qū)⑹?( )A.2v、向下 B.2 v、向上 C.3 v、向下 D.3 v、向上答案 C4.(2008山東21)如圖所示,在y軸上關于O點對稱的A、B兩點有等量同種點電荷+Q,在x軸上C點有點電荷-Q,且CO=OD,ADO=60.下列判斷正確的是 ( )A.O點電場強度為零B.D點電場強度為零C.若將點電荷+q從O移向C,電勢能增大D.若將點電荷-q從O移向C,電勢能增大答案 BD5.(2008北京19)在如圖所示的空間中,存在場強為E的勻強電場,同時存在x軸負方向、磁感應強度為B的勻強磁場.一質(zhì)子(電荷量為e

49、)在該空間恰沿y軸正方向以速度v勻速運動.據(jù)此可以判斷出 ( )A.質(zhì)子所受電場力大小等于eE,運動中電勢能減小;沿z軸正方向電勢升高B.質(zhì)子所受電場力大小等于eE,運動中電勢能增大;沿z軸正方向電勢降低C.質(zhì)子所受電場力大小等于evB,運動中電勢能不變;沿z軸正方向電勢升高D.質(zhì)子所受電場力大小等于evB,運動中電勢能不變;沿z軸正方向電勢降低答案 C6.(2008海南5)質(zhì)子和中子是由更基本的粒子即所謂“夸克”組成的.兩個強作用荷相反(類似于正負電荷)的夸克在距離很近時幾乎沒有相互作用(稱為“漸近自由”);在距離較遠時,它們之間就會出現(xiàn)很強的引力(導致所謂“夸克禁閉”).作為一個簡單的模型

50、,設這樣的兩夸克之間的相互作用力F與它們之間的距離r的關系為F= 0,0rr2.式中F0為大于零的常量,負號表示引力.用U表示夸克間的勢能,令U0=F0(r2-r1),取無窮遠為零勢能點.下列U-r圖示中正確的是 ( )答案 B7.(2008海南6)如圖所示,勻強電場中有a、b、c三點,在以它們?yōu)轫旤c的三角形中,a= 30,c=90.電場方向與三角形所在平面平行.已知a、b和c點的電勢分別為(2-) V、(2+) V和2 V.該三角形的外接圓上最低、最高電勢分別為 ( )A.(2-) V、(2+) V B.0 V、4 VC.（2-）V、（2+）V D.0 V、2 V答案 B8.(2008重慶2

51、1)如圖 (1)是某同學設計的電容式速度傳感器原理圖,其中上板為固定極板,下板為待測物體,在兩極板間電壓恒定的條件下,極板上所帶電荷量Q將隨待測物體的上下運動而變化.若Q隨時間t的變化關系為Q= (a、b為大于零的常數(shù)),其圖象如圖(2)所示,那么圖(3)、圖(4)中反映極板間場強大小E和物體速率v隨t變化的圖線可能是 ( )A.和 B.和 C.和 D.和答案 C9.(2008海南4)靜電場中,帶電粒子在電場力作用下從電勢為的a點運動至電勢為的b點.若帶電粒子在a、b兩點的速率分別為va、vb,不計重力,則帶電粒子的荷質(zhì)比q/m為 ( )A. B. C. D.答案 C10.(2008上海2A)

52、如圖所示,把電荷量為-510-9C的電荷,從電場中的A點移到B點,其電勢能(選填“增大”、“減小”或“不變”);若A點的電勢UA=15 V,B點的電勢UB=10 V,則此過程中電場力的功為 J.答案 增大 -2.510-811.(2007重慶24)飛行時間質(zhì)譜儀可通過測量離子飛行時間得到離子的荷質(zhì)比q/m.如圖所示,帶正電的離子經(jīng)電壓為U的電場加速后進入長度為L的真空管AB,可測得離子飛越AB所用時間t1.改進以上方法,如下左圖所示,讓離子飛越AB后進入場強為E(方向如下右圖)的勻強電場區(qū)域BC,在電場的作用下離子返回B端,此時,測得離子從A出發(fā)后飛行的總時間t2.(不計離子重力) (1)忽略

53、離子源中離子的初速度,用t1計算荷質(zhì)比;用t2計算荷質(zhì)比.(2)離子源中相同荷質(zhì)比離子的初速度不盡相同,設兩個荷質(zhì)比都為q/m的離子在A端的速度分別為v和v(vv),在改進后的方法中,它們飛行的總時間通常不同,存在時間差.可通過調(diào)節(jié)電場E使=0,求此時E的大小.答案 (1) (2)章末檢測一、選擇題(共8小題,每小題6分,共48分)1.如圖所示,O是一固定的正點電荷,另有一正點電荷q從很遠處以初速度v0正對著點電荷O射入電場中,僅在電場力作用下的運動軌跡是實線MN,虛線a、b、c是以O為圓心,Ra、Rb、Rc為半徑畫出的三個圓,且Ra-Rb=Rb-Rc.1、2、3為軌跡MN與三個圓的一些交點,以|I12|表示點電荷q從1運動到2的過程中電場力的沖量的大小,|I23|表示q從2運動到3的過程中電場力的沖量的大小;用|W12|表示q從1運動到2的過程中電場力做功的大小,用|W23|表示q從2運動到3的過程中電場力做功的大小.則 ( )A.|I12|I23| B.|I12|W23| D.|W12|v1,則電場力一定做正功B.A、B兩點間的電勢差U=