2020屆高考物理一輪復(fù)習第7單元靜電澄時作業(yè)含解析

靜電場課時作業(yè)

課時作業(yè)（十九）第19講電場的力的性質(zhì)

時間40分鐘

礎(chǔ)達標

1.如圖K19-1所示為無大氣層、均勻帶有大量負電荷且質(zhì)量分布均勻的某星球，將一個帶電微粒

置于距該星球表面一定高度處并將其無初速度釋放，發(fā)現(xiàn)微粒恰好能保持靜止.若給微粒一個如

圖所示的初速度匕則下列說法中正確的是（）

圖K19-1

A.微粒將做勻速直線運動

B.微粒將做圓周運動

C.庫侖力對微粒做負功

D.萬有引力對微粒做正功

2.[2018?山東臨沂一中月考]在如圖K19-2所示的四種電場中分別標記有a、6兩點.其中a、b

兩點電場強度大小相等、方向相反的是（）

丙丁

圖K19-2

A.甲圖中與點電荷等距的a、。兩點

B.乙圖中兩等量異種點電荷連線的中垂線上與連線等距的a、。兩點

C.丙圖中兩等量同種點電荷連線的中垂線上與連線等距的a、力兩點

D.丁圖中非勻強電場中同一條電場線上的a、6兩點

3.（多選）［2018?衡水一中月考］某電場的電場線的分布如圖K19-3所示，一個帶電粒子僅在靜電

力作用下由"點沿圖中虛線所示的路徑運動通過N點.下列判斷正確的是（）

圖K19-3

A.粒子帶正電

B.電場力對粒子做負功

C.粒子在N點的加速度大

D.粒子在/V點的電勢高

圖K19Y

4.A8是一條電場線上的兩個點,一個帶負電的微粒僅在電場力的作用下以一定初速度從4點沿

電場線運動到6點，其速度一時間圖像如圖K19-4所示，則這一電場可能是圖K19當中的

（）

ABCD

圖K19-5

圖K19-6

Q_

5.在場強為￡二廬（在為靜電力常量）的勻強電場中，以。點為圓心，以r為半徑作一個圓，在。點固

定一個帶電荷量為+0的點電荷,ac、〃為相互垂直的兩條直徑,其中比與電場線平行,如圖K19-6

所示.若不計試探電荷的重力，則（）

A.把一試探電荷+q放在a點,試探電荷恰好處于平衡狀態(tài)

B.把一試探電荷p放在6點,試探電荷恰好處于平衡狀態(tài)

C.把一試探電荷p放在c點,試探電荷恰好處于平衡狀態(tài)

D.把一試探電荷也放在d點、,試探電荷恰好處于平衡狀態(tài)

■技能提升

6.[2018?保定質(zhì)檢]如圖K19-7所示,在正方形四個頂點分別放置一個點電荷,所帶電荷量已在圖

中標出，則正方形中心處場強最大的是（）

+W?-Q-Q+2Q-2Q

圖K19-7

oo

OoO

圖K19-8

7.如圖K19-8所示,16個電荷量均為々（°>0）的小球（可視為點電荷）均勻分布在半徑為〃的圓周上.

若將圓周上處于尸點的一個小球的電荷量換成-2g,則圓心。點處的電場強度的大小為（）

kq

A.R2B.

C.D.

圖K19-9

8.[2018?青島質(zhì)檢]如圖K194所示，絕緣光滑圓環(huán)豎直放置,a、b、c為三個套在圓環(huán)上可自由

滑動的空心帶電小球，已知小球c位于圓環(huán)最高點,ac連線與豎直方向成60°角，6c連線與豎直方

向成30°角，三個小球均處于靜止狀態(tài).下列說法正確的是（）

A.a、b、c小球帶同種電荷

B.a、6小球帶異種電荷，6、c小球帶同種電荷

C.a、6小球的電荷量的比值為

D.a、方小球的電荷量的比值為

9.如圖K19-10所示，兩根長度相等的絕緣細線的上端都系在水平天花板上，另一端分別連著質(zhì)量

均為0的兩個帶電小球P、。，兩小球靜止時，兩細線與天花板間的夾角均為。=30°,重力加速度為

g.以下說法中正確的是)

圖K19-10

A.細線對小球的拉力大小為mg

B.兩小球間的靜電力大小為mg

C.剪斷左側(cè)細線的瞬間，月球的加速度大小為2g

D.當兩球間的靜電力瞬間消失時，。球的加速度大小為g

10.如圖K19-11所示,絕緣的水平面上有一質(zhì)量為0.1kg的帶電物體,物體與水平面間的動摩擦因

數(shù)〃75,物體恰能在水平向左的勻強電場中向右勻速運動，電場強度E=1X103N/C,g取10m/s2.

(1)求物體所帶的電荷量；

(2)只改變電場的方向，使物體向右加速運動,求加速度的最大值及此時電場的方向.

E

777777^77777777777777/

圖K19-11

■挑戰(zhàn)自我

11.a、b兩個帶電小球的質(zhì)量均為m,所帶的電荷量分別為+3q和p,兩球間用一絕緣細線連接,用

長度相同的另一絕緣細線將a懸掛在天花板上,在兩球所在的空間有方向向左的勻強電場，電場強

度為E,平衡時兩細線都被拉緊,則平衡時兩球的位置可能是圖K19-12中的（）

12.[2018?鄭州外國語學(xué)校月考]如圖K19-13所示,在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細管的圓心0

處固定一點電荷,將質(zhì)量為m、帶電荷量為"的小球從圓弧管的水平直徑端點A由靜止釋放，小球

沿細管滑到最低點6時,對管壁恰好無壓力.（重力加速度為g）

（1）求固定于圓心處的點電荷在4?弧中點處的電場強度大小;

（2）若把。處固定的點電荷拿走,加上一個豎直向下、場強為V的勻強電場,帶電小球仍從｛點由

靜止釋放,下滑到最低點8時，小球?qū)Νh(huán)的壓力為多大?

圖K19-13

課時作業(yè)（二十）第20講電場的能的性質(zhì)

時間40分鐘

■基礎(chǔ)達標

1.對于靜電場中的4、8兩點，下列說法正確的是（）

A.點電荷在電場中某點受力的方向一定是該點電場強度的方向

%

B.電勢差的公式a=Q，說明/、8兩點間的電勢差如與靜電力做功保成正比，與移動電荷的電

荷量g成反比

U

C.根據(jù)兩知，電場強度與電場中兩點間的距離d成反比

D.若將一正電荷從1點移到8點電場力做正功，則/點的電勢高于8點的電勢

2.(多選)［人教版選修3T改編］某靜電場的等勢面分布如圖K20-1所示,下列說法中正確的是

()

A./點電場強度方向為曲線上該點的切線方向

B.負電荷在1點的電勢能比在C點的電勢能小

C.將正電荷由圖中4點移到C點，電場力做負功

D.將電荷從圖中4點移到6點，電場力不做功

3.如圖K20-2所示,實線表示電場線，虛線表示帶電粒子運動的軌跡，帶電粒子只受電場力的作用，

運動過程中電勢能逐漸減少，關(guān)于它運動到b處時的運動方向與受力方向，正確的是圖中的

()

圖K20-3

4.［2018?武漢模擬］如圖K20-3所示,在某電場中畫出了三條電場線，，點是從6連線的中點.已

知｛點的電勢。產(chǎn)30V,6點的電勢OklOV,則。點的電勢（）

A.。月0V

B.0"1OV

C.0M0V

D.上述選項都不正確

圖K20Y

5.（多選）［2018?濟南外國語學(xué)校質(zhì)檢］如圖K20/所示,48、CD為圓的兩條直徑,且相互垂直，0

點為圓心,空間存在一未知靜電場,方向與圓周所在平面平行.現(xiàn)讓一質(zhì)子先從｛點運動至C點,電

勢能減少了與，又從，點運動至6點，電勢能增加了扁則此空間存在的靜電場可能是（）

A.勻強電場，方向垂直于四由0點指向。點

B.位于。點的正點電荷形成的電場

C.位于〃點的正點電荷形成的電場

D.位于〃點的負點電荷形成的電場

6.如圖K20七所示,在真空中固定兩個等量異號點電荷切和-Q圖中0點為兩點電荷連線的中點,P

點為連線上靠近-0的一點，，廨為過。點的一條線段,M點與N點關(guān)于。點對稱.下列說法中正確的

是（）

Af

°一近…

圖K20-5

A.同一個試探電荷在MN兩點所受的電場力相同

B.JAN兩點的電勢相同

C.將帶正電的試探電荷從"點沿直線移到2點的過程中，電荷的電勢能先增大后減小

D.只將-Q移到尸點,其他點在空間的位置不變,則。點的電勢升高

■技能提升

7.兩個等量同種點電荷固定于光滑絕緣水平面上，其連線的中垂線上有4、B、，三點，如圖K20-6

甲所示,一個電荷量為2C、質(zhì)量為1kg的帶正電的小物塊（可視為質(zhì)點）從。點由靜止釋放,其運動

的圖像如圖乙所示，其中6點處為整條圖線切線斜率最大的位置，圖中標出了圖線在8點處的

切線.下列說法中正確的是（）

甲乙

圖K20-6

A.6點為中垂線上電場強度最大的點，場強2N/C

B.由C到A的過程中,物塊的電勢能先減小后增大

C.A,6兩點間的電勢差如巧V

D.UCB〈UBA

圖K20-7

8.（多選）如圖K20-7所示,a、b、c、d是邊長為1的正方形的頂點，電荷量均為g（q3）的兩個點

電荷分別固定在a、c兩點.靜電力常量為k.不計重力.下列說法正確的是（）

A.6點的電場強度大小為12

B.過氏d點的直線位于同一等勢面上

C.在兩點電荷產(chǎn)生的電場中，ac中點的電勢最低

D.在。點從靜止釋放的電子到達d點時速度為零

圖K20-8

9.（多選）如圖K20-8所示,長為L的絕緣輕桿在水平向右的勻強電場中，桿與電場線垂直,桿兩端

固定帶電小球A和B,初始時處于圖中實線位置.現(xiàn)將輕桿向右平移2￡,然后以球8為軸在紙面內(nèi)

順時針轉(zhuǎn)動90°到圖中虛線位置,桿與電場線平行.在實線位置和虛線位置,4、8兩球電勢能之和

相同,不考慮帶電小球之間的相互作用，則（）

A/球所帶的電荷量絕對值比6球的大

B.4球所帶的電荷量絕對值比6球的小

C.從實線位置到虛線位置的過程中，電場力對A球一定做正功

D.從實線位置到虛線位置的過程中，電場力對8球可能做正功

10.［2018?長沙模擬］有一半徑為??的均勻帶電薄球殼,在通過球心的直線上,各點的場強￡隨與

球心的距離x變化的關(guān)系如圖K20-9所示.在球殼外空間，電場分布與電荷量全部集中在球心時相

同.已知靜電力常量為左半徑為"的球面面積為SNnV.下列說法正確的是（）

E。

A.均勻帶電球殼帶電密度為

B.圖中r=1.5萬

C.在x軸上各點中有且只有產(chǎn)"處電勢最高

D.球面與球心間的電勢差為&R

圖K20-10

11.（多選）［2018?黑龍江牡丹江一中月考］如圖K20-10所示,紙面內(nèi)有一勻強電場,帶正電的小球

（重力不計）在恒力廠的作用下沿圖中虛線由/勻速運動至B,已知力下和48間的夾角為0,A,B

兩點間的距離為d小球帶電荷量為g,則下列結(jié)論正確的是（）

Fcosd

A.電場強度的大小為E=Q

-Fdcosd

B.A6兩點的電勢差為樂-一~

C.帶電小球由A運動至6過程中，電勢能增加了Fdcos0

D.帶電小球若由8勻速運動至A,則恒力廠必須反向

12.如圖K20-11所示,在足夠長的光滑絕緣水平直線軌道上方高為h的尸點固定電荷量為圖的點

電荷,一質(zhì)量為小帶電荷量為々的物塊（可視為質(zhì)點）從軌道上的1點以初速度的沿軌道向右運

動,運動到夕點正下方的8點時速度為匕已知點電荷產(chǎn)生的電場在/點的電勢為0(取無窮遠處的

電勢為零)，PA連線與水平軌道的夾角為60°,重力加速度為g,求:

(1)物塊在4點時受到軌道的支持力大小;

(2)點電荷產(chǎn)生的電場在27點的電勢.

圖K20-11

■挑戰(zhàn)自我

13.如圖K20-12所示,等量異種點電荷分別固定在水平線上的M、"兩點處,。點位于以N連線中

點6的正上方且與6點之間的距離為L,質(zhì)量為〃、電荷量為切(可視為點電荷)的小球固定在長度

為L的絕緣輕質(zhì)細桿的一端,細桿另一端可繞過0點且與以［連線垂直的水平軸無摩擦轉(zhuǎn)動.現(xiàn)

在把桿拉起到水平位置，由靜止釋放，小球經(jīng)過最低點6時速度為匕取。點電勢為零，忽略小球所

帶電荷量對等量異種電荷所形成的電場的影響,重力加速度為g.

(1)求小球在經(jīng)過8點時對桿的拉力大??；

⑵在+0、-0形成的電場中，求/點的電勢血；

(3)小球繼續(xù)向左擺動,求其在經(jīng)過與4等高的C點時的速度大小.

4

9

MBN

圖K20-12

課時作業(yè)(二十一)第21講電容器、帶電粒子在電場中的運動

時間/io分鐘

■基礎(chǔ)達標

o

圖K21-1

1.如圖K21-1所示，將平行板電容器的兩極板分別與電池的正、負極相接，兩板間一帶電液滴恰好

處于靜止狀態(tài).現(xiàn)緊貼下板迅速插入一個有一定厚度的金屬板，則在此過程中（）

A.電路中流過逆時針方向的短暫電流

B.電容器的電荷量減小

C.帶電液滴仍保持靜止

D.帶電液滴向下做加速運動

圖K21-2

2.［人教版選修3-1改編］研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實驗裝置如圖K21-2所示.下列說

法正確的是（）

A.實驗前,只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸,能使電容器帶電

B.實驗中，只將電容器6板向上平移,靜電計指針的張角變小

C.實驗中，只在極板間插入有機玻璃板,靜電計指針的張角變大

D.實驗中，只增加極板帶電荷量,靜電計指針的張角變大,表明電容增大

圖K21-3

3.如圖K21-3所示,一帶電小球懸掛在豎直放置的平行板電容器內(nèi)，當開關(guān)S閉合,小球靜止時,懸

線與豎直方向的夾角為明則（）

A.當開關(guān)S斷開時,若減小平行板間的距離，則夾角。增大

B.當開關(guān)S斷開時,若增大平行板間的距離,則夾角。增大

C.當開關(guān)s閉合時,若減小平行板間的距離,則夾角，增大

D.當開關(guān)S閉合時,若減小平行板間的距離，則夾角。減小

X.

圖K2W

4.[2018?衡水調(diào)研]平行板電容器充電后與電源斷開,負極板接地,兩板間有一個固定在尸點的正

檢驗電荷,如圖K21Y所示.以C表示電容器的電容,￡表示兩板間的場強，。表示尸點處的電勢,瓦

表示正電荷在2點的電勢能.若正極板保持不動，將負極板緩慢向右平移一小段距離冊,則在此過

程中,各物理量與負極板移動距離x的關(guān)系圖像正確的是圖K21T中的)

X0

圖K21-5

10

A*--------------

\o'-

圖K21-6

5.如圖K21與所示,水平放置的兩平行金屬板與一直流電源相連,一帶正電的粒子僅在重力和電場

力作用下以某一初速度沿圖中直線從/運動到6現(xiàn)將平行金屬板分別以。、為圓心在平面內(nèi)向

同一方向旋轉(zhuǎn)相同角度后，帶電粒子依舊能夠沿直線從/運動到氏則（）

A.平行金屬板一定順時針旋轉(zhuǎn)45°

B.平行金屬板一定逆時針旋轉(zhuǎn)45°

C.帶電粒子電勢能一定逐漸增加

D.帶電粒子一定做勻變速直線運動

MN

圖K21-7

6.（多選）如圖K21-7所示,〃、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板,板間有勻強電場.質(zhì)量為

m、所帶電荷量為p的帶電粒子以初速度的由小孔進入電場,當業(yè)N間的電壓為〃時，粒子恰好能

到達4板.要使帶電粒子到達M、N兩板間距的處返回，則下列做法中正確的是（）

A.使初速度減小為原來的

B.使M、N間電壓提高到原來的2倍

C.使收N間電壓提高到原來的4倍

D.使初速度和以N間電壓都減小為原來的

■技能提升

7.如圖K21-8所示，在豎直放置間距為d的平行板電容器中，存在電場強度為￡?的勻強電場.有一

質(zhì)量為皿、電荷量為+（?的點電荷從兩極板正中間由靜止釋放,重力加速度為g,則點電荷運動到負

極板的過程（）

圖K21-8

Eq

A.加速度大小為a=m+g

B.所需的時間為

C.下降的高度為片3

D.電場力所做的功為W=Eqd

4?上板

$5_

圖K21-9

8.如圖K21-9所示,帶電粒子由靜止開始，經(jīng)電壓為，的加速電場加速后，垂直于板間電場方向進

入電壓為Li的平行板電容器,經(jīng)偏轉(zhuǎn)后落在下板的中間位置.為使與該粒子相同的帶電粒子從相

同的初始位置由靜止加速、偏轉(zhuǎn)后能穿出平行板電容器，下列做法中可行的是（）

A.保持及和平行板間距不變,減小U、

B.保持4和平行板間距不變,增大〃

C.保持〃、右和下板位置不變，向下平移上板

D.保持U、、員和下板位置不變，向上平移上板

圖K21-10

9.（多選）如圖K21-10所示,一平行板電容器連接在直流電源上，電容器的極板水平，兩微粒a、b

所帶電荷量大小相等、符號相反，使它們分別靜止于電容器的上、下極板附近緊貼極板處.現(xiàn)同時

釋放a、6,它們由靜止開始運動，在隨后的某時刻力,a、6經(jīng)過電容器兩極板間下半?yún)^(qū)域的同一水

平面,a、人間的相互作用和重力可忽略.下列說法正確的是（）

A.a的質(zhì)量比6的大

B.在力時刻,a的動能比6的大

C.在t時亥ij,a和6的電勢能相等

I）.在t時刻,a和6的動量大小相等

4

4

圖K21-11

10.［2018?長沙雅禮中學(xué)月考］如圖K21-11所示，兩塊加上電壓且水平放置的平行金屬板之間有

一個厚度不計的帶電金屬網(wǎng)，使金屬板間形成了上、下兩個場強分別為6、萬（方向均豎直向下）

的勻強電場空間.兩個不計重力的帶電微粒從離金屬網(wǎng)分別為d、d的位置處先后水平射入電場

（不考慮兩微粒間的庫侖力），兩微粒的運動軌跡在金屬網(wǎng)上相交于同一點.下列說法中錯誤的是

（）

A.兩微粒一定帶異種電荷

B.若兩微粒初速度相同,則到達金屬網(wǎng)所用的時間相同

C.不改變其他物理量，僅將6和d同時減半,兩微粒的運動軌跡仍然能相交于同一點

D.若E、泡,d、=d“則上方微粒的比荷較小

■^兆戰(zhàn)自我

11.（多選）［2018?江西師大附中月考］如圖K21-12所示，直流電源、滑動變阻器、平行板電容器

與理想二極管（正向電阻為0,反向電阻為9）連接，電源負極接地.開始時電容器不帶電，閉合開關(guān)

S,電路穩(wěn)定后,一帶電油滴恰能在電容器中的。點保持靜止.在保持開關(guān)S接通的狀態(tài)下，下列說

法中正確的是（）

圖K21-12

A.當滑動變阻器的滑片向上滑動時,帶電油滴會向上運動

B.當電容器的上極板向上移動時,帶電油滴會向下運動

C.當電容器的下極板向下移動時，。點的電勢不變

D.當電容器的下極板向左移動時，夕點的電勢升高

12.［2018?湖北恩施一中模擬］在真空中水平放置的平行板電容器的兩極板間有一個帶電油滴，電

容器兩板間距為d當平行板電容器兩板間的電壓為小時，油滴保持靜止狀態(tài)，如圖K21-13所示.

當給電容器突然充電使其電壓增加△〃時，油滴開始向上運動;經(jīng)時間△t后，電容器突然放電使

其電壓減少Ali,又經(jīng)過時間△t,油滴恰好回到原來位置.假設(shè)油滴在運動過程中沒有失去電荷,

充電和放電的過程均很短暫,這段時間內(nèi)油滴的位移可忽略不計.重力加速度為g.求：

（1）帶電油滴所帶電荷量與質(zhì)量的比值；

（2）第一個△力與第二個△t時間內(nèi)油滴運動的加速度大小之比；

（3）A〃與A〃之比.

?帶電油滴

圖K21-13

專題訓(xùn)練（五）A專題五帶電粒子在電場中運動的綜合問題

時間40分鐘

■基礎(chǔ)達標

1.（多選）一帶電小球在空中由A點運動到6點的過程中，只受重力、電場力和空氣阻力三個力的

作用.若小球的重力勢能增加5J,機械能增加1.5J,電場力做功2J,則（）

A.重力做功5JB.電勢能減少2J

C.空氣阻力做功0.5JD.動能減少3.5J

圖Z5-1

2.（多選）［2018?泰安-模］如圖Z5-1所示,豎直向上的勻強電場中，一豎直絕緣輕彈簧的下端固

定在地面上,上端連接一帶正電小球，小球靜止時位于M點,彈簧恰好處于原長狀態(tài).保持小球帶的

電荷量不變,現(xiàn)將小球提高到材點由靜止釋放，則釋放后小球從M運動到N過程中（）

A.小球的機械能與彈簧的彈性勢能之和保持不變

B.小球重力勢能的減少量等于小球電勢能的增加量

C.彈簧彈性勢能的減少量等于小球動能的增加量

I）.小球動能的增加量等于電場力和重力做功的代數(shù)和

3.如圖Z5-2所示,在豎直向上的勻強電場中,一根不可伸長的絕緣細繩的一端系著一個帶電小球,

另一端固定于。點，小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動,最高點為a,最低點為b.不計空氣阻力，則

下列說法正確的是（）

A.小球帶負電

B.電場力跟重力平衡

C.小球在從a點運動到6點的過程中，電勢能減小

D.小球在運動過程中機械能守恒

B*

圖Z5-3

4.（多選）如圖Z5-3所示,豎直平面內(nèi)有4、6兩點,兩點的水平距離和豎直距離均為H,空間存在水

平向右的勻強電場.一質(zhì)量為m的帶電小球從4點以水平速度外拋出,經(jīng)一段時間豎直向下通過B

點.重力加速度為g,小球在由/運動到8的過程中，下列說法正確的是（）

A.小球帶負電

B.速度先增大后減小

C.機械能一直減小

D.任意一小段時間內(nèi)，電勢能的增加量總等于重力勢能的減少量

0a2a3a4a5a6ax

圖Z5M

5.[2018?吉林調(diào)研]真空中，在x軸上的原點處和處分別固定一個點電荷〃、4在x=2a處由

靜止釋放一個正試探電荷月假設(shè)試探電荷P只受電場力作用沿X軸正方向運動，得到試探電荷P

的速度與其在X軸上的位置關(guān)系如圖Z5Y所示,則下列說法正確的是（）

A.點電荷M、N一定都是負電荷

B.試探電荷尸的電勢能一定是先增大后減小

C.點電荷雙及所帶電荷量的絕對值之比為2/I

I）.x=4a處的電場強度一定為零

圖Z5-5

6.（多選）［2018?合肥聯(lián)考］如圖Z5T所示,正方體真空盒置于水平面上,它的485面與EFGH面

為金屬板,其他面為絕緣材料./版面帶正電，砒〃面帶負電.從小孔P沿水平方向以相同速率射

入三個質(zhì)量相同的帶正電液滴1、2、3,它們的落點如圖所示,則下列說法正確的是（）

A.三個液滴在真空盒中都做平拋運動

B.三個液滴的運動時間一定相同

C.三個液滴落到底板時的速率相同

D.液滴3所帶電荷量最多

■技能提升

7.（多選）在地面附近存在一個有界電場，邊界，掘?qū)⒖臻g分成上、下兩個區(qū)域/、〃，在區(qū)域〃中

有豎直向上的勻強電場.在區(qū)域/中離邊界某一高度處由靜止釋放一個質(zhì)量為m的帶電小球A,如

圖Z5哲甲所示，小球運動的r-t圖像如圖乙所示,不計空氣阻力，則（）

圖Z5-6

A.小球受到的重力與電場力大小之比為3；5

B.在t=5s時，小球經(jīng)過邊界MN

C.在小球向下運動的整個過程中,重力做的功大于克服電場力做的功

D.在14s過程中，小球的機械能先減小后增大

8.[2018?江西宜春調(diào)研]如圖Z5-7所示，0、/、B、，為一粗糙絕緣水平面上的四點，不計空氣阻

力，一電荷量為-0的點電荷固定在0點,現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為-q的小金屬塊（可視為質(zhì)點）

從4點由靜止沿它們的連線向右運動,到8點時速度最大,其大小為%,小金屬塊最后停止在C點、.

已知小金屬塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為口”、B間距離為L,靜電力常量為k,重力加速度為g,

則（）

圖Z5-7

2KmgL+rnv^

A.在點電荷-0形成的電場中,力、8兩點間的電勢差礪=2q

B.在小金屬塊由A向，運動的過程中，電勢能先增大后減小

卜Qq

C.O、8間的距離為J""哈

D.從占到。的過程中，小金屬塊的動能全部轉(zhuǎn)化為電勢能

9.[2018?溫州模擬]如圖Z5-8甲所示，傾角為。的光滑絕緣斜面底端固定一帶電荷量為0的正點

電荷.將一帶正電小物塊（可視為質(zhì)點）從斜面上/點由靜止釋放，小物塊沿斜面向上滑動至最高點

6處,此過程中小物塊的動能和重力勢能隨位移的變化圖像如圖乙所示心和M為己知量）.已知重

力加速度為名靜電力常量為尢由圖像可求出（）

A.小物塊帶的電荷量

B.A8間的電勢差

C.小物塊的質(zhì)量

I）.小物塊速度最大時到斜面底端的距離

10.[2018?濟南八校聯(lián)考]如圖Z5H）所示,在￡=l（fV/m的水平向左勻強電場中，有一光滑半圓形絕

緣軌道豎直放置,軌道與一水平絕緣軌道，網(wǎng)連接,半圓形軌道所在豎直平面與電場線平行,其半徑

7Moem.一帶電荷量＜z=4X10'C的小滑塊質(zhì)量為卬-lOg,與水平軌道間的動摩擦因數(shù)〃R.2,g取

10m/s2.

(1)要使小滑塊恰好運動到半圓形軌道的最高點C,滑塊應(yīng)在水平軌道上離1點多遠處由靜止釋放?

(2)接(1)問,這樣釋放的滑塊通過尸點時對軌道壓力是多大？(戶為半圓形軌道中點)

(3)接(1)問，小滑塊經(jīng)過。點后最后落地,落地點離川點的距離為多大?落地時的速度為多大?

圖Z5-9

■挑戰(zhàn)自我

11.質(zhì)量為M、長度為1的矩形絕緣板放在光滑的水平面上,質(zhì)量為叭帶電荷量的絕對值為q的

物塊(視為質(zhì)點)以初速度%從絕緣板上表面的左端沿水平方向滑入,絕緣板所在空間有范圍足夠

大的勻強電場，其場強大小Q(g為重力加速度)，方向豎直向下，如圖Z5-10所示.

己知物塊與絕緣板間的動摩擦因數(shù)恒定，物塊運動到絕緣板的右端時恰好相對絕緣板靜止.若將

勻強電場的方向改為豎直向上,場強大小不變,且物塊仍以原初速度從絕緣板左端的上表面滑入，

結(jié)果當二者相對靜止時,物塊未到達絕緣板的右端.

(1)當場強方向豎直向下時,求物塊在絕緣板上滑動的過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量；

(2)求場強方向豎直向下時與豎直向上時物塊受到的支持力大小的比值；

(3)當場強方向豎直向上時,求物塊相對于絕緣板滑行的距離.

專題訓(xùn)練(五)B專題五帶電粒子在電場中運動的綜合問題

時間/10分鐘

■基礎(chǔ)達標

1.真空中某豎直平面內(nèi)存在一水平向右的勻強電場，一質(zhì)量為歷的帶電微粒恰好能沿如圖Z5-11

所示虛線（與水平方向成，角）由/向6做直線運動，已知重力加速度為g,微粒的初速度為玲，則

()

.，B

......

圖Z5-11

A.微粒一定帶正電

B.微粒一定做勻速直線運動

C.可求出勻強電場的電場強度

D.可求出微粒運動的加速度

2.（多選）如圖Z5-12所示,在真空中傾斜平行放置著兩塊帶有等量異號電荷的金屬板/、氏一個電

荷量q=1.41X10匕、質(zhì)量m=lg的帶電小球自/板上的孔。以大小為0.lm/s的水平速度的飛入

兩板之間的電場，經(jīng)0.02s后又回到一點，其間未與6板相碰,g取10m/s；則（）

圖Z5-12

A.板間電場強度大小為100V/m

B.板間電場強度大小為141V/m

C.板與水平方向的夾角。=30°

D.板與水平方向的夾角。為5°

3.（多選）如圖Z5-13所示,光滑絕緣斜面體4回處于水平向右的勻強電場中，斜面46的長度為0.5m,

傾角037°,帶電荷量為構(gòu)、質(zhì)量為小的小球（可視為質(zhì)點）以大小為2m/s的速度的沿斜面勻速

上滑.g取10m/s；sin37°O.6,cos37°=0.8.下列說法中正確的是（）

圖Z5-13

A.小球在8點的電勢能大于在A點的電勢能

B.水平勻強電場的電場強度為

C.若電場強度變?yōu)樵瓉淼?倍,則小球運動的加速度大小為3m/s2

D.若電場強度變?yōu)樵瓉淼囊话?則小球運動到8點時的速度為初速度的的一半

■技能提升

4.（多選）如圖Z5-14所示,兩個帶等量正電荷的點電荷分別位于x軸上的P、0兩點,其位置關(guān)于

坐標原點。對稱，圓弧曲線是一個以。點為圓心的半圓，c點為半圓與y軸的交點,a、6兩點為一

條平行于x軸的直線與半圓的交點.下列說法中正確的是（）

,y

圖Z5-14

A.a、6兩點的電勢相同

B.a、6兩點的場強相同

C.將一個正電荷q沿著圓弧從a點經(jīng)c點移到b點,其電勢能先增大后減小

D.將一個正電荷。放在半圓上的任意一點，兩點電荷對q的作用力大小分別是E、3貝V為一定值

5.（多選）如圖Z5-15所示,光滑的水平軌道16與半徑為斤的光滑的半圓形軌道6切相切于6點,

水平軌道部分存在水平向右的勻強電場,半圓形軌道在豎直平面內(nèi)，6為最低點,D為最高點.一質(zhì)

量為必、帶正電的小球從距8點x的位置在電場力的作用下由靜止開始沿18向右運動，恰能通過

最高點，則（）

A.A越大,x越大

B.不越大，小球經(jīng)過8點后瞬間對軌道的壓力越大

C.R越大,X越大

D.m與彳同時增大，電場力做功增大

6.在x如平面內(nèi)有沿y軸負方向的勻強電場(圖中未畫出)，場強大小為石由0點斜射出一質(zhì)量為

加、帶電荷量為々的粒子,8和C是粒子運動軌跡上的兩點,如圖Z5-16所示,其中Z)為常數(shù).粒子

所受重力忽略不計.求：

(1)粒子從A到C過程中電場力對它做的功；

(2)粒子從4到C過程所經(jīng)歷的時間；

(3)粒子經(jīng)過C點時的速率.

7.[2018何北定州中學(xué)模擬]如圖Z5-17所示,兩平行金屬板長為￡=8cm,兩板間距離d=8cm,A

板比6板電勢高300V,一電荷量為q=l.0X10'°C、質(zhì)量為^l.OXlO^kg的帶正電的粒子沿電場

中心線網(wǎng)垂直于電場線飛入電場,初速度K0=2.0X10m/s,粒子飛出電場后經(jīng)過界面MN、PS間的

無電場區(qū)域,然后進入固定在。點的點電荷。形成的電場區(qū)域(設(shè)界面尸S右側(cè)點電荷的電場分布

不受界面的影響).己知兩界面MN、尸S相距為12cm,〃是中心線面與界面OS的交點，0點在中心線

上,距離界面PS為9cm,粒子穿過界面做后做勻速圓周運動,最后垂直打在放置于中心線上的熒光

屏加上.(靜電力常量A=9.0X109N?m7C2,粒子的重力不計)

(1)求粒子穿過界面版V時偏離中心線輪的距離和到達四界面時離〃點的距離；

(2)在圖上粗略畫出粒子的運動軌跡；

(3)確定點電荷。的電性并求其電荷量.

圖Z5-17

8.[2018?河南南陽一中月考]如圖Z5-18甲所示,兩塊導(dǎo)電板水平平行放置,兩板間距為d,大量電

子(質(zhì)量為用電荷量為e)連續(xù)不斷地從中點。沿與極板平行的0。'方向射入兩板之間，當兩板不帶

電時，這些電子通過兩板之間的時間為3t0,當在兩板間加如圖乙所示的周期為2友、幅值恒為國

的周期性電壓時,所有的電子均能從兩板間通過（不計電子重力）.求這些電子穿過平行板時距001

的最大距離和最小距離.

廣——除

甲乙

圖Z5-18

■挑戰(zhàn)自我

9.一個帶電荷量方+1X10匕的物體放在絕緣的水平地面上，如圖Z5-19甲所示，空間若加上水平

方向的變化電場,其加速度隨電場力變化的圖像如圖乙所示.現(xiàn)從靜止開始計時，改用圖丙中周期

性變化的水平電場作用.（g取lOin/s2）

（1）求物體的質(zhì)量及物體與地面間的動摩擦因數(shù)；

（2）在如圖丙所示周期性變化的水平電場作用下,求物體在一個周期內(nèi)的位移大??；

（3）在如圖丙所示周期性變化的水平電場作用下,求23s內(nèi)電場力對物體所做的功.

課時作業(yè)（十九）

1.A［解析］微粒處于靜止狀態(tài)，受力平衡，說明庫侖力和萬有引力大小相等，方向相反，由于庫侖

力與萬有引力都與距離的二次方成反比,所以微粒的高度改變對庫侖力和萬有引力的二力平衡沒

有影響，微粒將做勻速直線運動,A正確,B錯誤;星球?qū)ξ⒘５娜f有引力向下，庫侖力向上，微粒遠

離星球時,萬有引力對微粒做負功,庫侖力對微粒做正功,C、D錯誤.

2.C［解析］甲圖中，與點電荷等距的a、6兩點電場強度大小相同，方向不相反，選項A錯誤；乙圖

中,根據(jù)電場線的疏密及對稱性可判斷,a、6兩點的電場強度大小相等,方向相同,選項B錯誤;丙

圖中,兩等量同種點電荷連線的中垂線上與連線等距的a、。兩點電場強度大小相同,方向相反,選

項C正確;丁圖中,根據(jù)電場線的疏密可判斷,6點的電場強度大于a點的電場強度,選項I）錯誤.

3.AC［解析］根據(jù)粒子的運動軌跡及電場線的方向可知,粒子帶正電,故A正確;從，獷點到M點,靜

電力方向與速度方向成銳角，電場力做正功，電勢能減小，電勢降低，故B、D錯誤；電場線密的地方

電場強度大，電場線疏的地方電場強度小,所以粒子在N點時受力大，加速度大,故C正確.

4.A［解析］由微粒的vt圖像可知,帶負電的微粒在電場中做加速度逐漸增大的減速運動,故順

著電場線運動,且場強增大,只有A正確.

0_

5.B［解析］點電荷在a點產(chǎn)生的電場強度方向水平向右,大小為反卡,與電場6疊加后,合場強

斜向右上方,合場強不為零,故試探電荷受力不平衡,A錯誤;點電荷在6點產(chǎn)生的電場強度方向豎

0_

直向下,大小為邑=0,與電場￡疊加后,合場強為零,試探電荷受力平衡,B正確;在c點的合場強

方向斜向左上方,合場強不為零,試探電荷受力不平衡,C錯誤;在，點的合場強方向豎直向上,合場

強不為零,試探電荷受力不平衡,D錯誤.

g

6.B［解析］設(shè)正方形頂點到中心的距離為r,根據(jù)點電荷的電場強度公式&=點，結(jié)合矢量合成

0_0_

法則可知,A選項中電場強度￡A=0,B選項中電場強度片=20kr2,C選項中電場強度E：=kr2,1）選

0_

項中電場強度氐入戶如2B正確.

7.C［解析］在尸點處的小球的電荷量沒換成-2。之前，小球均勻分布在半徑為月的圓周上,圓心0

處的場強為0,一點處的小球的電荷量換成-2g后，。點的電場強度為帶電荷量為-2g的小球和處于

k-2qkq

與尸點對稱的位置的帶電荷量為q的小球在。點產(chǎn)生的電場強度的矢量和,所以=,

故C正確.

8.D［解析］對c小球受力分析可知,a、b小球只有帶同種電荷才能使。小球受力平衡,對b小球

受力分析可知,Ac小球只有帶異種電荷才能使6小球受力平衡,故A、B錯誤;對c小球受力分析，

q/c《必

由平衡條件，可得在‘欣-sin60°=krhrsin30°,又r"。；r川=1；J，，解得“：G八戶..9,故C錯

誤,D正確.

mg

9.C［解析］對。球受力分析,根據(jù)共點力平衡條件得,細線的拉力大小TRn3。。tmg,靜電力大

mg

小"U而=yPn,g,A、B錯誤;剪斷左側(cè)細線的瞬間，。球受到的重力和靜電力不變,因此兩力的

合力與剪斷細線前細線的拉力等大反向，根據(jù)牛頓第二定律得尸球的加速度大小為2g,C正確；當

兩球間的靜電力消失時，Q球開始做圓周運動，將重力沿細線方向和垂直于細線方向分解，由重力

沿垂直于細線方向的分力產(chǎn)生加速度,根據(jù)牛頓第二定律得a=g,D錯誤.

15

10.(1)-7.5X10^C(2)m/s2斜向左下方且與水平方向成37°角

［解析］⑴物體向右勻速運動，則電場力與摩擦力大小相等,方向相反，因摩擦力方向向左，故電場

力方向向右，而電場方向向左，則物體帶負電.由Eq=umg

“mg

解得Q=E=7.5X10'C.

(2)設(shè)電場方向與水平方向的夾角為0,由牛頓第二定律得

Eqcos0-n(mg_qEsin=ma

qE

解得a=m(cos0-f-psin0)-ng

15

由數(shù)學(xué)知識可知，當，％7°時,cos。+〃sin。有極大值，此時a=Hm/s'

15

即電場方向與水平方向的夾角為37°斜向左下時,加速度有最大值,為a才m/s2.

11.D［解析］a帶正電，受到的電場力水平向左，6帶負電，受到的電場力水平向右.以整體為研究

對象,整體所受的電場力大小為2成方向水平向左,受力分析如圖所示,則上面懸掛a的細線應(yīng)向

qE

左偏轉(zhuǎn)，設(shè)上面的細線與豎直方向的夾角為。，由平衡條件得tana=而。；

qE

以6球為研究對象，設(shè)a、b間的細線與豎直方向的夾角為￡,由平衡條件得tan￡力卻，可得。=

"根據(jù)幾何知識可知,6球應(yīng)在懸點的正下方，故D正確,A、B、C錯誤.

的E

mg

mg

13.(1)⑵31mg+qE)

［解析］（D從/到8過程，由動能定理得儂r=W-0

v2

在6點時，由牛頓第二定律得qE-mg=mr

聯(lián)立解得E=

Q_

因為。點固定的是點電荷-Q由￡=向可知,等勢面上各處的場強大小均相等，故16弧中點處的電

場強度為E=

⑵設(shè)小球到達6點時的速度為v,由動能定理得（儂+理）片涼

V2

設(shè)在8點處環(huán)對小球的彈力為&由牛頓第二定律得R-mg-qE=IT

聯(lián)立解得A-3（儂+㈤

由牛頓第三定律知,小球在6點對環(huán)的壓力大小為F，產(chǎn)R%（mg+q。

課時作業(yè)（二十）

1.D［解析］正點電荷所受的