电场1-3节提高练习

高二物理冉克宁资料1(一)库仑定律的应用例1、如图所示，光滑水平面上固定金属小球A，用长为L0的绝缘弹簧将A与另外一个金属小球B连接，让它们带上等量同种电荷，弹簧伸长量为x1,若两球电量各漏掉一半，弹簧伸长量为x2，则有（）A、x2=1/2x1B、x2=1/4x1C、x21/4x1D、x21/4x1例2、如图所示，两个正、负点电荷，在库仑力作用下，它们以两者连线上的某点O为圆心做匀速圆周运动，以下说法正确的是（）A．它们所需要的向心力不相等。B．它们做圆周运动的角速度相等。C．它们的线速度与其质量成反比。D．它们的运动半径与电荷量成反比。例3、如图所示，质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑绝缘的水平直槽上，A与B间和B与C间距离均为L，A球带电荷量为QA=8q，B球带电荷量为QB=q，若小球C上加一水平向右的恒力F，恰好使A、B、C三个小球保持相对静止，求（1）外力F的大小（2）C球所带电荷量QC（二）带电体的平衡和非平衡问题例1、有两个带有等量异种电荷的小球，用绝缘细线相连后悬起，并置于水平方向匀强电场中．当两小球都处于平衡时其可能位置是图中的哪一个？（）AB漏电前L0+x1AB漏电后L0+x2FABC高二物理冉克宁资料2例2、如图，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球A。在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B。当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ，若两次实验中B的电量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°。则q2/q1为（）A．2B．3C．23D．33例3、如图所示，一光滑绝缘导轨，与水平方向成45°角，两个质量均为m、电荷量均为Q的带同种电荷的小球从等高处由静止沿导轨下滑（导轨足够长）。求（1）两小球间距离为何值时，两球速度达到最大值？（2）以后小球做何种形式的运动？（三）电场强度、电场线1、在一个真空点电荷电场中，离该点电荷为r0的一点，引入电量为q的检验电荷，所受到的电场力为F，则离该点电荷为r处的场强的大小为（）45°45°mmAB高二物理冉克宁资料32、如图所示，中子内有一个电荷量为+23e的上夸克和两个电荷量为-13e的下夸克，3个夸克都分布在半径为r的同一圆周上，则3个夸克在其圆心处产生的电场强度为（）A.ker2B.ke3r2C.ke9r2D.2ke3r2例3、ab是长为l的均匀带电细杆，P1、P2是位于ab所在直线上的两点，位置如图所示，ab上电荷产生的静电场在P1处的场强大小为E1，在P2处的场强大小为E2，则以下说法正确的是（）A．两处的电场方向相同，E1＞E2B．两处的电场方向相反，E1＞E2C．两处的电场方向相同，E1＜E2D．两处的电场方向相反，E1＜E24、如图所示，A、B为两个固定的等量的同种正电荷，在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正电荷C，现给电荷C一个垂直于连线的初速度V0，若不计电荷C所受的重力，则关于电荷C运动过程中的速度和加速度情况，下列说法正确的是（）A．加速度始终增大B．加速度先增大后减小C．速度始终增大，最后趋于无穷大D．速度始终增大，最后趋于某有限值5、图中a、b是两个点电荷，它们的电量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点。下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的左侧?（）AQ1、Q2都是正电荷，且Q1Q2BQ1是正电荷，Q2是负电荷，且Q12QCQ1是负电荷，Q2是正电荷，且，Q12QDQ1、Q2都是负电荷，且1Q2Q12.如图所示，仅在电场力作用下，一带电粒子沿图中虚线从A运动到B，则().(A)电场力做正功(B)动能减少(C)电势能减少(D)加速度增大13.在点电荷Q的电场中，一个α粒子(He42)通过时的轨迹如图实线所示，a、b为两个等势面，则下列判断中正确的是().(A)Q可能为正电荷，也可能为负电荷(B)运动中.粒子总是克服电场力做功(C)α粒子经过两等势面的动能Eka＞Ekb(D)α粒子在两等势面上的电势能Epa＞EpbaPbABC高二物理冉克宁资料414.如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势而，它们的电势分别为Ua、Ub和Uc，Ua＞Ub＞Uc.一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知().(A)粒子从K到L的过程中，电场力做负功(B)粒子从L到M的过程中，电场力做负功(C)粒子从K到L的过程中，静电势能增加(D)粒子从L到M的过程中，动能减少（四）电场和力学的结合例1、如图所示，光滑绝缘半球槽的半径为R，处在水平向右的匀强电场中，一质量为m的带电小球从槽的右端A处无初速沿轨道滑下，滑到最低位置B时，球对轨道的压力为2mg，求：（1）小球受到电场力的大小和方向（2）带电小球在滑动过程中的最大速度例3、一质量为m，带电量为+q的小球从距地面高h处以一定初速度水平抛出。在距抛出点水平距离L处，有一根管口比小球直径略大的竖直细管。管上口距地面h/2，为使小球能无碰撞地通过管子，可在管子上方的整个区域加一个场强方向水平向左的匀强电场，如图所示，求：（1）小球初速v0（2）电场强度E的大小（3）小球落地时动能EK例5、一带电量为Q的固定正点电荷在真空中形成的电场如图所示，现有一质量为m，带电量为q的微粒在此点电荷附近做周期为T的匀速圆周运动，微粒的重力不能忽略，求:(1)微粒的带电性质.(2)微粒的轨迹所在平面及圆心O的位置.ABRE+Q高二物理冉克宁资料5例6、如图所示，半径R=0.8m的光滑绝缘导轨固定于竖直平面内，加上某一方向的匀强电场时，带正电的小球沿轨道内侧做圆周运动．圆心O与A点的连线与竖直成一角度θ，在A点时小球对轨道的压力N=120N，此时小球的动能最大．若小球的最大动能比最小动能多32J，且小球能够到达轨道上的任意一点（不计空气阻力）．则：⑴小球的最小动能是多少？⑵小球受到重力和电场力的合力是多少？⑶现小球在动能最小的位置突然撤去轨道，并保持其他量都不变，若小球在0.04s后的动能与它在A点时的动能相等，求小球的质量．7、两平行板间有水平匀强电场，一根长为L，不可伸长的不导电细绳的一端连着一个质量为m、带电量为q的小球，另一端固定于O点．把小球拉起直至细线与电场线平行，然后无初速度释放．已知小球摆到最低点的另一侧，线与竖直方向的最大夹角为θ求(1)匀强电场的场强(2)小球到最低点的速度(3)经过最低点时，细线对小球的拉力．Ⅱ等势面一、等势面——电场中，电势相等的各点所构成的面(等高线和等压线)二、常见等势面的形状Eθom高二物理冉克宁资料6三、等势面的特点1、在等势面上移动电荷，电场力不做功2、电场线（或E）⊥等势面3、电场线由高的等势面指向低的等势面4、闭合、等势面不相交5、静电平衡导体是等势体，表面是等势面6、等差等势面――相邻的等势面的电势差相等（1）差等势面越密的地方，电场越强，场强越大（2）相邻的等差等势面移动同一个电荷电场力做功相等7、沿电场方向电势降低最快（场强方向是电势降落最快的地方）8、匀强电场中，平行等长的线段两个端点间的电势差相等，即匀强电场中的电势均匀变化。练习等量异种电荷（1）中垂线的电场强度和电势的特点（2）带电粒子从无穷远处移动到中点，分析电场力的做功情况和电势能的改变情况（3）一个电子由8V到－8V电场力做功情况，电势能的变化情况。Ⅲ电势差与电场强度的关系一、公式的推导EdUqEdFLWqUWcos说明：1、适用于匀强电场2、U是两点间的电势差，d是沿电场方向的距离9876666543210201008V0V－8V高二物理冉克宁资料73、单位1V./m=1N/CVJNmNmCmCmC4、在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势。二、场强的三种求法1、E＝F/q定义式，适用于任何电场（真空、介质）2、E＝KQ/r2适用于点电荷的电场（真空、点电荷）3、E＝U/d适用于匀强电场（真空）针对训练1.电场中有A、B两点，一个点电荷在A点的电势能为1.2×10-8J，在B点的电势能为0.80×10-8J.已知A、B两点在同一条电场线上，如图所示，该点电荷的电荷量为1.0×10-9C，那么A（）A.该电荷为负电荷B.该电荷为正电荷C.A、B两点的电势差UAB=4.0VD.把电荷从A移到B，电场力做功为W=4.0J2.某电场中等势面分布如图所示，图中虚线表示等势面，过a、b两点的等势面电势分别为40V和10V，则a、b连线的中点c处的电势应（）A.肯定等于25VB.大于25VC.小于25VD.可能等于25V3如图所示，在粗糙水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中（）A小物块所受电场力逐渐增强B.小物块具有的电势能逐渐减小C.M点的电势一定高于N点的电势D.小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功4.如图所示，M、N两点分别放置两个等量种异电荷，A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的一点，C为连线中垂线上处于A点上方的一点，在A、B、C三点中.（）A.场强最小的点是A点，电势最高的点是B点B.场强最小的点是A点，电势最高的点是C点C.场强最小的点是C点，电势最高的点是B点D.场强最小的点是C点，电势最高的点是A点5.AB连线是某电场中的一条电场线，一正电荷从A点处自由释放，电荷仅在电场力作用下沿电场线从A点到B点运动过程中的速度图象如图所示，比较A、B两点电势φ的高低和场强E的大小，下列说法中正确的是（）A.φA＞φB，EA＞EBB.φA＞φB，EA＜EB高二物理冉克宁资料8C.φA＜φB，EA＞EBD.φA＜φB，EA＜EB6.如图所示，平行的实线代表电场线，方向未知，电荷量为1×10-2C的正电荷在电场中只受电场力作用，该电荷由A点移到B点，动能损失了0.1J，若A点电势为-10V，则（）①B点电势为零②电场线方向向左③电荷运动的轨迹可能是图中曲线①④电荷运动的轨迹可能是图中曲线②A.①B.①②C.①②③D.①②④7.如图所示，光滑绝缘的水平面上M、N两点各放一电荷量分别为+q和+2q，完全相同的金属球A和B，给A和B以大小相等的初动能E0（此时动量大小均为p0）使其相向运动刚好能发生碰撞，碰后返回M、N两点时的动能分别为E1和E2，动量大小分别为p1和p2，则（）A.E1=E2=E0p1=p2=p0B.E1=E2＞E0p1=p2＞p0C.碰撞发生在M、N中点的左侧D.两球不同时返回M、N两点8.已知空气的击穿电场强度为2×106V/m，测得某次闪电火花长为600m，则发生这次闪电时放电路径两端的电势差U=_______.若这次闪电通过的电荷量为20C，则释放的能量为_______.（设闪电的火花路径为直线）(8.1.2×109V；2.4×1010J)9.如图所示，小平板车B静止在光滑水平面上，一可以忽略大小的小物块A静止在小车B的左端，已知物块A的质量为m，电荷量为+Q；小车B的质量为M，电荷量为-Q，上表面绝缘，长度足够长；A、B间的动摩擦因数为μ，A、B间的库仑力不计，A、B始终都处在场强大小为E、方向水平向左的匀强电场中.在t=0时刻物块A受到一大小为I，方向水平向右的冲量作用开始向小车B的右端滑行.求：（1）物块A的最终速度大小；（2）物块A距小车B左端的最大距离.(（1）mMI（2）))((22EQmgmMmMI，)