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1、
靜電場
1.如圖所示,在M、N處固定著兩個等量異種點電荷,在它們的連線上有A、B兩點,已知MA = AB = BN.下列說法正確的是
A.A、B兩點場強相同 B.A、B兩點電勢相等
C.將一正電荷從A點移到B點,電場力做負功 D.負電荷在A點的電勢能大于在B點的電勢能
2.水平面上A、B、C三點固定著三個電荷量為Q的正點電荷,將另一質(zhì)量為m的帶正電的小球(可視為點電荷)放置在O點,OABC恰構(gòu)成一棱長為L的正四面體,如圖所示.己知靜電力常量為k,重力加速度為g,為使小球能靜止在O點,小球所帶的電荷量為
A. B. C.
2、 D.
3.一帶正電小球從光滑絕緣的斜面上O點由靜止釋放,在斜面上水平虛線ab和cd之間有水平向右的勻強電場如圖所示.下面哪個圖象能正確表示小球的運動軌跡
4.一帶電粒子射入一正點電荷的電場中,運動軌跡如圖所示,粒子從A運動到B,則
A.粒子帶負電 B.粒子的動能一直變大
C.粒子的加速度先變小后變大 D.粒子在電場中的電勢能先變小后變大
5.如圖所示,A、B是真空中的兩個等量異種點電荷,M、N、O是AB連線的垂線上的點,且AO > OB.一帶負電的試探電荷僅受電場力作用,運動軌跡如圖中實線所示,M、N為軌跡和
3、垂線的交點,設(shè)M、N兩點的場強大小分別EM、EN,電勢分別為φM,φN.下列說法中正確的是
A.點電荷A一定帶正電 B.EM小于EN
C.φM大于φN D.此試探電荷在M處的電勢能小于N處的電勢能
6.如圖所示,在絕緣平面上方存在著足夠大的水平向右的勻強電場,帶正電的小金屬塊以一定初速度從A點開始沿水平面向左做直線運動,經(jīng)L長度到達B點,速度變?yōu)榱悖诉^程中,金屬塊損失的動能有2/3轉(zhuǎn)化為電勢能.金屬塊繼續(xù)運動到某點C(圖中未標(biāo)出)時的動能和A點時的動能相同,則金屬塊從A開始運動到C整個過程中經(jīng)過的總路程為
A.1.5L
4、 B.2L C.3L D.4L
7.圖中PQ兩處分別固定兩等量正點電荷,O是PQ連線的中點,a、b兩點在連線上且關(guān)于O點對稱,c、d是連線中垂線上的兩點,則
A.a(chǎn)、b兩點的電場強度相同 B.a(chǎn)、b兩點的電勢相同
C.c點場強大于d點場強 D.負電荷從c點到d點電勢能增加
O
P
+Q
-q
θ
5、
N
8.在光滑絕緣水平面的P點正上方O點固定一個電荷量為+Q的點電荷,在水平面上的N點,由靜止釋放質(zhì)量為m,電荷量為 – q的負檢驗電荷,該檢驗電荷經(jīng)過P點時速度為v,圖中θ = 60o,規(guī)定電場中P點的電勢為零.則在 +Q形成的電場中
A.N點電勢高于P點電勢 B.N點電勢為 –mv2/q
C.P點電場強度大小是N點的4倍 D.檢驗電荷在N點具有的電勢能為 – mv2/2
9.如圖所示,圖中虛線為勻強電場中與場強方向垂直的等間距平行直線,兩粒子M、N質(zhì)量相等,所帶電量數(shù)值也相等,現(xiàn)將M、N從虛線
6、上O點以相同速率射出,兩粒子在電場中運動的軌跡分別如圖中兩條實線所示.點a、b、c為實線與虛線的交點,已知O點電勢高于c點.若不計重力,則
A.M帶負電荷,N帶正電荷
B.N在a點的速度與M在c點的速度大小相同
C.M和N兩粒子在電場中運動的加速度相同
D.N從O點運動至a點的過程中克服電場力做功
10.A、B是一條電場線上的兩點,若在A點釋放一初速為零的電子,電子僅在電場力作用下沿電場線從A運動到B,其電勢能W隨位移s變化的規(guī)律如圖所示.設(shè)A、B兩點的電場強度分別為EA和EB,電勢分別為φA和φB.則
A.EA = EB B.EA < EB C
7、.φA > φB D.φA < φB
11.懸掛在O點的一根不可伸長的絕緣細線下端有一個質(zhì)量為m、帶電量為 – q的小球,若在空間加一勻強電場,則小球靜止時細線與豎直方向夾角為θ,如圖所示,求:
⑴ 所加勻強電場場強最小值的大小和方向;
⑵ 若在某時刻突然撤去電場,當(dāng)小球運動到最低點時,小球?qū)毦€的拉力為多大.
12.如圖所示,傾角為θ的斜面處于豎直向下的勻強電場中,在斜面上某點以初速度為v0水平拋出一個質(zhì)量為m的帶正電小球,小球受到的電場力與重力相等,地球表面重力加速度為g,設(shè)斜面足夠長,求:
⑴ 小球經(jīng)多長時間
8、落到斜面上;
⑵ 從水平拋出至落到斜面的過程中,小球的電勢能是如何變化的,其變化量為多大.
參考答案:
1.A;根據(jù)等量異種點電荷電場特點,A、B兩點場強相同,A、B兩點電勢不相等,選項A正確B錯誤;將一正電荷從A點移到B點,電場力做正功,選項C錯誤;負電荷在A點的電勢能小于在B點的電勢能,選項D錯誤
2.C;(3kqQ/L2)cosθ = mg,sinθ =聯(lián)立解得q = .
3.D;正電小球從光滑絕緣的斜面上O點由靜止釋放,開始做勻加速直線運動.進入電場區(qū)域后受到水平方向電場力偏轉(zhuǎn),出電場后向下偏轉(zhuǎn),所以能正確表示小球的運動軌跡的是
9、D.
4.AD;根據(jù)運動軌跡可知,粒子帶負電,粒子的動能先變大后變小,粒子的加速度先變大后變小,選項A正確BC錯誤;粒子在電場中運動,電場力先做正功后做負功,粒子的電勢能先變小后變大,選項D正確.
5.B;根據(jù)帶負電的試探電荷運動軌跡,點電荷A一定帶負電,選項A錯誤;根據(jù)兩個等量異種點電荷電場特點可知,EM小于EN,φM小于φN,此試探電荷在M處的電勢能大于N處的電勢能,選項B正確CD錯誤.
6.D;根據(jù)題述,小金屬塊從A運動到B,克服摩擦力做功Wf = Ek/3 = fL,克服電場力做功,WE = 2Ek/3 = qEL.設(shè)小金屬塊從B運動到C經(jīng)過的路程為s,由動能定理,qEs – f
10、s = Ek,解得s = 3L.金屬塊從A開始運動到C整個過程中經(jīng)過的總路程為L + s = 4L,選項D正確.
7.BD;根據(jù)兩等量正點電荷電場特點,a、b兩點的電場強度大小相同,方向相反,a、b兩點的電勢相同,選項A錯誤B正確;不能判斷出c、d點場強大小關(guān)系,選項C錯誤;負電荷從c點到d點電場力做負功,電勢能增加,選項D正確.
8.BC;根據(jù)點電荷電場特點,N點電勢低于P點電勢,選項A錯誤;根據(jù)動能定理,- qφ = mv2/2,解得N點電勢為φ = – mv2/2q,選項B正確;由于N點到O點的距離是P到O點的2倍,根據(jù)點電荷電場強度公式可知,P點電場強度大小是N點的4倍,選項C正確
11、;檢驗電荷在N點具有的電勢能為 – qφ = mv2/2,選項D錯誤.
9.B;由O點電勢高于c點可知,勻強電場的場強方向為豎直向下.帶電粒子M軌跡向下彎曲可知M所受電場力向下,M帶正電;帶電粒子N軌跡向上彎曲可知N所受電場力向上,N帶負電,選項A錯誤.由于在勻強電場中與場強方向垂直的等間距平行直線為等差等勢面,O點至a點和O點至c點的電勢差大小相等,由動能定理可知,N在a點的動能與M在c點的動能相同,N在a點的速度與M在c點的速度大小相同,選項B正確.M和N兩粒子在電場中運動所受電場力大小相同,方向相反,所以選項C錯誤.N從O點運動至a點的過程中電場力做功,選項D錯誤
10.AD;由功能
12、關(guān)系可知,電勢能變化對于動能變化△Ek.根據(jù)動能定理qEs=△Ek,由于電勢能W隨位移s變化的規(guī)律為直線,所以為勻強電場,EA=EB,選項A正確B錯誤.電子僅在電場力作用下沿電場線從A運動到B,電勢能減小,電場力做正功,電場線方向從B到A,φA<φB,,選項D正確C錯誤.
11.⑴ 當(dāng)電場力的方向與細線垂直時,電場強度最小.由mgsinθ = qE,解得 E = mgsinθ/q.小球帶負電,所受電場力方向與場強方向相反,故場強方向為斜向左下方.
⑵ 設(shè)線長為l,小球運動到最低點的速度為v,細線對小球的拉力為F,則有mgl(1– cosθ) = mv2/2、F – mg = mv2/l 聯(lián)立解得:F = mg(3 – 2cosθ);根據(jù)牛頓第三定律,小球?qū)毦€的拉力mg(3 – 2cosθ).
12.⑴ 小球在運動過程中,qE + mg = ma,qE = mg,解得a = 2g;y = at2/2,x = v0t,又 y/x = tanθ,聯(lián)立解得t = v0tanθ/g.
⑵ y = at2/2 = ×2g×(tanθ)2 =tan2θ;
電場力做功,電勢能減小,則有△E = - W = -qEy = - mgy = - mv02tan2θ.
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