高三专题复习---电场-1--含答案

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备战高考物理-高三第一轮基础练习：电场力与电场力做功(含答案)

高考物理-高三第一轮基础练习：电场力与电场力做功一、单选题1.如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形所在平面。

现将带电量为q的正电荷从B点移到A点，需克服电场力做功为W；将带电量为q 的负电荷从B点移到C点，电场力做功为2W。

则该匀强电场的场强方向为( )A. 平行于AC边，沿A指向C的方向B. 平行于AC边，沿C指向A的方向C. 平行于BC边，沿B指向C的方向D. 平行于BC边，沿C指向B的方向2.如图所示，水平方向的匀强电场场强为E，直角三角形ABC各边长度分别为a、b、c，AC 边与电场方向平行，下列说法正确的是（）A. A点比B点电势高B. B，A两点的电势差为EcC. C，A两点的电势差为EbD. 将正电荷从B点移到C点，电场力做正功3.如图所示是一个平行板电容器，其板间距为d，电容为C，带电荷量为Q，上极板带正电.现将一个试探电荷q由两极间的A点移动到B点，如图所示，A、B两点间的距离为s，连线AB与极板间的夹角为30°，则电场力对试探电荷q所做的功等于()A. B. C. D.4.a和b为电场中的两个点,如果把的负电荷从a点移动到b点,电场力对该电荷做了的正功,则该电荷的电势能( )A. 增加了B. 增加了C. 减少了D. 减少了5.空间存在平行于纸面的匀强电场，纸面内有一菱形ABCD。

将一个电子由C点移动到D点，克服电场力做功1eV。

A点的电势为3V，则B点的电势为（）A. 2 VB. 3 VC. 4 VD. 6 V6.如图所示，三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面，其电势分别为V、20V、30V，实线是一带电粒子（不计重力）在该区域内运动的轨迹，轨迹上有a、b、c三点，已知带电粒子所带电荷量为0.01C，在点处的动能为J，则该带电离子（）A. 可能带负电B. 在点处的电势能为0.5JC. 在点处的动能为零D. 在点处的动能为0.4J7.如图所示，虚线1、2、3、4为静电场中的等势面，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为零.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b两点时的动能分别为29eV和5eV，当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为-8eV时，它的动能应为（）A. 34eVB. 68eVC. 21eVD. 13eV8.如图所示为一有界匀强电场,场强沿水平方向(虚线为电场线),一带负电的微粒以某一角度θ从电场中a点斜向上射入,沿直线运动到b点,则下列说法正确的是( )A. 电场中a点的电势低于b点的电势B. 微粒在a点时的动能与电势能之和与在b点时的动能与电势能之和相等C. 微粒在a点时的动能小于在b点时的动能,在a点时的电势能大于在b点时的电势能D. 微粒在a点时的动能大于在b点时的动能,在a点时的电势能小于在b点时的电势能二、多选题9.空间分布有竖直方向的匀强电场，现将一质量为m的带电小球A从O点斜向上抛出，小球沿如图所示的轨迹击中绝缘竖直墙壁的P点．将另一质量相同、电荷量不变、电性相反的小球B仍从O点以相同的速度抛出，该球垂直击中墙壁的Q点(图中未画出)．对于上述两个过程，下列叙述中正确的是( )A. 球A的电势能增大，球B的电势能减小B. P点位置高于Q点C. 若仅增大A球质量，A球有可能击中Q点D. 电场力对球A的冲量大小等于对球B的冲量大小10.如图所示，一带电小球在匀强电场中从A点抛出，运动到B点时速度方向竖直向下，且在B点的速度为小球在电场中运动的最小速度，已知电场方向和运动轨迹在同一竖直平面内，空气阻力不计，则( )A. 电场方向水平向右B. 小球受到的电场力大于重力C. 从A到B的过程中，小球的电势能增加D. 从A到B的过程中，小球重力势能的减少量等于其电势能的增加量11.如图所示．在光滑绝缘水平面上有一半径为R的圆，AB是一条直径，∠a=30°，空间有匀强电场．方向与水平面平行．在圆上A点有—发射器，以相同速率v向各个方向发射质量为m，电荷量为e的电子．圆形边界上的各处均有电子到达，其中到达B点的电子速度恰好为零．不计电子的重力和电子间的相互作用，下列说法正确的是（）A.电场的方向由B指向AB.电场强度的大小为C.到达E点电子的速率为D.到达C点的电子电势能比到达E点的电子电势能大12.在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定了一电荷量为＋Q的正点电荷，在水平面上的N点，由静止释放质量为m、电荷量为－q的带电小球，小球经过P点时速度为v，图中θ＝60°，则在＋Q形成的电场中（）A. N点电势高于P点电势B.C. P点电场强度大小是N点的2倍D. 带电小球从N点到P点的过程中电势能减少了13.如图所示，匀强电场的方向与长方形abcd所在的平面平行，ab＝ad．电子从a点运动到b点的过程中电场力做的功为4．5eV；电子从a点运动到d点的过程中克服电场力做的功为4．5eV．以a点的电势为电势零点，下列说法正确的是（）A. b点的电势为4．5VB. c点的电势为C. 该匀强电场的方向是由b点指向a点D. 该匀强电场的方向是由b点垂直指向直线ac14.如图所示,在一个光滑水平面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块.由静止释放后,两个物块向相反方向运动.在物块的运动过程中,下列表述正确的是( )A. 两个物块的电势能逐渐减少B. 两物组成的系统动量守恒C. 两个物块的机械能守恒D. 物块做匀加速直线运动15.某匀强电场中的4个平行且等距的等势面如图中的虚线A、B、C、D所示，其中等势面C 电势为零一电子仅在静电力作用下运动，经过等势面A、D时的动能分别为21eV和6eV，则下列说法正确的是（）A. 电场方向垂直于等势面由D指向AB. 等势面D的电势为﹣5VC. 该电子可以到达电势为﹣12V的等势面D. 若该电子运动到某位置时的电势能为8eV，则它的动能为3eV16.如图甲所示，一光滑绝缘细杆竖直放置，距细杆右侧d的A点处有一固定的正电荷，细杆上套有一带电小环，设小环与点电荷的竖直高度差为h，将小环无初速度地从h高处释放后，在下落至的过程中，其动能随h的变化曲线如图乙所示，则（）A. 小球可能带负电B. 从h高处下落至的过程中，小环电势能增加C. 从h高处下落至的过程中，经过了加速、减速、再加速三个阶段D. 小环将做以O点为中心的往复运动三、综合题17.如图所示，在电场强度E=1.0×104N/C的匀强电场中，一电荷量q=+1.0×10﹣8C的点电荷从电场中的A点运动到B点，电场力对电荷做的功W=2.0×10﹣5J，求：（1）点电荷所受电场力F的大小；（2）A、B两点间的距离x．18.绝缘细绳的一端固定在天花板上，另一端连接着一个带负电的电量为q、质量为m的小球，当空间建立足够大的水平方向匀强电场后，绳稳定处于与竖直方向成α=60°角的位置，（1）求匀强电场的场强E的大小；（2）若细绳长为L，让小球从θ=30°的A点释放，小球运动时经过最低点O．王明同学求解小球运动速度最大值的等式如下：据动能定理﹣mgL（cos30°﹣cos60°）+qEL（sin60°﹣sin30°）= mv2﹣0你认为王明同学求解等式是否正确？（回答“是”或“否”）（3）若等式正确请求出结果，若等式不正确，请重新列式并求出正确结果．19.在xOy平面内，x＞0、y＞0的空间区域内存在匀强电场，场强大小为100V/m．现有一带负电的粒子，电量为q=2×10﹣7C，质量为m=2×10﹣6kg，从坐标原点O以一定的初动能射出，经过点P（4m，3m）时，其动能变为初动能的0.2 倍，速度方向为y轴正方向．然后粒子从y轴上点M（0，5m）射出电场，此时动能变为过O点时初动能的0.52倍．粒子重力不计．（1）写出在线段OP上与M点等势的点Q的坐标；（2）求粒子由P点运动到M点所需的时间．答案一、单选题1.【答案】D【解析】【解答】现将带电量为q的正电荷从B点移到A点，需克服电场力做功为W，则将带电量为q的负电荷从B点移到A点，电场力做功为W，将带电量为q的负电荷从B点移到C点，电场力做功为2W，则将该负电荷从B点移到BC的中点D，需电场力做功为W，A、D的电势相等，AD连线是一条等势线，根据电场线与等势线垂直，而且从电势高处指向电势低处，可知该匀强电场的场强方向垂直于AD，由几何知识得知，BC⊥AD，所以场强方向平行于BC边，由C指向B的方向。

南师附中2016届高三自主招生辅导讲义1-电场

静电场一、库仑定律和电场强度【例1】如图所示，带电量分别为4q 和－q 的小球A 、B 固定在水平放置的光滑绝缘细杆上，相距为d 。

若杆上套一带电小环C ，带电体A 、B 和C 均可视为点电荷。

（1）求小环C 的平衡位置。

（2）若小环C 带电量为q ，将小环拉离平衡位置一小位移x (∣x ∣<<d )后静止释放，试判断小环C 能否回到平衡位置。

（回答“能”或“不能”即可）（3）若小环C 带电量为－q ，将小环拉离平衡位置一小位移x (∣x ∣<<d )后静止释放，试证明小环C 将作简谐运动。

（提示：当α<<1时，则ααn n-≈+1)1(1）几种场源的电场：决定电场强弱的因素有两个：场源（带电量和带电体的形状）和空间位置。

这可以从不同电场的场强决定式看出—— （1）点电荷：E = k2r Q 结合点电荷的场强和叠加原理，我们可以求出任何电场的场强，如——（2）均匀带电环，垂直环面轴线上的某点P ：E =2322)(R r kQr +，其中r 和R 的意义见右图。

（3）均匀带电球壳内部：E 内= 0外部：E 外 = k2r Q，其中r 指考察点到球心的距离如果球壳是有厚度的的（内径R 1 、外径R 2），在壳体中（R 1＜r ＜R 2）：E = 231334rR r k -πρ ，其中ρ为电荷体密度。

这个式子的物理意义可以参照万有引力定律当中（条件部分）的“剥皮法则”理解〔)(3433R r -πρ即为图中虚线以内部分的总电量…〕。

（4）无限长均匀带电直线（电荷线密度为λ）：E = rk λ2因此,无限长均匀带电直线外的电场强度大小为aE λπε∙=21,这个变换式已利用41πε=k .其中a 为P 点距直线MN 的距离,λ为电荷线密度（5）无限大均匀带电平面（电荷面密度为σ）：E = 2πk σ（6）电偶极子激发的电场真空中一对相距为l 的带等量异号电荷的点电荷系统()q q -+,，且l 远小于讨论中所涉及的距离，这样的电荷体系称为电偶极子，并且把连接两电荷的直线称为电偶极子的轴线，将电量q 与两点电荷间距l 的乘积定义为电偶极矩。

2025届高三物理一轮复习-库仑定律电场力的性质

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第1讲库仑定律电场力的性质
(1)元电荷即是电子( ) (2)两个带异种电荷的金属球接触时,正电荷从一个球转移到另一个球 ()
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第1讲库仑定律电场力的性质
【典例1】 a和b都是不带电的小球,它们互相摩擦后,a带-1.6×10-10 C 的电荷,下列判断中正确的是( ) A.摩擦的过程中电子从b转移到了a B.b在摩擦后一定带-1.6×10-10 C的电荷 C.在摩擦前a的内部没有任何电荷 D.摩擦的过程中正电荷从b转移到了a
1.电荷。 (1)两种电荷:自然界中只存在两种电荷——正电荷和负电荷。同种电荷相互__排__斥___,异种电荷相互__吸__引___。 (2)电荷量:电荷的多少叫作电荷量,符号Q(或q),单位:_库__仑__,符号:_C___。 (3)元电荷:最小的电荷量,其值为e=1_._6_0_×_1_0_-_19__C_,其他带电体的电荷量均为元电荷的整数倍。
的两点,它们之间库仑力的大小为F2,则F1与F2之比为( )
A.2∶1
B.4∶1
C.16∶1
D.60∶1
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第1讲库仑定律电场力的性质
答案 D
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第1讲库仑定律电场力的性质
考向2 库仑力的合成【典例3】如图,一半球形光滑绝缘碗固定在水平地面上,半径为R,上表面水平,O为球心。三个完全一样的带电小球静止放置在碗内,处在同
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第1讲库仑定律电场力的性质
正比
点电荷二次方
点电荷
9.0×109
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第1讲库仑定律电场力的性质
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第1讲库仑定律电场力的性质
1.库仑定律适用于真空中静止点电荷间的相互作用。 2.对于两个均匀带电绝缘球体,可将其视为电荷集中在球心的点电荷,r 为球心间的距离。 3.对于两个带电金属球,要考虑表面电荷的重新分布,如图所示。

2021届高三物理二轮复习专题三电场和磁场第1讲电场和磁场逐题对点特训

2021届高三物理二轮复习专题三电场和磁场第1讲电场和磁场逐题对点特训1.(2021·湖北襄阳调研)公元前600年左右，希腊人泰勒斯就发觉了用毛皮摩擦过的琥珀能吸引轻小物体．公元一世纪，我国学者王充在《论衡》一书中也写下了“顿牟掇芥”．关于静电场，下列说法正确的是( C )A．沿电场线方向电场强度越来越小B．若电场中某点的电场强度为零，则该点电势也必定为零C．等势面一定与电场强度的方向垂直D．初速度为零的带电粒子在电场中一定沿电场线运动解析在匀强电场中，沿电场线方向电场强度不变，选项A错误；电势与场强无关，等量同种点电荷连线中点处的场强为0、电势不为0(选无穷远处电势为0)，选项B错误；沿电场线方向电势降低，等势面与电场线垂直，选项C正确；在非匀强电场中，初速度为零的带电粒子不一定沿电场线运动，选项D错误．2．(2021·河北二校联考)一个带负电的粒子仅在电场力作用下运动，其电势能随时刻变化规律如图所示，则下列说法正确的是( D )A．该粒子可能做直线运动B．该粒子在运动过程中速度保持不变C．t1、t2两个时刻，粒子所处位置电场强度一定相同D．粒子运动轨迹上各点的电势一定相等解析粒子的电势能不变，电场力不做功，而带电粒子只受电场力，不可能做直线运动，选项A错误；依照能量守恒定律可知粒子的动能不变，速度大小不变，粒子做曲线运动，速度方向在改变，选项B错误；粒子的电势能不变，电场力不做功，依照电场力公式W＝qU 知粒子运动轨迹上各点的电势一定相等，而电场强度与电势无关，t1、t2两个时刻，粒子所处位置电场强度不一定相同，选项C错误，D正确．3．(2021·山西重点中学模拟)如图所示，一个质量为m 、带电荷量为－q 的滑块(可视为质点)放置在质量为M 的光滑斜劈上，斜劈的倾角为θ＝30°，斜劈固定在水平地面上，现在斜劈的底端C 点竖直放置一绝缘杆，绝缘杆的顶端放置一带电荷量为＋Q 的小球(可视为质点)．已知斜劈的斜边长为L ，绝缘杆的高度也为L ，静电力常量为k ，现给滑块一沿斜劈向下的初速度v ，让滑块沿斜面下滑，若滑块始终在斜面上运动，则下列说法中正确的是( B )A ．运动过程中滑块所受库仑力一直增大B ．滑块受到的库仑力最大值为4kqQ3L 2C ．滑块运动到斜面中点时速度最大D ．滑块运动到C 点时的速度大小为v解析滑块沿斜面向下运动的过程中与小球的距离先减小后增大，故所受库仑力先增大后减小，当滑块运动到斜面的中点时所受库仑力最大，现在F 库＝kqQ L cos θ2＝4kqQ 3L2，故选项A 错误，B 正确．当滑块所受重力沿斜面向下的分力等于库仑力沿斜面向上的分力时，滑块的速度最大，滑块运动到斜面中点时加速度方向沿斜面向下，因此滑块运动到斜面中点时速度不是最大，选项C 错误；滑块运动到C 点的过程中，依照对称性，库仑力对滑块做的总功为零，由动能守恒可得12mv 2＋mgL ·sin θ＝12mv 2C ，故v C >v ，选项D 错误．4．(2021·陕西咸阳模拟)如图，真空中a 、b 、c 、d 四点共线且等距．先在a 点固定一点电荷＋Q ，测得b 点场强大小为E .若再将另一点电荷＋2Q 放在d 点，则( B )A ．b 点场强大小为94EB ．c 点场强大小为74EC ．若将电子从b 点移动到c 点，其电势能不变D ．b 点电势比c 点电势高解析设a 、b 之间的距离为r ，则b 、d 之间的距离为2r ，a 、c 之间的距离为2r ，c 、d 之间的距离为r ，＋Q 在b 点产生的电场强度E ＝k Q r2，方向由a 指向d .若再将另一点电荷＋2Q 放在d 点，它在b 点产生的电场强度E ′＝k 2Q2r2＝kQ2r2，方向由d 指向a .依照电场叠加原理，b 点的场强大小为E b ＝E －E ′＝k Q r 2－k Q 2r 2＝k Q 2r 2＝E2，方向由a 指向d ，选项A 错误；＋Q 在c 点产生的电场强度E 1＝kQ2r2，＋2Q 在c 点产生的电场强度E 2＝k 2Qr2，二者方向相反，c 点的场强大小为E c ＝E 2－E 1＝k 2Q r 2－k Q 4r 2＝74k Q r 2＝74E ，方向由d 指向a ，选项B 正确；若将电子从b 点移动到c 点，电场力先做负功后做正功，其电势能先增大后减小，选项C 错误；b 点的电势比c 点的电势低，选项D 错误．5．(2021·江苏高考题)如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A 、B 、C 中央各有一小孔，小孔分别位于O 、M 、P 点．由O 点静止开释的电子恰好能运动到P 点．现将C 板向右平移到P ′点，则由O 点静止开释的电子( A )A ．运动到P 点返回B ．运动到P 和P ′点之间返回C ．运动到P ′点返回D ．穿过P ′点解析电子在A 、B 板间的电场中加速运动，在B 、C 板间的电场中减速运动，设A 、B 板闻的电压为U ，B 、C 板间的电场强度为E ，M 、P 两点间的距离为d ，则有eU －eEd ＝0，若将C 板向右平移到P ′点，B 、C 两板所带电荷量不变，由E ＝U d ＝Q C 0d ＝4πkQεS可知，C 板向右平移到P ′时，B 、C 两板间的电场强度不变，由此能够判定，电子在A 、B 板间加速运动后，在B 、C 板间减速运动，到达P 点时速度为零，然后返回，A 项正确，B 、C 、D 项错误．6．(2021·河南郑州推测)等量异种点电荷在周围空间产生静电场，其连线(x 轴)上各点的电势φ随x 的分布图象如图所示．x 轴上AO <OB <，A 、O 、B 三点的电势分别为φA 、φO 、φB ，电场强度大小分别为E A 、E O 、E B ，电子在A 、O 、B 三点的电势能分别为E p A 、E p O 、E p B .下列判定正确的是( D )A ．φB >φA >φOB ．E A >E O >E BC ．E p O <E p A <E p BD ．E p B －E p O >E p O －E p A解析正电荷周围电势较高，负电荷周围电势较低，φA >φO >φB ，选项A 错误；依照电场强度的合成可知B 点场强最大，O 点最小，选项B 错误；电子带负电．依照电势能E p ＝qφ，可知E p B 最大，E p A 最小，选项C 错误；由图象可知U OB >U AO ，依照电场力做功W ＝qU ，电子带负电，可知W BO >W OA ，即E p B －E p O >E p O －E p A ，故选项D 正确．7．(2021·湖北武汉调考)(多选)如图所示，水平放置的平行金属板A 、B 连接一恒定电压，两个质量相等的电荷M 和N 同时分别从极板A 的边缘和两极板的正中间沿水平方向进入板间电场，两电荷恰好在板间某点相遇，若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，则下列说法正确的是( AC )A ．电荷M 的电荷量大于电荷N 的电荷量B ．两电荷在电场中运动的加速度相等C ．从两电荷进入电场到两电荷相遇，电场力对电荷M 做的功大于电场力对电荷N 做的功D ．电荷M 进入电场的初速度大小与电荷N 进入电场的初速度大小一定相同解析从轨迹能够看出y M >y N ，故12·Uq M dm M t 2>12·Uq N dm N t 2，运算得出Uq M dm M >Uq Ndm N，q M >q N ，选项A 正确，B 错误；依照动能定理，电场力的功为W ＝12mv 2y ，质量m 相同，M 电荷竖直分位移大，竖直方向的末速度v y ＝2yt也大，故电场力对电荷M 做的功大于电场力对电荷N 做的功，选项C正确；从轨迹能够看出x M >x N ，故v M >v N ，选项D 错误．8．(2021·宁夏银川模拟)(多选)一平行板电容器两极板的正对面积为S ，两极板间的距离为d .若两极板之间为空气，则电容为C .若将此电容器串联一个电阻R 后接到电动势为E 、内阻为r 的电源两端充电，如图所示．下列说法正确的是( BC )A ．若保持开关闭合，增大d ，则极板带电荷量Q 不变B ．若保持开关闭合，减小S ，则两极板之间的电场强度不变C ．若断开开关，增大d ，则两极板之间的电场强度不变D ．若断开开关，在两极板间插入云母片，两极板之间的电压不变解析若保持开关闭合，则两极板之间的电压不变．增大d ，依照C ＝εr S4πkd ，可知电容减小，由C ＝Q U ，可知极板带电荷量Q 减小，选项A 错误．由E ＝U d可知，减小S ，则两极板之间的电场强度不变，选项B 正确．若断开开关，则极板带电荷量Q 不变，由E ＝U d ＝Q Cd＝4πkQεr S，可知增大d ，两极板之间的电场强度不变，选项C 正确．在两极板间插入云母片，电容增大，由C ＝Q U，可知两极板之间的电压减小，选项D 错误．9．(2021·河北保定调研)(多选)在匀强电场中，一电荷量为＋q 的粒子(不计重力)以初动能E 0由A 点沿某一方向射出；通过C 点时其动能为3E 0；若将该粒子还以初动能E 0由A 点沿另一方向射出，粒子通过B 点时动能为9E 0.如图所示，A 、B 、C 三点构成直角三角形且∠ABC ＝ 30°，匀强电场平行于△ABC 所在平面．U AB 、U AC 分别表示A 、B 两点与A 、C 两点间电势差，已知AC ＝d ，下列说法正确的是( BC )A ．U AC ∶U AB ＝1∶3 B ．U AC ∶U AB ＝1∶4C ．匀强电场的电场强度大小为4E 0qdD ．匀强电场沿BC 方向解析带电粒子由A 到C 的过程，由动能定理得qU AC ＝3E 0－E 0，带电粒子由A 到B 的过程，由动能定理得qU AB ＝9E 0－E 0，解得U AC ∶U AB ＝1∶4，选项A 错误，B 正确；由分析可知，C 点的电势比B 点的电势高，且在AB 上与C 点电势相等的点为D 点，D 点为AB 的四等分点，如图所示，由几何关系知CD ⊥AB ，因此电场强度的方向由A 指向B ，又AB ＝2d ，则E ＝U AB 2d ＝4E 0qd，选项C 正确，D 错误．10．(2021·河北石家庄二中模拟)(多选)如图所示在两个等量同种负点电荷连线的中垂面上以连线中点O 为圆心的两个同心圆，两圆上有a 、b 、c 、d 四个点，Oac 三点共线，则( BD )A ．a 、c 两点的电场强度方向相同，大小不可能相等B ．a 、b 两点的电势相同C ．将带正电的试探电荷在平面内从b 移到d 点，电场力不做功D ．带正电的试探电荷仅在电场力作用下在此平面内可能做匀速圆周运动解析依照两个等量同种负点电荷电场线特点，a 、c 两点的电场强度方向相同，大小可能相等，选项A 错误；a 、b 两点在同一等势面上，两点的电势相同，选项B 正确；由于b 、d 两点不在同一等势面上，将带正电的试探电荷在平面内从b 移到d 点，电场力做负功，选项C 错误；在中垂面内带正电的试探电荷始终受到方向指向O 点的电场力，在此平面内可能做匀速圆周运动，选项D 正确．11．(2021·广西柳州模拟)(多选)如图甲所示，竖直极板A 、B 之间距离为d 1，电压为U 1，水平极板C 、D 之间距离为d 2，GH 为足够长的荧光屏，到极板C 、D 右侧的距离为L .极板C 、D 之间的电压如图乙所示．在A 板中央有一电子源，能不断产生速率几乎为零的电子．电子经极板A 、B 间电场加速后从极板B 中央的小孔射出，之后沿极板C 、D 的中心线射入极板C 、D 内．已知t ＝0时刻射入C 、D 间的电子经时刻T 恰好能从极板C 的边缘飞出．不计阻力、电子的重力以及电子间的相互作用，下列说法正确的是( AC )A ．电子在荧光屏上形成的亮线长度为d 23B ．保持其他条件不变，只增大d 1，荧光屏上形成的亮线长度变长C ．保持其他条件不变，只增大d 2，荧光屏上形成的亮线长度变短D ．保持其他条件不变，只增大L ，荧光屏上形成的亮线长度变长解析 t ＝0时刻射入C 、D 间的电子，eU 22md 2⎝ ⎛⎭⎪⎫T 22＋eU 2md 2⎝ ⎛⎭⎪⎫T 22＝d 22，则t ＝T2时刻射入C 、D 间的电子，eU 22md 2⎝ ⎛⎭⎪⎫T 22＝d 26，因为电子穿过C 、D 运动的时刻相等，则出电场时竖直方向的速度恒定，所有电子均平行射出电场，故亮线长度为d 22－d 26＝d 23，选项A 正确；若只增大d 1，则电子射入C 、D 间时的速度不变，荧光屏上形成的亮相长度不变，选项B 错误；若增大C 、D间距离为d ′2，则有eU 22md ′2⎝ ⎛⎭⎪⎫T 22＋eU 2md ′2⎝ ⎛⎭⎪⎫T 22＝d 222d ′2和eU 22md ′2⎝ ⎛⎭⎪⎫T 22＝d 226d ′2，d 222d ′2－d 226d ′2＝d 223d ′2<d 23，即荧光屏上形成的亮线长度变短，选项C 正确；因为电子均平行射出电场，故亮线长度与L 无关，选项D 错误．12．(2021·江苏南京模拟)(多选)一个带正电的试探电荷，仅在电场力作用下在x 轴上从－x 1向x 1运动，其速度v 随位置x 变化的图象如图所示，由图象可知( BD )A ．电荷从x ＝－x 1运动到x ＝0的过程做匀减速直线运动B ．从x ＝0到x ＝x 1，电场强度逐步增大C ．在x 轴上，x ＝0处电势最低D ．从x ＝－x 1到x ＝x 1的过程中，电荷的电势能先增大后减小解析速度随着位移逐步减小，但不是匀减速直线运动，选项A 错误；从x ＝0到x ＝x 1，速度与位移成正比，速度的平方对位移求导表示加速度，因此电场强度逐步增大，选项B 正确；从x ＝－x 1到x ＝x 1的过程中，动能先减小后增大，因此电荷的电势能先增大后减小，选项D 正确；在x 轴上，x ＝0处电势最高，选项C 错误．13．(2021·山西重点中学联考)如图所示为一多级加速器模型，一质量为m ＝×10－3kg 、电荷量为q ＝×10－5C 的带正电小球(可视为质点)通过1、2级无初速度地进入第3级加速电场，之后沿位于轴心的光滑浅槽，通过多级加速后从A 点水平抛出，恰好能从MN 板的中心小孔B 垂直金属板进入两板间，A 点在MN 板左端M 点正上方，倾斜平行金属板MN 、PQ 的长度均为L ＝1.0 m ，金属板与水平方向的夹角为θ＝37°，sin 37°＝，cos 37°＝，重力加速度g ＝10 m/s 2.(1)忽略在加速级中带电小球重力的阻碍，求A 点到M 点的高度以及多级加速电场的总电压U ；(2)若该平行金属板间有图示方向的匀强电场，且电场强度大小E ＝100 V/m ，要使带电小球不打在PQ 板上，则两板间的距离d 至少要多长？解析 (1)设小球从A 点到B 点的运动时刻为t 1，小球的初速度为v 0，A 点到M 点的高度为y ，则有v 0gt 1＝tan θ， ① L2cos θ＝v 0t 1，② y －L 2sin θ＝12gt 21，③ 联立①②③并代人数据解得v 0＝ 3 m/s ，y ＝1730 m ．④带电小球在多级加速器加速的过程，依照动能定理有qU ＝12mv 20－0，⑤代人数据解得U ＝ V.(2)进入电场时，以沿板向下为x 轴正方向和垂直于板向下为y 轴正方向建立直角坐标系，将重力正交分解，则沿y 轴方向有F y ＝mg cos θ－qE ＝0，⑥ 沿x 轴方向有F x ＝mg sin θ，⑦故小球进入电场后做类平抛运动，设刚好从P 点离开，则有F x ＝ma ， ⑧L 2＝12at 22， ⑨ d min ＝v 0sin θt 2，○10 联立④⑦⑧⑨⑩并代人数据，解得d min ＝526 m ，即两板间的距离d 至少为526m.答案 (1) V (2)526m14．(2021·四川重点中学联考)如图，将一内壁光滑的绝缘细圆管做成的圆环BDC 固定在竖直面内，圆环的圆心为O ，D 为圆环的最低点，其中∠BOC ＝90°，圆环的半径为R ＝2L ，过OD 的虚线与过BC 的虚线垂直且交于点S ，虚线BC 的上方存在水平向右的范畴足够大的匀强电场．圆心O 的正上方A 点有一质量为m 、带电荷量为－q 的绝缘小球(可视为质点)，其直径略小于圆管内径，AS ＝L .现将该小球无初速度开释，通过一段时刻小球刚好无碰撞地进入圆管中并连续在圆管中运动，重力加速度大小用g 表示．(1)求虚线BC 上方匀强电场的电场强度大小；(2)求当小球运动到圆环的最低点D 时对圆环压力的大小；(3)小球从管口C 离开后，通过一段时刻后落到虚线BC 上的F 点(图中未标出)，则C 、F 两点间的电势差为多大？解析 (1)小球被开释后在重力和电场力的作用下做匀加速直线运动，小球从B 点沿切线方向进入，则现在速度方向与竖直方向的夹角为45°，即加速度方向与竖直方向的夹角为45°，则tan 45°＝mg Eq ，解得E ＝mg q.(2)小球从A 点到D 点的过程中，依照动能定理得 12mv 2D －0＝mg (2L ＋2L )＋EqL ，当小球运动到圆环的最低点D 时，依照牛顿第二定律得F N －mg ＝m v 2DR，联立解得F N ＝3(2＋1)mg ，依照牛顿第三定律得小球运动到圆环的最低点D 时对圆环的压力大小为3(2＋1)mg . (3)小球从A 点到B 点的过程中，依照动能定理得 12mv 2B ＝mgL ＋EqL ，解得v B ＝2gL ，小球从C 点抛出后做类平抛运动，抛出时的速度大小v C ＝v B ＝2gL ，小球的加速度大小g ′＝2g .当小球沿抛出方向和垂直抛出方向的位移相等时，回到虚线BC 上，则有v C t ＝12g ′t 2，解得t ＝22L g，则小球沿虚线BC 方向运动的位移x CF ＝2v C t ＝2×2gL ×22Lg＝8L ，沿着电场线方向电势降低，则C 点与F 点间的电势差为U CF ＝－Ex CF ＝－8mgLq.答案 (1)mg q(2)3(2＋1)mg (3)－8mgLq15．(2021·安徽师大附中模拟)如图所示，在场强大小为E 、方向竖直向上的匀强电场内取一个半径为R 的圆周，圆周所在平面平行于电场方向，O 点为该圆周的圆心，A 点是圆周上的最低点，B 点是圆周上最右侧的点．在A 点有放射源，在圆周所在的平面内沿着垂直电场向右的方向开释出相同的粒子，这些粒子从A 点射出时的初速度大小各不相同，已知粒子的质量为m ，带电荷量为＋q ，不计重力．(1)某一粒子运动轨迹通过圆周上的B 点，求该粒子从A 点射出时的初速度大小； (2)取圆周上的C 点，使OC 连线与OA 夹角为θ，试求出粒子通过C 点时的动能表达式； (3)若第(2)问中的C 点位置满足θ＝60°，则从B 、C 之间穿过圆周的这些粒子中通过圆周时所获得的最大动能和最小动能分别是多少？解析 (1)依照牛顿第二定律得a ＝qE m，水平方向有R ＝v 0t ，竖直方向有R ＝12at 2，联立解得v 0＝qER 2m. (2)水平方向有R sin θ＝v 0t ，竖直方向有R －R cos θ＝12at 2，得v 20＝qER sin 2θ2m 1－cos θ，11 / 11 12v 20＝qER sin 2θ41－cos θ＝qER 1＋cos θ4，通过C 点时的动能 E k ＝Eq (R －R cos θ)＋12mv 20＝14EqR (5－3cos θ)． (3)由(2)中的结论能够看出，当θ从0°变化到180°时，电荷通过圆周时的动能逐步增大，因此穿过C 点的电荷的末动能最小，穿过B 点的电荷的末动能最大 E k C ＝14EqR (5－3cos 60°)＝78EqR ，E k B ＝14EqR (5－3cos 90°)＝54EqR .答案 (1)qER 2m (2)3mv 202qL (3)见解析。

备战2021新高考物理-基础专题-静电场(一)(含解析)

备战2021新高考物理-基础专题-静电场（一）一、单选题1.请用学过的电学知识判断，下列说法中错误的是（）A.制作汽油桶的材料用金属的比用塑料的好B.空气中湿度大时容易被金属门把手电到C.燃气灶中电子点火器的放电电极做成针尖状是利用了尖端放电现象D.带电作业的工人穿上包含金属丝的织物制成的工作服可以起到静电屏蔽的作用2.下列说法中正确的是()A.在电场中，电场强度大的点，电势必定高B.电荷置于电势越高的点，其所具有的电势能也越大C.电场中电场强度大的地方，沿电场线方向电势降落快D.一带电粒子只受电场力作用在电场中运动时，电势能一定变化3.如图所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，根据此图可以作出的判断，错误的是（）A.带电粒子所带电荷的正、负B.带电粒子在a、b两点的受力方向C.带电粒子在a、b两点的加速度何处较大D.带电粒子在a、b两点的速度何处较大4.一不计重力的带电粒子q从A点射入一正点电荷Q的电场中，运动轨迹如图所示，则（）A.粒子q做匀变速曲线运动B.粒子q的加速度先变小后变大C.粒子q的电势能先变小后变大D.粒子q的动能一直变大5.关于电场线，下列说法中正确的是（）A.电场线总是从负电荷出发到正电荷终止的一系列曲线B.电场线上各点的切线方向，表示该点电场强度的方向aC.电场中任何两条电场线可以相交D.电场线是客观存在的6.真空中,在A点放置一的点电荷,则距离A点处的B点和处的C点电场强度小之比为（）A.2:1B.1:2C.1:4D.4:17.如图所示的电场线，可判定（）A.该电场一定是匀强电场B.A点的电势一定低于B点电势C.负电荷放在B点的电势能比A点的电势能大D.负电荷放在B点所受电场力方向向右8.经过探究，某同学发现：点电荷和无限大的接地金属平板间的电场（如图甲所示）与等量异种点电荷之间的电场分布（如图乙所示）完全相同．图丙中点电荷q到MN的距离OA为L，AB是以电荷Q为圆心、L为半径的圆上的一条直径，则B点电场强度的大小是（）A. B. C. D.9.在地面上插入一对电极M、N，将两个电极与直流电源相连，大地中形成恒定电流和恒定电场.恒定电场的基本性质与静电场相同，其电场线分布如图所示，P、Q是电场中的两点.下列说法中正确的是（）A.P点场强比Q点场强大B.P点电势比Q点电势高C.电子在P点的电势能比在Q点的电势能大D.电子沿直线从N到M的过程中所受电场力变大10.如图所示，直角三角形ABC中∠B＝30°，点电荷A、B所带电荷量分别为Q A、Q B，测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，则下列说法正确的是()A.A带正电，Q A∠Q B＝1∠8B.A带负电，Q A∠Q B＝1∠8C.A带正电，Q A∠Q B＝1∠4D.A带负电，Q A∠Q B＝1∠4二、多选题11.如图所示，在平行竖直虚线a与b、b与c，c与d之间分别存在着垂直于虚线的匀强电场、平行于虚线的匀强电场、垂直纸面向里的匀强磁场，虚线d处有一荧光屏大量正离子（初速度和重力均忽略不计）从虚线a上的P孔处进入电场，经过三个场区后有一部分打在荧光屏上。

2021年高三物理第一学期电场力的性质专题训练

高三物理第一学期电场力的性质专题训练注意事项：本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分；共120分．考试时间100分钟．1、答题前；考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的班级、姓名、学号、准考证号等填涂写清楚．第I卷（选择题共31分）一、单项选择题,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确。

(3×5)1．如图9—1所示；在正六边形a、c两个顶点各放一带正电的点电荷；电量的大小都是q1；在b、d两个顶点上；各放一带负电的点电荷；电量的大小都是q2；q1>q2．已知六边形中心0点处的场强可用图中的四条有向线段中的一条来表示；它是哪一条? ( )A．E1B．E2C．E3 D．E42．一负电荷仅受电场力的作用；从电场中的A点运动到B点．在此过程中该电荷作初速度为零的匀加速直线运动；则A、B两点电场强度E A、E B及该电荷在A、B两点的电势能εA、εB之间的关系为 ( ) A．E A=E B；εA =εB B．E A＜E B；εA=εBC．E A=E B；εA＞εB D．E A＜E B；εA＞εB3．如图98所示；在粗糙、绝缘且足够大的水平面上固定着一个带负电荷的点电荷Q．将一个质量为m 带电荷为q的小金属块(金属块可以看成质点)放在水平面上并由静止释放；金属块将在水平面上沿远离Q的方向开始运动．则在金属块运动的整个过程中 ( )A．电场力对金属块做的功等于金属块增加的机械能B．金属块的电势能先减小后增大C．金属块的加速度一直减小D．电场对金属块所做的功一定等于摩擦产生的热4．如图所示；a、b是两个带有同种电荷的小球；用绝缘细线悬挂于同一点；两球静止时；它们距水平地面的高度相等；绳与竖直方向的夹角分别为α；β。

若同时剪断两根细线；空气阻力不计；两球带电量不变；则（）A.两球a、b同时落地B.球a先落地C.球a水平飞行的距离比b球大D.两球a、b水平飞行的距离相等5.绝缘细线上端固定；下端悬挂一个轻质小球a；a的表面镶有铝膜。

高三高考物理《电场的力学性质》专题复习

电场的力学性质1.(2019·浙江名校协作体)如图所示，质量为m 、电荷量为Q 的带电小球A 用绝缘细线悬挂于O 点，另一个带电量也为Q 的带电小球B 固定于O 点的正下方，已知绳长OA 为2l ，O 到B 点的距离为l ，平衡时A 、B 带电小球处于同一高度，已知重力加速度为g ，静电力常量为k .则( )A ．A 、B 间库仑力大小为kQ 2l 2 B ．A 、B 间库仑力大小为2mgC ．细线拉力大小为3mgD ．细线拉力大小为23kQ 29l 22.(2019·赣中南五校联考)如图所示为某一点电荷Q 产生的电场中的一条电场线，A 、B 为电场线上的两点，当电子以某一速度沿电场线由A 运动到B 的过程中，动能增加，则可以判断( )A ．场强大小E A >EB B ．电势φA >φBC ．电场线方向由B 指向AD ．若Q 为负电荷，则Q 在B 点右侧3.(2019·湖北荆州模拟)三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径．球1的带电荷量为q ，球2的带电荷量为nq ，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F .现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F ，方向不变，由此可知 ( ) A ．n ＝3B ．n ＝4C ．n ＝5D ．n ＝64.(2019·黑龙江哈尔滨段考)如图所示，三个完全相同的绝缘金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上， c 球在xOy 坐标系的原点O 上，a 和c 带正电，b 带负电，a 所带电荷量比b 所带电荷量少．关于c 受到a 和b 的静电力的合力方向，下列判断正确的是( )A ．从原点指向第Ⅰ象限B ．从原点指向第Ⅰ象限C ．从原点指向第Ⅰ象限D ．从原点指向第Ⅰ象限5.(2019·陕西渭南教学质量检测)如图所示，在x 轴上放置两正点电荷Q 1、Q 2，当空间存在沿y 轴负向的匀强电场时，y 轴上A 点的场强等于零，已知匀强电场的电场强度大小为E ，两点电荷到A 的距离分别为r 1、 r 2，则在y 轴上与A 点对称的B 点的电场强度大小为( )A ．E B.12E C ．2E D ．4E6.(2019·泉州质检)如图所示，光滑绝缘水平面上两个相同的带电小圆环A 、B ，电荷量均为q ，质量均为m ，用一根光滑绝缘轻绳穿过两个圆环，并系于结点O .在O 处施加一水平恒力F 使A 、B 一起加速运动，轻绳恰好构成一个边长为l 的等边三角形，则( )A ．小环A 的加速度大小为 3kq 2ml 2B ．小环A 的加速度大小为 3kq 23ml 2C ．恒力F 的大小为 3kq 23l 2D ．恒力F 的大小为 3kq 2l27.两个分别带有电荷量－Q 和＋5Q 的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r 的两处，它们间库仑力的大小为F ，两小球相互接触后将其固定距离变为r2，则两球间库仑力的大小为( )A ．5F16B ．F 5C ．4F 5D ．16F 58.(2019·南京模拟)如图所示，在点电荷－q 的电场中，放着一块带有一定电荷量、电荷均匀分布的绝缘矩形薄板，MN 为其对称轴，O 点为几何中心．点电荷－q 与a 、O 、b 之间的距离分别为d 、2d 、3d .已知图中a 点的电场强度为零，则带电薄板在图中b 点产生的电场强度的大小和方向分别为( )A.kqd2，水平向右 B.kqd2，水平向左 C.kq d 2＋kq 9d 2，水平向右 D.kq9d2，水平向右 9. (2019·北京四中模拟)如图所示，在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小E ＝3.0×104 N/C.有一个质量m ＝4.0×10－3 kg 的带电小球，用绝缘轻细线悬挂起来，静止时细线偏离竖直方向的夹角θ＝37°.取g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，不计空气阻力的作用．(1)求小球所带的电荷量及电性；(2)如果将细线轻轻剪断，求细线剪断后，小球运动的加速度大小；(3)从剪断细线开始经过时间t ＝0.20 s ，求这一段时间内小球电势能的变化量．10.(2019·泉州检测)如图所示，一半径为r 的圆环上均匀分布着电荷量为＋Q 的电荷，在垂直于圆环面且过圆心O 的轴线上有A 、B 、C 三个点，C 和O 、O 和A 间的距离均为d ，AB 间距离为2d .在B 点处有一电荷量为＋q 的固定点电荷．已知A 点处的场强为零，k 为静电力常量，求：(1)带电圆环在O点处的场强大小；(2)C点处场强．参考答案1.(2019·浙江名校协作体)如图所示，质量为m 、电荷量为Q 的带电小球A 用绝缘细线悬挂于O 点，另一个带电量也为Q 的带电小球B 固定于O 点的正下方，已知绳长OA 为2l ，O 到B 点的距离为l ，平衡时A 、B 带电小球处于同一高度，已知重力加速度为g ，静电力常量为k .则( )A ．A 、B 间库仑力大小为kQ 2l 2 B ．A 、B 间库仑力大小为2mgC ．细线拉力大小为3mgD ．细线拉力大小为23kQ 29l 2【答案】D【解析】根据题述和图中几何关系，A 、B 间的距离为r ＝3l ，根据库仑定律，可得库仑力大小为F ＝k Q 2r 2＝k Q 23l 2，选项A 错误；对小球A 受力分析，受到竖直向下的重力mg ，水平向右的库仑力F ，细线的拉力T ，由mg ∶F ＝1∶3，可得A 、B 间库仑力大小为F ＝3mg ，选项B 错误；由mg ∶T ＝1∶2，可得细线拉力大小为T ＝2mg ，选项C 错误；由T ∶F ＝2∶3，F ＝k Q 23l 2可得细线拉力大小为T ＝23kQ 29l 2，选项D 正确．2.(2019·赣中南五校联考)如图所示为某一点电荷Q 产生的电场中的一条电场线，A 、B 为电场线上的两点，当电子以某一速度沿电场线由A 运动到B 的过程中，动能增加，则可以判断( )A ．场强大小E A >EB B ．电势φA >φBC ．电场线方向由B 指向AD ．若Q 为负电荷，则Q 在B 点右侧【解析】由于电子以某一速度沿电场线由A 运动到B 的过程中，动能增加，故电子所受的电场力方向与速度方向一致，由A 指向B (即水平向右)，电子带负电所受电场力与场强方向相反，故场强方向由B 指向A 即电场线方向由B 指向A .根据沿着电场线方向电势逐渐降低可知，φA <φB ，选项B 错误，C 正确；结合点电荷周围电场线的分布特点可知该点电荷可以是正电荷且处在B 的右侧，也可以是负电荷且处在A 点的左侧．若点电荷为负电荷则有E A >E B ，若点电荷为正电荷则有E A <E B ，选项A 、D 均错误．3.(2019·湖北荆州模拟)三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径．球1的带电荷量为q ，球2的带电荷量为nq ，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F .现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F ，方向不变，由此可知 ( ) A ．n ＝3 B ．n ＝4 C ．n ＝5 D ．n ＝6【答案】D【解析】设球1、2距离为r ，则F ＝k nq 2r 2，球3与球2接触后，它们的电荷量均为nq2，再将球3与球1接触后，它们的电荷量均为(2)4n q+，最后F ＝22(2)8n n q k r +，由以上两式得n ＝6，选项D 正确． 4.(2019·黑龙江哈尔滨段考)如图所示，三个完全相同的绝缘金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上， c 球在xOy 坐标系的原点O 上，a 和c 带正电，b 带负电，a 所带电荷量比b 所带电荷量少．关于c 受到a 和b 的静电力的合力方向，下列判断正确的是( )A ．从原点指向第Ⅰ象限B ．从原点指向第Ⅰ象限C ．从原点指向第Ⅰ象限D ．从原点指向第Ⅰ象限【解析】如图所示，a 对c 的静电力为F 1，为斥力，沿ac 方向；b 对c 的静电力为F 2，为引力，沿cb 方向，若F 1＝F 2，则合力指向x 轴正方向．由于F 1<F 2，根据力的合成可知，c 所受合力的方向为从原点指向第Ⅰ象限，D 正确． 5.(2019·陕西渭南教学质量检测)如图所示，在x 轴上放置两正点电荷Q 1、Q 2，当空间存在沿y 轴负向的匀强电场时，y 轴上A 点的场强等于零，已知匀强电场的电场强度大小为E ，两点电荷到A 的距离分别为r 1、 r 2，则在y 轴上与A 点对称的B 点的电场强度大小为( )A ．E B.12E C ．2E D ．4E【答案】C【解析】A 点场强为零，说明两点电荷在A 点的合场强与匀强电场的场强等大反向，即竖直向上，大小为E ，根据对称性，两点电荷在B 处产生的合场强竖直向下，大小为E ，所以B 点的场强大小为2E ，方向竖直向下，C 正确． 6.(2019·泉州质检)如图所示，光滑绝缘水平面上两个相同的带电小圆环A 、B ，电荷量均为q ，质量均为m ，用一根光滑绝缘轻绳穿过两个圆环，并系于结点O .在O 处施加一水平恒力F 使A 、B 一起加速运动，轻绳恰好构成一个边长为l 的等边三角形，则( )A ．小环A 的加速度大小为 3kq 2ml 2B ．小环A 的加速度大小为 3kq 23ml 2C ．恒力F 的大小为 3kq 23l 2D ．恒力F 的大小为 3kq 2l 2【答案】B【解析】.设轻绳的拉力为T ，则对A ：T ＋T cos 60°＝k q 2l 2；T cos 30°＝ma A ，联立解得：a A ＝3kq 23ml 2，选项B 正确，A错误；恒力F 的大小为F ＝2T cos 30°＝3T ＝2kq 23l2，选项C 、D 错误．7.两个分别带有电荷量－Q 和＋5Q 的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r 的两处，它们间库仑力的大小为F ，两小球相互接触后将其固定距离变为r2，则两球间库仑力的大小为( )A ．5F16B ．F5C ．4F 5D ．16F 5【答案】D【解析】.两球相距r 时，根据库仑定律F ＝k Q ·5Q r 2，两球接触后，带电荷量均为2Q ，则F ′＝k 2Q ·2Q⎝⎛⎭⎫r22，由以上两式可解得F ′＝16F5，D 正确．8.(2019·南京模拟)如图所示，在点电荷－q 的电场中，放着一块带有一定电荷量、电荷均匀分布的绝缘矩形薄板，MN 为其对称轴，O 点为几何中心．点电荷－q 与a 、O 、b 之间的距离分别为d 、2d 、3d .已知图中a 点的电场强度为零，则带电薄板在图中b 点产生的电场强度的大小和方向分别为( )A.kqd2，水平向右 B.kqd2，水平向左 C.kq d 2＋kq 9d 2，水平向右 D.kq9d 2，水平向右【答案】A【解析】薄板在a 点的场强与点电荷－q 在a 点的场强等大反向，故大小为E a ＝E 点＝kq d 2，水平向左，由对称性可知，薄板在b 点的场强大小E b ＝E a ＝kqd2，方向水平向右，选项A 正确．9. (2019·北京四中模拟)如图所示，在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小E ＝3.0×104 N/C.有一个质量m ＝4.0×10－3 kg 的带电小球，用绝缘轻细线悬挂起来，静止时细线偏离竖直方向的夹角θ＝37°.取g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，不计空气阻力的作用．(1)求小球所带的电荷量及电性；(2)如果将细线轻轻剪断，求细线剪断后，小球运动的加速度大小；(3)从剪断细线开始经过时间t ＝0.20 s ，求这一段时间内小球电势能的变化量．【答案】(1)1.0×10－6 C 正电荷(2)12.5 m/s 2(3)减少了4.5×10－3 J【解析】(1)小球受到重力mg 、电场力F 和绳的拉力T 的作用，由共点力平衡条件 F ＝qE ＝mg tan θ解得q ＝mg tan θE＝1.0×10－6 C电场力的方向与电场强度的方向相同，故小球所带电荷为正电荷． (2)剪断细线后，小球做匀加速直线运动，设其加速度为a ，由牛顿第二定律mgcos θ＝ma 解得a ＝gcos θ＝12.5 m/s 2.(3)在t ＝0.20 s 的时间内，小球的位移为 l ＝12at 2＝0.25 m 小球运动过程中，电场力做的功 W ＝qEl sin θ＝mgl sin θtan θ＝4.5×10－3 J 所以小球电势能的变化量(减少量) ΔE p ＝4.5×10－3 J.10.(2019·泉州检测)如图所示，一半径为r 的圆环上均匀分布着电荷量为＋Q 的电荷，在垂直于圆环面且过圆心O 的轴线上有A 、B 、C 三个点，C 和O 、O 和A 间的距离均为d ，AB 间距离为2d .在B 点处有一电荷量为＋q 的固定点电荷．已知A 点处的场强为零，k 为静电力常量，求：(1)带电圆环在O 点处的场强大小； (2)C 点处场强．【答案】(1)0 (2)5kq16d2，方向沿OC 向外【解析】(1)圆环上关于圆心对称的两小段圆弧上的电荷在O 点处产生的场强大小相等、方向相反，其合场强为零，则带电圆环在O 点处的场强为EO ＝0.(2)A 点处的场强为零，根据电场叠加原理知，带电圆环和B 点处点电荷在A 点处产生的场强大小均为 E BA ＝kq（2d ）2、两者方向相反根据对称性可知带电圆环在C 点处产生的场强大小为 E C 1＝kq（2d ）2、方向沿OC 向外B 处点电荷在C 点处产生的场强大小为E C 2＝kq （4d ）2、方向沿OC 向外，则C 点处场强E ＝E C 1＋E C 2，解得E ＝5kq16d 2、方向沿OC 向外．。

高三新物理第一轮复习单元测试--静电场附答案

高三新物理第一轮复习单元测试--静电场说明：本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共150分；答题时间120分钟.第Ⅰ卷（选择题，共40分）一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分.在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）1．某电场的分布如图所示，带箭头的实线为电场线，虚线为等势面.A、B、C三点的电场强度分别为E A、E B、E C，电势分别为，关于这三点的电场强度和电势的关系，以下判断正确的是（）A．E A<E B，=B．E A>E B，>C．E A>E B，<D．E A=E C，=2．如图所示，在直线MN上有一个点电荷，A、B是直线MN上的两点，两点的间距为L，场强大小分别为E和2E.则（）A．该点电荷一定在A点的右侧B．该点电荷一定在A点的左侧C．A点场强方向一定沿直线向左D．A点的电势一定低于B点的电势3．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4．电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，下列说法正确的是（）A．铜丝编织的衣服不易拉破B．电工被铜丝衣服所包裹，使体内电势为零C．电工被铜丝衣服所包裹，使体内场强为零D．铜丝电阻小，能对人体起到保护作用5．如图所示，沿水平方向放置的平行金属板a和b，分别与电源的正、负极相连，两板的中央沿竖直方向各有一个小孔，今有一个带正电的液滴，自小孔的正上方的P 点由静止自由落下，先后穿过两个小孔后的速度为v1.若使a板不动，若保持电键K断开或闭合，b板向上或向下平移一小段距离，相同的液滴仍然从P点由静止自由落下，先后穿过两个小孔后的速度为v2，在不计空气阻力的情况下，下列说法正确的是（）A．若电键K保持闭合，向下移动b板，则v2>v1B．若电键K闭合一段时间后再断开，向下移动b板，则v2>v1C．若电键K保持闭合，无论向上或向下移动b板，则v2=v1D．若电键K闭合一段时间后再断开，无论向上或向下移动b板，则v2<v16．如图所示，在O点放置正点电荷Q，a、b两点的连线过O点，且Oa=ab，以下说法正确的是（）A．将质子从a点由静止释放，质子向b做匀加速运动B．将质子从a点由静止释放，质子运动到b的速率为v，则将粒子从a点由静止释放后运动到b点的速率为C．若电子以Oa为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为v，则电子以Ob为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为2vD．若电子以Oa为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为v，则电子以Ob为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为7．如图所示，AB、CD为一圆的两条直径，且相互垂直，O点为圆心.空间存在一未知静电场，场强方向与圆周所在平面平行.现有一电子，在电场力作用下（重力不计），先从A点运动到C点，动能减少了W；又从C点运动到B点，动能增加了W，那么关于此空间存在的静电场可能是（）A．方向垂直于AB并由O指向C的匀强电场B．方向垂直于AB并由C指向O的匀强电场C．位于O点的正点电荷形成的电场D．位于D点的正点电荷形成的电场8．如图所示，平行金属板内有一匀强电场，一个电量为、质量为的带电粒子（不计重力）以从A点水平射入电场，且刚好以速度从B点射出.则（）①若该粒子以速度从B点射入，则它刚好以速度从A点射出②若将的反粒子以从B点射入，它将刚好以速度从A点射出③若将的反粒子以从B点射入，它将刚好以速度从A点射出④若该粒子以从B点射入电场，它将从A点射出A．只有①③正确B．只有②④正确C．只有①②正确D．只有③④正确9．如图所示，a、b两个带电小球，质量分别为、，用绝缘细线悬挂，两球静止时，它们距水平地面的高度均为h（h足够大），绳与竖直方向的夹角分别为和（），若剪断细线Oc，空气阻力不计，两球电量不变，重力加速度取g，则（）A．a球先落地，b球后落地B．落地时，a、b水平速度相等，且向右C．整个运动过程中，a、b系统的电势能增加D．落地时，a、b两球的动能和为10．如图所示，有三个质量相等、分别带正电、负电和不带电的粒子从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度先后射入电场中，最后分别打在正极板的C、B、A处，则（）A．三种粒子在电场中运动时间相同B．三种粒子在电场中的加速度为C．三种粒子到达正极板时动能D．落在C处的粒子带正电，落在B处的粒子不带电，落在A处的粒子带负电第Ⅱ卷（非选择题，共110分）二、本题共2小题，共20分，把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答. 11．（8分）（1）在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验中，给出下列器材，应选用的是__________（用字母表示）A．6V的交流电源B．6V的直流电源C．100V的直流电源D．量程为0.5V，零刻度在中央的电压表E．量程为300μA，零刻度在中央的电流表11题（2）图（2）该实验装置如图所示，如果以a、b两个电极的连线为x轴，以a、b 连线的中垂线为y轴，并将一个探针固定于y轴上的某一点，合上开关S，而将另一探针由O点左侧沿x轴正方向移到O点右侧的过程中，灵敏电流表G的指针与零刻度夹角的变化情况是_________.A．逐渐增大B．逐渐减小C．先变大后变小D．先变小后变大12．（12分）某研究性学习小组设计了以下方法来测量物体的带电量.如图所示的小球是一个外表面镀有金属膜的空心塑料球，用绝缘丝线悬挂于O点，O 点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度的量角器，M、N是两块相同的、正对着平行放置的金属板（加上电压后其内部电场可看作匀强电场）.另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、直流电流表、开关、滑动变阻器及导线若干.该小组的实验步骤如下，请你帮助该小组完成：（1）用天平测出小球的质量，按上图所示进行器材的安装，并用刻度尺测出M、N板之间的距离，使小球带上一定的电量.（2）连接电路（请在图中的虚线框中画出实验所用的电路图，电源、开关已经画出）.（3）闭合开关，调节滑动变阻器滑片的位置，读出多组相应的电压表的示数和丝线的偏转角度.（4）以电压为纵坐标，以__________为横坐标作出过原点的直线，求出直线的斜率.（5）小球的带电量=__________________.（用、、等物理量表示）三、本题共6小题，共90分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.13．（14分）有一个点电荷Q的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m.已知放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷所带电荷量大小的关系如图中直线A、B所示，放在A点的电荷带正电，放在B 点的电荷带负电.求：（1）B点的电场强度的大小和方向；（2）试判断点电荷Q的电性，并确定点电荷Q的位置坐标.14．（14分）如图所示（a），一条长为3L的绝缘丝线穿过两个质量都是m的小金属环A和B，将丝线的两端共同系于天花板上的O点，使金属环带电后，便因排斥而使丝线构成一个等边三角形，此时两环恰处于同一水平线上，若不计环与线间的摩擦，求金属环所带电量是多少？某同学在解答这道题时的过程如下：设电量为q，小环受到三个力的作用，拉力T、重力mg和库仑力F，受力分析如图b，由受力平衡知识得，=mg tan30°，.你认为他的解答是否正确？如果不正确，请给出你的解答？15．（14分）如图所示，空间存在着强度E=2.5×102N/C方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长为L=0.5m的绝缘细线，一端固定在O点，一端拴着质量m=0.5kg、电荷量q=4×10－2C的小球.现将细线拉直到水平位置，使小球由静止释放，当小球运动最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂.取g=10m/s2.求：（1）小球的电性；（2）细线能承受的最大拉力；（3）当小球继续运动后与O点水平方向距离为L时，小球距O点的高度.16．（16分）如图所示，一个带电量为的油滴，从O点以速度射入匀强电场中，的方向与电场方向成角.已知油滴的质量为，测得油滴到达运动轨迹的最高点时，它的速度大小又为.求：（1）最高点的位置可能在O点正上方的哪一侧？（2）最高点处（设为N）与O点的电势差.（3）电场强度.17．（16分）如图所示，在水平向左的匀强电场中，一带电小球用绝缘轻绳（不伸缩）悬于O点，平衡时小球位于A点，此时绳于竖直方向的夹角θ=53°，绳长为L，B、C、D到O点的距离为L，BD水平，OC竖直.（1）将小球移到B点，给小球一竖直向下的初速度v B，小球到达悬点正下方时绳中拉力恰等于小球重力，求v B．（2）当小球移到D点后，让小球由静止自由释放，求：小球经悬点O正下方时的速率.（计算结果可保留根号，取sin53°=0.8）18．（16分）如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点。

高考物理第一轮专题复习针对训练《电场》word含答案解析

高考物理第一轮专题复习针对训练电场一、选择题在电场中，下列说法正确的是（） A ．某点的电场强度大，该点的电势一定高 B ．某点的电势高，试探电荷在该点的电势能一定大 C ．某点的场强为零，试探电荷在该点的电势能一定为零 D ．某点的电势为零，试探电荷在该点的电势能一定为零如图所示，空间有两个等量的正点电荷，a 、b 两点在其连线的中垂线上，则下列说法一定正确的是（）A ．场强 a b E E >B ．场强 abE E <C ．电势 a b ϕϕ>D ．电势 a b ϕϕ<如图所示，三块平行放置的带电金属薄板 A 、 B 、 C 中央各有一小孔，小孔分别位于 O 、 M 、 P 点.由 O 点静止释放的电子恰好能运动到 P 点.现将 C 板向右平移到 P'点，则由 O点静止释放的电子(A)运动到 P 点返回(B)运动到 P 和 P'点之间返回(C)运动到P'点返回(D)穿过P'点一个正点电荷Q静止在正方形的一个顶点上，另一个带电质点q射入该区域时，仅受电场力的作用，恰好能依次经过正方形的另外三个顶点a、b、c，如图所示，则有（）A．质点由a到c电势能先减小后增大B．质点在a、b、c三处的加速度大小之比是1：2：1C．a、b、c三点电势高低及电场强度大小的关系是φa=φc＞φb，E a=E c=2E bD．若改变带电质点q在a处的速度大小和方向，则质点q可能做类平抛运动a、b两个带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为＋3q和－q，两球间用绝缘细线连接，a球又用长度相同的绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在的空间有方向向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧，则平衡时可能位置是( )套有三个带电小球的圆环放在水平面桌面上（不计一切摩擦），小球的电荷量保持不变，整个装置平衡后，三个小球的一种可能位置如图所示．三个小球构成一个锐角三角形，三角形的边长大小关系是AB>AC>BC，可以判断图中（）A．三个小球电荷量的代数和可能为0B．三个小球一定带同种电荷C．三个小球所受环的弹力大小为F A>F C>F BD．三个小球带电荷量的大小为Q A>Q C>Q B一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。

高三物理备考一轮总复习—电场能的性质必刷题 Word版含解析

2023届高三物理高考备考一轮总复习—电场能的性质必刷题一、单选题（共7题）1．如图，A、B、C三点在匀强电场中，AC⊥BC，⊥CAB=37°，BC=20cm，把一个电量q= 1×10-5C的正电荷从A移到B，电场力不做功；从B移到C，电场力做功为-8×10-3J，则该匀强电场的场强大小和方向是（）A．866V/m，垂直AC向上B．866V/m，垂直AC向下C．5000V/m，垂直AB斜向上D．5000V/m，垂直AB斜向下2．如图甲所示，有一固定的正点电荷N，其右侧距离为L处竖直放置一内壁光滑的绝缘圆筒，圆筒内有一带电小球。

将小球从H0高处由静止释放，至小球下落到与N同一水平面的过程中，其动能E k随高度H（设小球与点电荷N的竖直高度差为H）的变化曲线如图乙所示。

下列说法正确的是（）A．带电小球在整个运动过程中，小球的机械能先增大后减小B．带电小球在高度H0~H1之间运动过程中，电势能减小C．带电小球在高度H1~H2之间运动过程中，机械能减小D．带电小球在H1和H2两个位置受到的库仑力都等于重力3．下列关于一些物理量方向的判断正确的是（）A．等势线的方向可以与电场线平行B．带电粒子所受洛伦兹力的方向一定与磁场方向垂直C．带电体所受电场力的方向一定与电场方向垂直D．通电直导线产生的磁场方向可以与电流方向平行4．如图所示，在M、N处固定着两个等量异种点电荷，在它们的连线上有A、B两点，已知MA=AB=BN。

下列说法正确的是（）A．负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能B．A、B两点电势相等C．A、B两点场强相同D．将一正电荷从A点移到B点，电场力做负功5．如图所示，水平线上的O点放置一点电荷，图中画出了电荷周围对称分布的几条电场线，以水平线上的某点O′为圆心，画一个圆，与电场线分别相交于a、b、c、d、e，则下列说法正确的是（）A．b、e两点的电场强度相同B．b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差C．a点电势高于c点电势D．电子在d点的电势能大于在b点的电势能6．一带正电的粒子仅在电场力的作用下沿一圆弧从M点运动到N点，图中的两条直线是两条电场线，下列说法正确的是（）A．M点的电场强度一定小于N点的电场强度B．M点的电势一定小于N点的电势C．若该电场是点电荷产生的，则点电荷一定带负电D．若该电场是点电荷产生的，则点电荷一定带正电7．如图所示，在纸面内有一直角三角形ABC，P1是AB的中点，P2是AP1的中点，BC =2cm，⊥A=30°。

2021届高三物理一轮复习电磁学静电场电势能利用功能关系计算电场力做的功及电势能的变化专题【有答案】

2021届高三物理一轮复习电磁学静电场电势能利用功能关系计算电场力做的功及电势能的变化专题练习一、填空题1．现有一个极板间距离为2mm的平行板电容器，当带电荷量为2.0×10﹣5C时，两极板间的电压为10V，则电容器的电容是__F，现将一带电荷量为+4.0×10﹣8C的点电荷从电容器正极板移到负极板，电场力做功是__J．2．如图所示，匀强电场电场线与AC平行，把1×10－8 C的负电荷从A点移到B点，电场力做功6×10－8 J，AB长6 cm。

AB与AC成60°角。

则场强方向为____指向_____ 。

B处电势为1 V，则A处电势为_____V，电子在A处的电势能为_______eV。

3．如图所示，把电荷量为5×10-9 C的正电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）．若A点电势为10V，B点电势为18V，则此过程中，电场力做功为_______J．4．如图所示，在场强为E的匀强电场中有相距为L的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点，若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功W1＝________；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做的功W2＝________；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做功W3＝______.由此可知电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是________．5．把负电荷q=5×10−5C 从无穷远处移到电场中A 点，克服电场力做功4.0×10−6J ，再把q从A点移到B 点,电场力对电荷做1×10−4J 的功，A点电势为________V，B 点电势为__________V。

6．如图，倾角为θ的光滑绝缘斜面底端固定一带电量为﹢Q的物体A，另一带电量为﹢q、质量为m的物块沿斜面从B点由静止开始运动到C点．若B、C两点间的电势差为U，则物块从B运动到C的过程中电势能的变化量为_______；若物块运动到C点时速度恰好达到最大，则AC间的距离应为________．7．如果把电荷量81.010C q -=⨯的电荷从无限远移到电场中的A 点，需要克服静电力做功41.210J -⨯，则q 在A 点的电势能为__________J ，A 点的电势为__________V ．8．如图所示，在正点电荷Q 的电场中有a 、b 两点，它们到点电荷Q 的距离12r r <，则φa ______φb（填“＜”、“＝”、“＞”），将一负电荷放在a 、b 两点，E p a ______E p b （填“＜”、“＝”、“＞”），若a 、b 两点间的电势差为100V ，将二价负离子由a 点移到b 点克服电场力做功______。

第10章-静电场-1作业答案

§10.2 电场电场强度一．选择题和填空题1. 下列几个说法中哪一个是正确的？（A ）电场中某点场强的方向，就是将点电荷放在该点所受电场力的方向.（B ）在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的场强处处相同．(C) 场强可由q F E / =定出，其中q 为试验电荷，q 可正、可负，F为试验电荷所受的电场力．(D) 以上说法都不正确． [ C ]2. 如图所示，在坐标(a ，0)处放置一点电荷+q ，在坐标(-a ，0)处放置另一点电荷－q ．P 点是x 轴上的一点，坐标为(x ，0)．当x >>a 时，该点场强的大小为：(A)x q 04επ． (B) 30xqaεπ． (C) 302x qaεπ．(D)204x qεπ． [ B ]3. 两个平行的“无限大”均匀带电平面，其电荷面密度分别为＋和＋2，如图所示，则A 、B 、C 三个区域的电场强度分别为：E A ＝－3/ (20)_，E B ＝_－ / (2) ，E C ＝_3 / (2)_ (设方向向右为正)．4. 一半径为R 的带有一缺口的细圆环，缺口长度为d (d<<R)环上均匀带有正电，电荷为q ，如图所示．则圆心O 处的场强大小E ＝()30220824R qdd R R qd εεπ≈-ππ，场强方向为_____从O 点指向缺口中心点_________________．二．计算题1. 如图所示，真空中一长为L 的均匀带电细直杆，总电荷为q ，试求在直杆延长线上距杆的一端距离为d 的P 点的电场强度．１、解：设杆的左端为坐标原点O ，x 轴沿直杆方向．带电直杆的电荷线密度为=q / L ，在x 处取一电荷元d q = d x = q d x / L ，它在P 点的场强： ()204d d x d L q E -+π=ε()204d x d L L x q -+π=ε 总场强为 ⎰+π=Lx d L x L q E 020)(d 4－ε()d L d q +π=04ε 方向沿x 轴，即杆的延长线方向．Ox-a -q+q +ax P (x ,0)y+σ +2σA B CR OqLd PＰL d d q x (L+d －x )d ExO2．一环形薄片由细绳悬吊着，环的外半径为R ，内半径为R /2，并有电荷Q 均匀分布在环面上．细绳长3R ，也有电荷Q 均匀分布在绳上，如图所示,试求圆环中心O 处的电场强度(圆环中心在细绳延长线上)．解：先计算细绳上的电荷在O 点产生的场强．选细绳顶端作坐标原点O ，x 轴向下为正．在x 处取一电荷元 d q = d x = Q d x /(3R ) 它在环心处的场强为 ()20144d d x R qE -π=ε ()20412d x R R xQ -π=ε 整个细绳上的电荷在环心处的场强()203020116412R Qx R dx R Q E R εεπ=-π=⎰圆环上的电荷分布对环心对称，它在环心处的场强E 2=0由此，合场强 i R Qi E E20116επ==方向竖直向下．三．理论推导与证明题一半径为R 的均匀带电圆环，总电荷为Q . 选x 轴沿圆环轴线, 原点在环心. 证明其轴线上任一点的场强为:()2/32204xR QxE +=πε 并说明在什么条件下, 带电圆环可作为点电荷处理.证：选环心作原点，x 轴沿圆环轴线方向，y 、z 轴如图所示．在环上任取一电荷元d q =(Q d ) / (2)，设P 点位于x 处，从电荷元d q 到P 点的矢径为r，它在P 点产生的场强为r r Q r r q E ˆ8d ˆ4d d 20220εθεπ=π=r ˆ为矢径r 方向上的单位矢量．d E 沿x 轴的分量为 d E x =d E cos 为矢径r 与x 轴正向夹角)由对称性容易证明 E y =0 E z =0 因而有 E =E x 20202024cos d 8cos r Q r Q εφθεθππ=π=⎰O R 3RR /2 E 1x R3R x xP x φR z d q θ d θ y rE d()2/32204xR Qx+π=ε当x >>R 时，可得 E ≈Q / (40x 2)这相当于一个位于原点O 的带电量为Q 的点电荷在P 点产生的场强．§10.3 电通量高斯定理一. 选择题和填空题 1.一电场强度为E 的均匀电场，E的方向与沿x 轴正向，如图所示．则通过图中一半径为R 的半球面的电场强度通量为(A) R 2E ． (B) R 2E / 2． (C) 2R 2E ． (D) 0． [ D ]2. 两个同心均匀带电球面，半径分别为R a 和R b (R a ＜R b ), 所带电荷分别为Q a 和Q b ．设某点与球心相距r ，当R a ＜r ＜R b 时，该点的电场强度的大小为： (A)2041r Q Q b a +⋅πε． (B) 2041rQ Q ba -⋅πε． (C)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅π22041b b a R Q r Q ε．(D)2041r Q a⋅πε． [ D ] 3. 根据高斯定理的数学表达式⎰∑⋅=Sq S E 0/d ε可知下述各种说法中，正确的是：(A) 闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强一定为零． (B) 闭合面内的电荷代数和不为零时，闭合面上各点场强一定处处不为零． (C) 闭合面内的电荷代数和为零时，闭合面上各点场强不一定处处为零． (D) 闭合面上各点场强均为零时，闭合面内一定处处无电荷． [ C ] 4. 图示为一具有球对称性分布的静电场的E ～r 关系曲线．请指出该静电场是由下列哪种带电体产生的． (A) 半径为R 的均匀带电球面． (B) 半径为R 的均匀带电球体． (C) 半径为R 的、电荷体密度为＝A r (A 为常数)的非均匀带电球体． (D) 半径为R 的、电荷体密度为＝A/r (A 为常数)的非均匀带电球体． [ B ]5. 如图所示，在边长为a 的正方形平面的中垂线上，距中心O点a /2处，有一电荷为q 的正点电荷，则通过该平面的电场强度通量为q/(6) ．xOEOR rE E ∝1/r 2a qa/2O6. 一半径为R 的均匀带电球面，其电荷面密度为．该球面内、外的场强分布为(r表示从球心引出的矢径)：()r E ＝ 0 (r <R )， ()r E ＝0202302ˆr rR r r R εσεσ= (r >R )． 7. 有一个球形的橡皮膜气球，电荷q 均匀地分布在表面上，在此气球被吹大的过程中，被气球表面掠过的点(该点与球中心距离为r )，其电场强度的大小将由204r q επ变为__0．二. 计算题1.一半径为R 的带电球体，其电荷体密度分布为=Ar (r ≤R ) ， =0 (r ＞R )A 为一常量．试求球体内外的场强分布．解：在球内取半径为r 、厚为d r 的薄球壳，该壳内所包含的电荷为r r Ar V q d 4d d 2π⋅==ρ在半径为r 的球面内包含的总电荷为403d 4Ar r Ar dV q rVπ=π==⎰⎰ρ (r ≤R)以该球面为高斯面，按高斯定理有 0421/4εAr r E π=π⋅ 得到()0214/εAr E =， (r ≤R )方向沿径向，A >0时向外, A <0时向里．在球体外作一半径为r 的同心高斯球面，按高斯定理有 0422/4εAR r E π=π⋅ 得到 ()20424/r AR E ε=， (r >R ) 方向沿径向，A >0时向外，A <0时向里．2. 两个带有等量异号电荷的无限长同轴圆柱面，半径分别为1R 和2R （21R R <），单位长度上的电荷为λ。

2023届高考一轮复习检测题：静电场(含答案)

静电场检测题一、单选题1.如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹．粒子先经过M 点，再经过N 点，以下说法正确的是( )A ．粒子在N 点的加速度大于在M 点的加速度B ．该带电粒子应该带负电C ．M 点的电势低于N 点的电势D ．粒子在M 点的电势能小于在N 点的电势能2.如图所示，a 、b 、c 、d 、e 、f 是以O 为球心的球面上的点，平面aecf 与平面bedf 垂直，分别在b 、d 两点处放有等量同种点电荷＋Q ，取无穷远处电势为零，则下列说法正确的是( )A ．a 、e 、c 、f 四点电场强度相同B ．a 、e 、c 、f 四点电势不同C ．电子沿球面曲线a →e →c 运动过程中，电场力先做正功后做负功D ．电子沿直线由a →O →c 运动过程中，电势能先减少后增加3.如图所示，在空间中存在竖直向上的匀强电场，质量为m 、电荷量为＋q 的物块从A 点由静止开始下落，加速度为13g ，下落高度H 到B 点后与一轻弹簧接触，又下落 h 后到达最低点C ，整个过程中不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g ，则带电物块在由A 点运动到C 点过程中，下列说法正确的是( )A ．该匀强电场的电场强度为mg3qB ．带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为mg (H ＋h )3C ．带电物块电势能的增加量为mg (H ＋h )D ．弹簧的弹性势能的增加量为mg (H ＋h )34.直角坐标系xOy 中，M 、N 两点位于x 轴上，G 、H 两点坐标如图所示．M 、N 两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q 的正点电荷置于O 点时，G 点处的电场强度恰好为零．静电力常量用k 表示．若将该正点电荷移到G 点，则H 点处场强的大小和方向分别为( )A.3kQ4a 2，沿y 轴正向 B.3kQ4a 2，沿y 轴负向 C.5kQ4a2，沿y 轴正向 D.5kQ4a2，沿y 轴负向 5.竖直平面内有一匀强电场，电场方向与x 轴负方向成37°角，x 轴上各点的电势随坐标x 的变化规律如图所示．现有一带负电小球以初速度0.5 m/s 从x ＝－1 cm 的P 处沿直线运动到x ＝2 cm 的Q 处，已知小球的质量为3×10－4 kg ，取g ＝10 m/s 2，则( )A ．匀强电场的场强大小为400 V/mB ．带电小球的电荷量大小为1×10－5 CC ．带电小球从P 点运动到Q 点的过程中的加速度大小为40 m/s 2D ．带电小球运动到Q 点时动能可能为06.如图甲所示，一带正电的小球用绝缘细线悬挂在竖直向上的、范围足够大的匀强电场中，某时刻剪断细线，小球开始向下运动，通过传感器得到小球的加速度随下行速度变化的图象如图乙所示．已知小球质量为m ，重力加速度为g ，空气阻力不能忽略．下列说法正确的是( )A ．小球运动的速度一直增大B ．小球先做匀加速运动后做匀速运动C ．小球刚开始运动时的加速度大小a 0＝gD ．小球运动过程中受到的空气阻力与速度大小成正比7.如图所示，矩形区域ABCD 内存在竖直向下的匀强电场，两个带正电的粒子a 和b 以相同的水平速度射入电场，粒子a 由顶点A 射入，从BC 的中点P 射出，粒子b 由AB 的中点O 射入，从顶点C 射出．若不计重力，则a 和b 的比荷(带电荷量与质量的比值)之比是( )A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶8D ．8∶18.如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m 的带电小球，以初速度v 从M 点竖直向上运动，通过N 点时，速度大小为2v ，方向与电场方向相反，则小球从M 运动到N 的过程( )A ．动能增加12m v 2B ．机械能增加2m v 2C ．重力势能增加32m v 2D ．电势能增加2m v 29.如图甲所示，两水平平行金属板A 、B 间距为d ，在两板右侧装有荧光屏MN (绝缘)，O 为其中点．在两板A 、B 上加上如图乙所示的电压，电压最大值为U 0.现有一束带正电的离子(比荷为k )，从两板左侧中点以水平初速度v 0连续不断地射入两板间的电场中，所有离子均能打到荧光屏MN 上，已知金属板长L ＝2v 0t 0，忽略离子间相互作用和荧光屏MN 的影响，则在荧光屏上出现亮线的长度为( )A ．kdU 0t 02B.kU 0t 022dC.kU 0t 02dD.3kU 0t 022d二．多选题10.如图所示，把A 、B 两个相同的导电小球分别用长为0.10 m 的绝缘细线悬挂于O A 和O B 两点．用丝绸摩擦过的玻璃棒与A 球接触，棒移开后将悬点O B 移到O A 点固定．两球接触后分开，平衡时距离为0.12 m ．已测得每个小球质量是8.0×10－4 kg ，带电小球可视为点电荷，重力加速度g ＝10 m/s 2，静电力常量k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，则( )A ．两球所带电荷量相等B ．A 球所受的电场力为1.0×10－2 N C ．B 球所带的电荷量为46×10－8 C D ．A 、B 两球连线中点处的电场强度为011.电场线能直观、方便地反映电场的分布情况．如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线，图乙是电场中的一些点；O 是电荷连线的中点，E 、F 是连线中垂线上关于O 对称的两点，B 、C 和A 、D 是两电荷连线上关于O 对称的两点．则( )A ．E 、F 两点场强相同B ．A 、D 两点场强不同C ．B 、O 、C 三点中，O 点场强最小D ．从E 点向O 点运动的电子加速度逐渐减小12.如图所示，四个带电荷量绝对值相等的点电荷分别固定在竖直平面内某一正方形的四个顶点上，A 、B 、C 、D 四个点分别为对应的四条边的中点，现有某一带正电的试探电荷在四个电荷产生的电场中运动，下列说法正确的是()A．D点的电势小于A点的电势B．D点的电势小于C点的电势C．试探电荷仅在电场力作用下从A点沿AC运动到C点，其加速度逐渐增大D．直线BD所在的水平面为等势面13.某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则()A．一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功B．一电子从a点运动到d点，电场力做功为4 eVC．b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右D．a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大14.如图，圆心为O的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，ab和cd为该圆直径．将电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点，电场力做功为2W(W>0)；若将该粒子从c点移动到d点，电场力做功为W.下列说法正确的是()A．该匀强电场的场强方向与ab平行B．将该粒子从d点移动到b点，电场力做功为0.5WC．a点电势低于c点电势D．若只受电场力，从d点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动15.一带正电微粒只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能随位移x变化的关系如图所示，其中O～x1段是曲线，x1～x2段是平行于x轴的直线，x2～x3段是倾斜直线，则下列说法正确的是()A ．O ～x 1段电势逐渐升高B ．O ～x 1段微粒做加速度逐渐减小的加速运动C ．x 1～x 2段电场强度为零D ．x 2～x 3段的电势沿x 轴均匀减小16.如图所示，平行板电容器与电动势为E 的直流电源连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可忽略，开关闭合，稳定时一带电的油滴静止于两极板间的P 点，若断开开关K ，将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是( )A ．静电计指针的张角变小B ．P 点电势升高C ．带电油滴向上运动D ．带电油滴的电势能不变17.如图所示，竖直平面内有固定的半径为R 的光滑绝缘圆形轨道，匀强电场的方向平行于轨道平面水平向左，P 、Q 分别为轨道上的最高点、最低点，M 、N 是轨道上与圆心O 等高的点．质量为m 、电荷量为q 的带正电小球(可视为质点)在轨道内运动，已知重力加速度为g ，电场强度E ＝3mg4q，要使小球能沿轨道做完整的圆周运动，则下列说法正确的是( )A ．小球在轨道上运动时，动能最小的位置，电势能最大B ．小球在轨道上运动时，机械能最大的位置一定在M 点C ．小球过Q 、P 点时所受轨道弹力大小的差值为6mgD ．小球过Q 、P 点时所受轨道弹力大小的差值为7.5mg三．实验题18.电流传感器可以测量电流，它的反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化；将它与计算机相连还能用计算机显示出电流随时间变化的i －t 图象，图甲所示的电路中：直流电源电动势为8 V ，内阻可忽略；C 为电容器，先将单刀双掷开关S 与1相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成；然后把开关S与2相连，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的i－t图象如图乙所示，(下列结果均保留两位有效数字)(1)根据i－t图象可估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量为________ C；(2)通过实验数据，计算出电容器的电容为________ F；(3)如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，充电时i－t曲线与横轴所围成的面积将________(填“增大”“不变”或“变小”)；充电时间将________(填“变长”“不变”或“变短”)．四．计算题19.如图所示，虚线左侧有一场强为E1＝E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L，电场强度为E2＝2E的匀强电场，在虚线PQ右侧相距为L处有一与电场E2平行的屏．现将一电子(电荷量e，质量为m)无初速度放入电场E1中的A点，最后打在右侧的屏上，AO连线与屏垂直，垂足为O，求：(1)电子从释放到打到屏上所用的时间；(2)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值；(3)电子打到屏上的点B到O点的距离．20.如图所示，一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置，圆轨道最低点B点与一条水平轨道相连，轨道是光滑的，轨道所在空间存在水平向右、场强为E的匀强电场，从水平轨道上的A 点由静止释放一质量为m带正电的小球，设A、B间的距离为s.已知小球受到的电场力大小等于小球重力的34倍，C 点为圆形轨道上与圆心O 的等高点．(重力加速度为g )(1)若s ＝2R ，求小球运动到C 点时对轨道的压力大小； (2)为使小球刚好在圆轨道内完成圆周运动，求s 的值21.如图所示，一质量M =1kg 的绝缘长木板静止于水平地面上，在距其最左端L =1m 处存在宽度d =2m ，方向竖直向下的匀强电场区域，电场强度E =300N/C ．一质量m =1kg 、带电量215q C =+的物块放在长木板的最左端，物块在F =10N 的水平向右恒力作用下从静止开始运动，在物块刚离开电场右边界时撤去外力F ，物块最终未从长木板末端滑离。

复习专题1-电场小专题1—场强叠加问题

电场小专题1——场强叠加问题场强叠加原理：空间中某点的合场强等于各点电荷单独在该点所激发的电场强度的矢量和叠加方法：平行四边形定则或三角形定则常见题型：直线叠加多边形上的叠加对称叠加等效替代的叠加一、直线叠加1、在x 轴上有两个点电荷，一个带正电荷Q 1，另一个带负电荷Q 2，且Q 1 ＝2Q 2，用E 1、E 2分别表示这两个点电荷所产生的场强的大小，则在x 轴上，E 1＝E 2点共有处，这几处的合场强分别为。

2、两个可自由移动的点电荷分别放在A 、B 两处，如图8所示．A 处电荷带正电荷量Q 1，B 处电荷带负电荷量Q 2，且Q 2＝4Q 1，另取一个可以自由移动的点电荷Q 3，放在AB 直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则( )A ．Q 3为负电荷，且放于A 左方B ．Q 3为负电荷，且放于B 右方C ．Q 3为正电荷，且放于A 、B 之间D ．Q 3为正电荷，且放于B 右方二、三角形、多边形上的叠加3．如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a 、b 和c 分别位于边长为l 的正三角形的三个顶点上；a 、b 带正电，电荷量均为q ，c 带负电．整个系统置于方向水平的匀强电场中．已知静电力常量为k .若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为( )A.3kq 3l 2B.3kq l 2C.3kq l 2D.23kq l2 4.如图所示,在正方形四个顶点分别放置一个点电荷,所带电荷量已在图中标出,则下列四个选项中,正方形中心处电场强度最大的是( )三、对称叠加5．如图3，一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点，a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ，在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷．已知b 点处的场强为零，则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( )A ．k 3q R 2B ．k 10q 9R 2C ．k Q ＋q R 2D ．k 9Q ＋q 9R 26.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。

高中物理选修3-1_第1章电场_全套同步练习 2

第1章静电场第01节电荷及其守恒定律[知能准备]1．自然界中存在两种电荷，即电荷和电荷．2．物体的带电方式有三种：（1）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，失去电子的带电，获得电子的带电．（2）感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相的电荷，而另一端带上与带电体相的电荷．（3）接触起电：不带电物体接触另一个带电物体，使带电体上的转移到不带电的物体上．完全相同的两只带电金属小球接触时，电荷量分配规律：两球带异种电荷的先中和后平均分配；原来两球带同种电荷的总电荷量平均分配在两球上．3．电荷守恒定律：电荷既不能，也不能，只能从一个物体转移到另一个物体；或从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量．4．元电荷（基本电荷）：电子和质子所带等量的异种电荷，电荷量e =1.60×10-19C.实验指出，所有带电体的电荷量或者等于电荷量e ，或者是电荷量e 的整数倍．因此，电荷量e 称为元电荷．电荷量e 的数值最早由美国科学家用实验测得的．5．比荷：带电粒子的电荷量和质量的比值m q ．电子的比荷为kg C m e e /1076.111⨯=． [同步导学]1．物体带电的过程叫做起电，任何起电方式都是电荷的转移，而不是创造电荷．2．在同一隔离系统中正、负电荷量的代数和总量不变．例1 关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（）A ．物体所带的电荷量可以为任意实数B ．物体所带的电荷量只能是某些特定值C ．物体带电＋1.60×10-9C ，这是因为该物体失去了1.0×1010个电子D ．物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C解析：物体带电的原因是电子的得、失而引起的，物体带电荷量一定为e 的整数倍，故A 错，B 、C 、D 正确．如图1—1—1所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球都带电的是（）A ．先把两球分开，再移走棒B ．先移走棒，再把两球分开C ．先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开D ．棒的带电荷量不变，两导体球不能带电解析：带电棒移近导体球但不与导体球接触，从而使导体球上的电荷重新分布，甲球左侧感应图1—1—1出正电荷，乙球右侧感应出负电荷，此时分开甲、乙球，则甲、乙球上分别带上等量的异种电荷，故A 正确；如果先移走带电棒，则甲、乙两球上的电荷又恢复原状，则两球分开后不显电性，故B 错；如果先将棒接触一下其中的一球，则甲、乙两球会同时带上和棒同性的电荷，故C 正确．可以采用感应起电的方法使两导体球带电，而使棒的带电荷量保持不变，故D 错误．3．“中性”和“中和”的区别“中性”和“中和”反映的是两个完全不同的概念.“中性”是指原子或物体所带的正电荷和负电荷在数量上相等，对外不显示电性，表现不带电的状态．可见，任何不带电的物体，实际上其中都有等量的异种电荷．“中和”是两个带等量（或不等量）的异种电荷的带电体相接触时，由于正、负电荷间的吸引作用，电荷发生转移、抵消（或部分抵消），最后都达到中性（或单一的正、负电性）状态的一个过程．[同步检测]1、一切静电现象都是由于物体上的引起的，人在地毯上行走时会带上电，梳头时会带上电，脱外衣时也会带上电等等，这些几乎都是由引起的.2．用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，都能吸引轻小物体，这是因为（）A.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷B.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷C.被吸引的轻小物体一定是带电体D.被吸引的轻小物体可能不是带电体3．如图1—1—2所示，在带电+Q 的带电体附近有两个相互接触的金属导体A 和B ，均放在绝缘支座上.若先将+Q 移走，再把A 、B 分开，则A 电，B 电；若先将A 、B 分开，再移走+Q ，则A 电，B 电.4．同种电荷相互排斥，在斥力作用下，同种电荷有尽量的趋势，异种电荷相互吸引，而且在引力作用下有尽量的趋势．5．一个带正电的验电器如图1—1—3所示，当一个金属球A 靠近验电器上的金属球B 时，验电器中金属箔片的张角减小，则（）A ．金属球A 可能不带电B ．金属球A 一定带正电C ．金属球A 可能带负电D ．金属球A 一定带负电6．用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时，发现它的金属箔片的张角减小，由此可判断（）A ．验电器所带电荷量部分被中和B ．验电器所带电荷量部分跑掉了图1—1—2图1—1—3C ．验电器一定带正电D ．验电器一定带负电7．以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是A.摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷B.摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移C.摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体，而感应起电的物体必定是导体D.不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移8．现有一个带负电的电荷A ，和一个能拆分的导体B ，没有其他的导体可供利用，你如何能使导体B 带上正电？9．带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的A. 2.4×10-19CB.-6.4×10-19CC.-1.6×10-18CD.4.0×10-17C10．有三个相同的绝缘金属小球A 、B 、C ，其中小球A 带有2.0×10-5C 的正电荷，小球B 、C 不带电．现在让小球C 先与球A 接触后取走，再让小球B 与球A 接触后分开，最后让小球B 与小球C 接触后分开，最终三球的带电荷量分别为q A = ，q B = ，q C = ．[综合评价]1．对于摩擦起电现象，下列说法中正确的是A.摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷B.摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体C.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体，一定带有等量异种电荷D.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体，可能带有同种电荷2．如图1—1—4所示，当将带正电的球C 移近不带电的枕形绝缘金属导体AB 时，枕形导体上的电荷移动情况是A.枕形金属导体上的正电荷向B 端移动，负电荷不移动B.枕形金属导体中的带负电的电子向A 端移动，正电荷不移动C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B 端和A 端移动D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A 端和B 端移动图1—1—4 3．关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是A.摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造电荷B.摩擦起电现象说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体C.摩擦起电现象说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分D.感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了4．如图1—1—5所示，用带正电的绝缘棒A 去靠近原来不带电的验电器B ，B 的金属箔片张开，这时金属箔片带电；若在带电棒离开前，用手摸一下验电器的小球后离开，然后移开A ，这时B 的金属箔片也能张开，它带电. 图1—1—55．绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球a ，a 的表面镀有铝膜．在a 的+ C A B + + A B近旁有一底座绝缘金属球b，开始时a、b都不带电，如图1—1—6所示，现使b带电，则：A. ab之间不发生相互作用B. b将吸引a，吸在一起不放开C. b立即把a排斥开D. b先吸引a，接触后又把a排斥开图1—1—66．5个元电荷的电荷量是C，16C电荷量等于个元电荷的电荷量．7．有两个完全相同的带电绝缘金属球A、B，分别带有电荷量QA ＝6.4×910-C,QB＝–3.2×910-C,让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移多少库仑？此后，小球A、B各带电多少库仑？8．有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中小球A带有3×10-3C的正电荷，小球B带有-2×10-3C 的负电荷，小球C不带电．先将小球C与小球A接触后分开，再将小球B与小球C接触然后分开，试求这时三球的带电荷量分别为多少？第一章静电场第一节电荷及其守恒定律[知能准备]答案：1. 正负 2.（1）正负（2）异同（3）一部分电荷 3. 创造消失保持不变[同步检测]答案：1.带电摩擦 2.AD 3.不带不带负正 4 .远离靠近 5.AC 6.C 7.D 8.电荷A靠近导体B时,把B先拆分开后把电荷A移走,导体B靠近电荷A的一端带正电9.A 10. 5×10-6C 7.5×10-6C 7.5×10-6C[综合评价]答案：1.BC 2.B 3.B 4.正负 5.D 6. 8×10-19C 10207.(1) 4. 8×10-9C (2) 1.6×10-9C1.6×10-9C 8. 1.5×10-3C –2.5×10-4C –2.5×10-4C同步导学第1章静电场第02节库仑定律[知能准备]1．点电荷：无大小、无形状、且有电荷量的一个点叫．它是一个理想化的模型．2．库仑定律的内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力跟它们电荷量的成正比，跟它们的距离的成反比，作用力的方向在它们的．3．库仑定律的表达式：F = 221rq q k ；其中q 1、q 2表示两个点电荷的电荷量，r 表示它们的距离，k 为比例系数，也叫静电力常量， k = 9.0×109N m 2/C 2.[同步导学]1．点电荷是一个理想化的模型．实际问题中，只有当带电体间的距离远大于它们自身的线度以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，带电体方可视为点电荷．一个带电体能否被视为点电荷，取决于自身的几何形状与带电体之间的距离的比较，与带电体的大小无关．2．库仑定律的适用范围：真空中（干燥的空气也可）的两个点电荷间的相互作用，也可适用于两个均匀带电的介质球，不能用于不能视为点电荷的两个导体球．例1半径为r 的两个相同金属球，两球心相距为L (L ＝3r)，它们所带电荷量的绝对值均为q ，则它们之间相互作用的静电力FA ．带同种电荷时,F ＜22L q kB ．带异种电荷时,F ＞22Lq k C ．不论带何种电荷,F ＝22Lq k D ．以上各项均不正确解析：应用库仑定律解题时，首先要明确其条件和各物理量之间的关系．当两带电金属球靠得较近时，由于同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，两球所带电荷的“中心”偏离球心，在计算其静电力F 时，就不能用两球心间的距离L 来计算．若两球带同种电荷，两球带电“中心”之间的距离大于L ，如图1—2—1（a ）所示，图1—2—1 图1—2—2则F ＜ 22L q k ，故A 选项是对的，同理B 选项也是正确的． 3．库仑力是矢量．在利用库仑定律进行计算时，常先用电荷量的绝对值代入公式进行计算，求得库仑力的大小；然后根据同种电荷相斥，异种电荷相吸来确定库仑力的方向．4．系统中有多个点电荷时，任意两个点电荷之间的作用力都遵从库仑定律，计算多个电荷对某一电荷的作用力应先分别计算每个电荷对它的库仑力，然后再用力的平行四边形定则求其矢量和．例2 如图1—2—2所示，三个完全相同的金属球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上．a 和c 带正电，b 带负电，a 所带电荷量的大小比b 的小．已知c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中有向线段中的一条来表示，它应是A ．F 1B ．F 2C ．F 3D ．F 4解析：根据“同电相斥、异电相吸”的规律，确定电荷c 受到a 和b 的库仑力方向，考虑a 的带电荷量大于b 的带电荷量，因为F b 大于F a ，F b 与F a 的合力只能是F 2，故选项B 正确．例2 两个大小相同的小球带有同种电荷（可看作点电荷），质量分别为m 1和m 2，带电荷量分别是q 1和q 2，用绝缘线悬挂后，因静电力而使两悬线张开，分别与铅垂线方向成夹角θ1和θ2,且两球同处一水平线上，如图1—2—3所示，若θ1＝θ2,则下述结论正确的是A.q 1一定等于q 2B.一定满足q 1/ m 1＝q 2/ m 2C.m 1一定等于m 2D.必须同时满足q 1＝q 2, m 1＝ m 2图1—2—3解析：两小球处于静止状态，故可用平衡条件去分析．小球m 1受到F 1、F 、m 1g 三个力作用，建立水平和竖直方向建立直角坐标系如图1—2—4所示，此时只需分解F 1.由平衡条件得： 0sin 11221=-θF rq q k 0cos 111=-g m F θ所以 .21211gr m q kq tg =θ 同理，对m 2分析得：.22212gr m q kq tg =θ 图1—2—4 因为21θθ=，所以21θθtg tg =，所以21m m =. 可见，只要m 1= m 2，不管q 1、q 2如何，1θ都等于2θ.所以，正确答案是C.讨论：如果m 1> m 2,1θ与2θ的关系怎样？如果m 1< m 2,1θ与2θ的关系又怎样？(两球仍处同一水平线上) 因为.21211gr m q kq tg =θ .22212gr m q kq tg =θ 不管q 1、q 2大小如何，两式中的221gr q kq 是相等的．所以m 1> m 2时，1θ<2θ, m 1< m 2时，1θ>2θ.5．库仑定律给出了两个点电荷作用力的大小及方向，库仑力毕竟也是一种力，同样遵从力的合成和分解法则，遵从牛顿定律等力学基本规律．动能定理，动量守恒定律，共点力的平衡等力学知识和方法，在本章中一样使用．这就是：电学问题，力学方法．例3 a 、b 两个点电荷，相距40cm ，电荷量分别为q 1和q 2，且q 1＝9 q 2，都是正电荷；现引入点电荷c ，这时a 、b 、c 三个电荷都恰好处于平衡状态．试问：点电荷c 的性质是什么?电荷量多大?它放在什么地方?解析：点电荷c 应为负电荷，否则三个正电荷相互排斥，永远不可能平衡．由于每一个电荷都受另外两个电荷的作用，三个点电荷只有处在同一条直线上，且c 在a 、b 之间才有可能都平衡．设c 与a 相距x ，则c 、b 相距(0.4－x)，如点电荷c 的电荷量为q 3，根据二力平衡原理可列平衡方程：a 平衡： =2214.0q q k 231x q q kb 平衡： .)4.0(4.0232221x q q k q q k -=c 平衡： 231x q q k ＝.)4.0(232x q q k - 显见，上述三个方程实际上只有两个是独立的，解这些方程，可得有意义的解： x ＝30cm 所以 c 在a 、b 连线上，与a 相距30cm ，与b 相距10cm ．q 3＝12161169q q =，即q 1:q 2:q 3=1:91:161 (q 1、q 2为正电荷，q 3为负电荷) 例4 有三个完全相同的金属球A 、B 、C ，A 带电荷量7Q ，B 带电荷量﹣Q ，C 不带电．将A 、B 固定，然后让C 反复与A 、B 接触，最后移走C 球．问A 、B 间的相互作用力变为原来的多少倍?解析： C 球反复与A 、B 球接触，最后三个球带相同的电荷量，其电荷量为Q′＝3)(7Q Q -+＝2Q ．A 、B 球间原先的相互作用力大小为F ＝./77222221r kQ rQ Q k r Q Q k =⋅= A 、B 球间最后的相互作用力大小为F′=kQ′1Q′2/r 2=222/4/22r kQ r Q Q k =⋅⋅即 F′＝ 4F ／7.所以：A 、B 间的相互作用力变为原来的4／7．点评：此题考查了中和、接触起电及电荷守恒定律、库仑定律等内容．利用库仑定律讨论电荷间的相互作用力时，通常不带电荷的正、负号，力的方向根据“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”来判断．如图1—2—5所示．在光滑绝缘的水平面上的A 、B 两点分别放置质量为m 和2m 的两个点电荷Q A 和Q B .将两个点电荷同时释放，已知刚释放时Q A 的加速度为a ，经过一段时间后(两电荷未相遇)，Q B 的加速度也为a ，且此时Q B 的速度大小为v ，问：(1) 此时Q A 的速度和加速度各多大?(2) 这段时间内Q A 和Q B 构成的系统增加了多少动能？解析：题目虽未说明电荷的电性，但可以肯定的是两点电荷间的作用力总是等大反向的(牛顿第三定律)．两点电荷的运动是变加速运动(加速度增大)．对Q A 和Q B 构成的系统来说，库仑力是内力，系统水平方向动量是守恒的．(1) 刚释放时它们之间的作用力大小为F 1，则：F 1＝ m a ．当Q B 的加速度为a 时，作用力大小为F 2，则：F 2＝2 m a ．此时Q A 的加速度a′＝.222a mma m F == 方向与a 相同．设此时Q A 的速度大小为v A ，根据动量守恒定律有：m v A ＝2 m v ，解得v A ＝2 v ，方向与v 相反．(2) 系统增加的动能 E k ＝kA E ＋kB E ＝221A mv ＋2221mv ⨯＝3m 2v 6．库仑定律表明，库仑力与距离是平方反比定律，这与万有引力定律十分相似，目前尚不清图13—1—5楚两者是否存在内在联系，但利用这一相似性，借助于类比方法，人们完成了许多问题的求解．[同步检测]1．下列哪些带电体可视为点电荷A ．电子和质子在任何情况下都可视为点电荷B ．在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷C ．带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷D ．带电的金属球一定不能视为点电荷2．对于库仑定律，下面说法正确的是A ．凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力，就可以使用公式F = 221r q q k； B ．两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律C ．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等D ．当两个半径为r 的带电金属球心相距为4r 时，对于它们之间相互作用的静电力大小，只取决于它们各自所带的电荷量3．两个点电荷相距为d ，相互作用力大小为F ，保持两点电荷的电荷量不变，改变它们之间的距离，使之相互作用力大小为4F ，则两点之间的距离应是A ．4dB ．2dC ．d/2D ．d/44．两个直径为d 的带正电的小球，当它们相距100 d 时作用力为F ，则当它们相距为d 时的作用力为( )A ．F ／100B ．10000FC ．100FD ．以上结论都不对5．两个带正电的小球，放在光滑绝缘的水平板上，相隔一定的距离，若同时释放两球，它们的加速度之比将A ．保持不变B ．先增大后减小C ．增大D ．减小6．两个放在绝缘架上的相同金属球相距d ，球的半径比d 小得多，分别带q 和3q 的电荷量，相互作用的斥力为3F ．现将这两个金属球接触，然后分开，仍放回原处，则它们的相互斥力将变为A ．OB ．FC ．3FD ．4F７．如图1—2—6所示，大小可以不计的带有同种电荷的小球A 和B 互相排斥，静止时两球位于同一水平面上，绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β卢，且α < β，由此可知A ．B 球带电荷量较多B ．B 球质量较大C ．A 球带电荷量较多D ．两球接触后，再静止下来，两绝缘线与竖直方向的夹角变为α′、β′，则仍有α ′< β′ ８．两个质量相等的小球，带电荷量分别为q 1和q 2，用长均为L 的两根细线，悬挂在同一点图1—2—6上，静止时两悬线与竖直方向的夹角均为30°，则小球的质量为 . ９．两个形状完全相同的金属球A 和B ，分别带有电荷量q A ＝﹣7×108-C 和q B ＝3×108-C ，它们之间的吸引力为2×106-N ．在绝缘条件下让它们相接触，然后把它们又放回原处，则此时它们之间的静电力是 (填“排斥力”或“吸引力”)，大小是．(小球的大小可忽略不计)10．如图1—2—7所示，A 、B 是带等量同种电荷的小球，A 固定在竖直放置的10 cm 长的绝缘支杆上，B 平衡于倾角为30°的绝缘光滑斜面上时，恰与A 等高，若B 的质量为303g ，则B 带电荷量是多少?(g 取l0 m ／s 2)[综合评价] 1．两个带有等量电荷的铜球，相距较近且位置保持不变，设它们带同种电荷时的静电力为F 1，它们带异种电荷时(电荷量绝对值相同)的静电力为F 2，则F 1和F 2的大小关系为：A ．F 1＝F 2 D ．F 1> F 2 C ．F 1< F 2 D ．无法比较2．如图1—2—8所示，在A 点固定一个正点电荷，在B 点固定一负点电荷，当在C 点处放上第三个电荷q 时，电荷q 受的合力为F ，若将电荷q 向B 移近一些，则它所受合力将A ．增大 D ．减少 C ．不变 D ．增大、减小均有可能．3．真空中两个点电荷，电荷量分别为q 1＝8×109-C 和q 2＝﹣18×109-C ，两者固定于相距20cm 的a 、b 两点上,如图1—2—9所示．有一个点电荷放在a 、b 连线(或延长线)上某点，恰好能静止，则这点的位置是A ．a 点左侧40cm 处B ．a 点右侧8cm 处C ．b 点右侧20cm 处D ．以上都不对． 4．如图所示，+Q 1和-Q 2是两个可自由移动的电荷，Q 2=4Q 1．现再取一个可自由移动的点电荷Q 3放在Q 1与Q 2连接的直线上，欲使整个系统平衡，那么（）A.Q 3应为负电荷，放在Q 1的左边 B 、Q 3应为负电荷，放在Q 2的右边C.Q 3应为正电荷，放在Q 1的左边 D 、Q 3应为正电荷，放在Q 2的右边．图1—2—7 图1—2—9 图1—2—85．如图1—2—10所示，两个可看作点电荷的小球带同种电，电荷量分别为q 1和q 2，质量分别为m 1和m 2，当两球处于同一水平面时，α >β，则造成α >β的可能原因是：A ．m 1>m 2B ．m 1<m 2C q 1>q 2D ．q 1>q 26．如图1—2—11所示，A 、B 两带正电小球在光滑绝缘的水平面上相向运动．已知m A ＝2m B ，A v ＝20v ，B v ＝0v ．当两电荷相距最近时，有A ．A 球的速度为0v ，方向与A v 相同B ．A 球的速度为0v ，方向与A v 相反C ．A 球的速度为20v ，方向与A v 相同D ．A 球的速度为20v ，方向与A v 相反．7．真空中两个固定的点电荷A 、B 相距10cm ，已知q A ＝+2.0×108-C ，q B ＝+8.0×108-C ，现引入电荷C ，电荷量Qc ＝+4.0×108-C ，则电荷C 置于离A cm ，离Bcm 处时，C 电荷即可平衡；若改变电荷C 的电荷量，仍置于上述位置，则电荷C 的平衡状态 (填不变或改变)，若改变C 的电性，仍置于上述位置，则C 的平衡，若引入C 后，电荷A 、B 、C 均在库仑力作用下平衡，则C 电荷电性应为，电荷量应为 C ．8．如图1—2—12所示，两相同金属球放在光滑绝缘的水平面上，其中A 球带9Q 的正电荷，B 球带Q 的负电荷，由静止开始释放，经图示位置时，加速度大小均为a ，然后发生碰撞，返回到图示位置时的加速度均为．9．如图1—2—13所示，两个可视为质点的金属小球A 、B 质量都是m 、带正电电荷量都是q ，连接小球的绝缘细线长度都是l ，静电力常量为k ，重力加速度为g ．则连结A 、B的细线中的张力为多大? 连结O 、A 的细线中的张力为多大?10．如图1—2—14所示，一个挂在丝线下端的带正电的小球B 静止在图示位置．固定的带正电荷的A 球电荷量为Q ，B 球质量为m 、电荷量为q ，θ＝30°，A 和B 在同一水平线上，整个装置处在真空中，求A 、B 两球间的距离．图1—2—10 图1—2—11 图1—2—12图1—2—13第二节库仑定律知能准备答案：1.点电荷 2.乘积平方连线上同步检测答案：1.BC 2.AC 3.C 4.D 5.A 6.D 7.D 8.221/3gl q kq 9.排斥力，3.8×107-N 10.106-C综合评价答案：1.C 2. D 3.A 4. A 5.B 6. A 7. 10/3, 20/3, 不变，不变，负，8×910-8.16a/9 9.mg lq k +222mg 10.mgkQq 3同步导学第1章静电场第03节电场强度[知能准备]1．物质存在的两种形式：与．2．电场强度（1）电场明显的特征之一是对场中其他电荷具有．（2）放入电场中某点的电荷所受的静电力F 跟它的电荷量q 的．叫做该点的电场强度．物理学中规定电场中某点的电场强度的方向跟电荷在该点所受的静电力的方向相同．（3）电场强度单位，符号．另一单位，符号．（4）如果 1 C 的电荷在电场中的某点受到的静电力是 1 N ，这点的电场强度就是．3．电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个场源点电荷在该点产生的电场强度的．4．电场线(1)电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线（或直线）．曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向．(2)电场线的特点：①电场线从正电荷（或无限远处）出发，终止于无限远或负电荷．②电场线在电场中不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向． ③在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较，电场强度较小的地方电场线较，因此可以用电场线的来表示电场强度的相对大小．5．匀强电场：如果电场中各点电场强度的大小．方向，这个电场就叫做匀强电场．[同步导学]1．电场和电场的基本性质场是物质存在的又一种形态．区别于分子、原子组成的实物，电场有其特殊的性质，如：几个电场可以同时“处于”某一空间，电场对处于其间的电荷有力的作用，电场具有能量等．本章研究静止电荷产生的电场，称为静电场．学习有关静电场的知识时应该明确以下两点：（1）电荷的周围存在着电场，静止的电荷周围存在着静电场．（2）电场的基本性质是：对放入其中的电荷（不管是静止的还是运动的）有力的作用，电场具有能量．2．电场强度（1）试探电荷q 是我们为了研究电场的力学性质，引入的一个特别电荷．试探电荷的特点：①电荷量很小，试探电荷不影响原电场的分布；②体积很小，便于研究不同点的电场．（2）对于qF E ，等号右边的物理量与被定义的物理量之间不存在正比或反比的函数关系，只是用右边两个物理量之比来反映被定义的物理量的属性．在电场中某点，比值q F 是与q 的有无、电荷量多少，电荷种类和F 的大小、方向都无关的恒量，电场中各点都有一个唯一确定的E.因为场强E 完全是由电场自身的条件（产生电场的场源电荷和电场中的位置）决定的，所以它反映电场本身力的属性．例 1 在电场中某点用+q 测得场强E ，当撤去+q 而放入－q/2时，则该点的场强 ( )A ．大小为E / 2，方向和E 相同B ．大小为E ／2，方向和E 相反C ．大小为E ，方向和E 相同D ．大小为E ，方向和E 相反解析：把试探电荷q 放在场源电荷Q 产生的电场中，电荷q 在不同点受的电场力一般是不同的，这表示各点的电场强度不同；但将不同电荷量的试探电荷q 分别放入Q 附近的同一点时，虽受力不同，但电场力F 与电荷量q 的比值F/q 不变．因为电场中某点的场强E 是由电场本身决定，与放入电场中的电荷大小、正负、有无等因素无关，故C 正确．3．点电荷周围的场强场源电荷Q 与试探电荷q 相距为r ，则它们间的库仑力为22r Q qk r Qq k F ==，所以电荷q 处的电场强度2rQ k q F E ==． (1) 公式：2rQ k E =，Q 为真空中场源点电荷的带电荷量，r 为考察点到点电荷Q 的距离． (2) 方向：若Q 为正电荷，场强方向沿Q 和该点的连线指向该点；若Q 为负电荷，场强方向沿Q 和该点的连线指向Q ．(3) 适用条件：真空中点电荷Q 产生的电场．4．两个场强公式q F E =和2rQ k E =的比较 (1) 2rQ k E =适用于真空中点电荷产生的电场，式中的Q 是场源电荷的电荷量，E 与场源电荷Q 密切相关；q F E =是场强的定义式，适用于任何电场，式中的q 是试探电荷的电荷量，E 与试探电荷q 无关．(2) 在点电荷Q 的电场中不存在E 相同的两个点，r 相等时，E 的大小相等但方向不同；两点在以Q 为圆心的同一半径上时，E 的方向相同而大小不等．例2 下列关于电场强度的说法中，正确的是 ( )A ．公式qF E =只适用于真空中点电荷产生的电场 B ．由公式q F E =可知，电场中某点的电场强度E 与试探电荷q 在电场中该点所受的电场力成正比C ．在公式F =221r Q Q k 中，22rQ k 是点电荷Q 2产生的电场在点电荷Q 1处的场强大小；而21r Q k 是点电荷Q 1产生的电场在点电荷Q 2处场强的大小。

第1课时电场和磁场的基本知识和规律

A.正电荷， B.正电荷， C.负电荷， D.负电荷，
√
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解析：选C。在取走、处两段小圆弧上的电荷之前，整个圆环上的电荷在点产生的场强为零，而取走的、处的电荷的电量，、在点产生的合场强为，方向从指向，故取走、处的电荷之后，剩余部分在点产生的场强大小为，方向由指向，而点电荷放在点后，点场强为零，故在点产生的场强与、在点产生的合场强相同，所以为负电荷，即有，解得，C正确。
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考题3 带电粒子在匀强磁场中的运动
1.受力情况
（1）磁场只对运动的电荷有力的作用，对静止的电荷无力的作用。
（2）洛伦兹力的大小和方向：，注意：为与的夹角。的方向由左手定则判定，四指的指向应为正电荷运动的方向或负电荷运动方向的反方向。
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2.解题关键找圆心：若已知进场点的速度和出场点，可以作进场点速度的垂线，依据是，与进、出场点连线的垂直平分线的交点即为圆心；若只知道进场位置，则要利用圆周运动的对称性定性画出轨迹，找圆心，利用平面几何知识求解问题。
（2）电势差与电场力做功：。
（3）电场力做功与电势能的变化：。
5.静电力做功
（1）由功的定义式来求；
（2）利用结论“电场力做功等于电荷电势能变化量的负值”来求，即；
（3）利用来求。
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例1 （2022·济南市二模）如图所示，是边长为的等边三角形，点是三角形的中心，在三角形的三个顶点分别固定三个电荷量均为的点电荷（电性已在图中标出），若要使放置在点处的电荷不受电场力的作用，则可在三角形所在平面内加一匀强电场。静电力常量为，对于所加匀强电场的电场强度的大小和方向，下列说法正确的是( )

2020版高考物理专题1.30电场中的能量动量问题(电磁部分)(含解析)

专题1.30 电场中的能量动量问题一．选择题1.(2017·河南六市一联，17)在真空中A、B两点分别放有异种点电荷－Q和＋2Q，以A、B连线中点O为圆心作一圆形路径acbd，如图4所示，则下列说法正确的是( )A.场强大小关系有E a＝E b、E c＝E dB.电势高低关系有φa>φb、φc>φdC.将一负点电荷沿圆弧由a运动到b的过程中电场力做正功D.将一正点电荷沿直线由c运动到d的过程中电势能始终不变【参考答案】C【名师解析】对比等量异种点电荷的电场分布可知，题图中场强大小关系有E b>E a，E c＝E d，选项A错误；因沿着电场线方向电势逐渐降低可知，φa<φb，再由对称性可知φc＝φd，选项B错误；由于a点电势低于b 点电势，将负点电荷由a沿圆弧运动到b，电场力做正功，选项C正确；因沿直线由c到d过程中电势先升高再降低，所以将一正点电荷沿直线由c运动到d的过程中电势能先增大再减小，选项D错误。

二．计算题1．（18分）（2019江西南昌二模）如图，竖直平面内（纸面）存在平行于纸面的匀强电场，方向与水平方向成θ＝60°角，纸面内的线段MN与水平方向成α＝30°角，MN长度为d。

现将一质量为m、电荷量为q（q＞0）的带电小球从M由静止释放，小球沿MN方向运动，到达N点的速度大小为v N（待求）；若将该小球从M点沿垂直于MN的方向，以大小v N的速度抛出，小球将经过M点正上方的P点（未画出），已知重力加速度大小为g，求：（l）匀强电场的电场强度E及小球在N点的速度v N；（2）M点和P点之间的电势差；（3）小球在P点动能与在M点动能的比值。

【思路分析】（1）小球从M由静止释放，小球沿MN方向运动，则小球所受合力方向沿MN方向，受力分析，根据正弦定理列式求解电场强度，根据牛顿第二定律和运动学公式求解小球在N点的速度v N；（2）垂直MN抛出，小球做类平抛运动，根据运动规律求解MP之间距离，然后根据U＝Ed求解M点和P点之间的电势差；（3）根据动能定理求解小球在P点动能，然后求解小球在P点动能与在M点动能的比值。