静电场作业含答案

合集下载

第二章作业题解答

第二章静电场习题解答2-1.已知半径为F = Cl的导体球面上分布着面电荷密度为A = p s0 cos的电荷，式中的炖0为常数，试计算球面上的总电荷量。

解取球坐标系，球心位于原点中心，如图所示。

由球面积分，得到2用打Q =护= J j p50cos OrsmOd Od(p(S) 0 0In x=j j psQSefsinGded00 0In n=PsF j J cos ageded(p0 0丸=sin20d0 = 0o2-2.两个无限人平面相距为d,分别均匀分布着等面电荷密度的异性电荷，求两平面外及两平面间的电场强度。

解对于单一均匀带电无限人平面，根据对称性分析，计算可得上半空间和卞半空间的电场为常矢量，且大小相等方向相反。

由高斯定理，可得电场大小为E = ^-2e0对于两个相距为的d无限大均匀带电平面，同样可以得到E] = E“耳=E3题2-2图因此，有2-3.两点电荷q、= 8C和q2 = -4C ,分别位于z = 4和),=4处，求点P(4,0,0)处的电场强度。

解根据点电荷电场强度叠加原理，P点的电场强度矢量为点Si和Si处点电荷在P处产生的电场强度的矢量和，即E r = Qi 弘 | ① R?4T V£0/?/ 4TT£0R] = r — r L = 4e v — 4e., R 、= J 4-0 " + 0-4 ~ = 4>/2 R 2 =r —r 2 =4e v -4e v , R 2 = J 4-0 ' + 0-4 ' = 4>/22-7. 一个点电荷+q 位于（-a, 0,0）处，另一点电荷-2q 位于（a,0,0）处，求电位等于零的面；空间有电场强度等于零的点吗？解根据点电荷电位叠加原理，有々)=丄]鱼+鱼4矶丄忌」式中Rj =r-r L = x-\-a e v + ye v +e. R i = yl x + a 2 + r+^2 R 2 =r-r 2 = x ~a e v + )，e y+e r R? — yj x — ci + )r +代入得到式中代入得到心孟 _______ 1^x + a)2+ y 2+ z 22JaS+b+z 2（3x+d ）（x+3a ） + 3），+3z ，=0根据电位与电场强度的关系，有电位为零，即令简化可得零电位面方程为要是电场强度为零，必有E x = 0, E y = 0, E : = 0一 (x+ d)[(x + d)2 + y 2 + ^2p + 2(—d)[(—d)2+ y 2 + 疋 -)^(x+n)2 + y 2 + z 2 2 +2y^(x-a)2 + y 2+ z 2丄-z[(x + d)2 + + 疋 2+2z[(x-d)2 +)*此方程组无解，因此，空间没有电场强度为零的点。

静电场习题(有答案)

经典的静电场习题1、如图所示，中央有正对小孔的水平放置的平行板电容器与电源连接，电源电压为U 。

将一带电小球从两小孔的正上方P 点处由静止释放，小球恰好能够达到B 板的小孔b 点处，然后又按原路返回。

那么，为了使小球能从B 板的小孔b 处出射，下列可行的办法是（） A.将A 板上移一段距离 B.将A 板下移一段距离 C.将B 板上移一段距离 D.将B 板下移一段距离2、如图所示，A 、B 、C 、D 、E 、F 为匀强电场中一个正六边形的六个顶点，已知A 、B 、C 三点的电势分别为1V 、6V 和9V 。

则D 、E 、F 三点的电势分别为（）A 、+7V 、+2V 和+1VB 、+7V 、+2V 和1VC 、-7V 、-2V 和+1VD 、+7V 、-2V 和1V3、质量为m 、带电量为-q 的粒子（不计重力），在匀强电场中的A 点以初速度υ0沿垂直与场强E 的方向射入到电场中，已知粒子到达B 点时的速度大小为2υ0，A 、B 间距为d ，如图所示。

则（1）A 、B 两点间的电势差为（） A 、q m U AB232υ-= B 、q m U AB232υ= C 、q m U AB22υ-= D 、qm U AB22υ= （2）匀强电场的场强大小和方向（） A 、qdm E 221υ=方向水平向左 B 、qdm E 221υ=方向水平向右 C 、qdm E 2212υ= 方向水平向左D 、qdm E 2212υ=方向水平向右4、一个点电荷从静电场中的A 点移到电场中的B 点，其电势能变化为零，则（） A 、A 、B 两点处的场强一定相等 B 、该电荷一定能够沿着某一等势面移动 C 、A 、B 两点的电势一定相等 D 、作用于该电荷上的电场力始终与其运动方向垂直 A B a bP· m 、q。

。

U+ -A B C DEF E· Aυ0 B·5、在静电场中（）A.电场强度处处为零的区域内，电势也一定处处为零B.电场强度处处相等的区域内，电势也一定处处相等C.电场强度的方向总是跟等势面垂直D.沿着电场线的方向电势是不断降低的6、一个初动能为E K 的带电粒子，沿着与电场线垂直的方向射入两平行金属板间的匀强电场中，飞出时该粒子的动能为2E K ，如果粒子射入时的初速度变为原来的2倍，那么当它飞出电场时动能为（） A 、4E K B 、4.25E K C 、5E K D 、8E K7、如图所示，实线为一簇电场线，虚线是间距相等的等势面，一带电粒子沿着电场线方向运动，当它位于等势面φ1上时，其动能为20eV ，当它运动到等势面φ3上时，动能恰好等于零，设φ2=0，则，当粒子的动能为8eV 时，其电势能为（） A 、12eV B 、2eV C 、10eV D 、08、如图10—7所示，在两电荷+Q 1和-Q 2连线的延长线上有a 、b 、c 三点，测得b 点的场强为零。

高中物理静电场经典习题30道_带答案

一．选择题（共30小题）1．（2014•山东模拟）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．B．C．D．2．（2014•芗城区校级模拟）如图，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．B．C．D．3．（2009•浙江）如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q（q＞0）的相同小球，小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接．当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为l．已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为（）A．l+B．l ﹣C．l ﹣D．l ﹣4．（2014•南昌模拟）如图所示，在光滑的绝缘水平面上，由两个质量均为m带电量分别为+q和﹣q的甲、乙两个小球，在力F的作用下匀加速直线运动，则甲、乙两球之间的距离r为（）A．B．q C．2qD．2q5．（2015•陕西模拟）一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（）A．B．C．D．6．（2015•黄埔区一模）关于静电场，下列结论普遍成立的是（）A．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关第1页（共9页）B．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低C．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零D．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向7．（2015•山东模拟）如图甲所示，Q 1、Q2为两个被固定的点电荷，其中Q1带负电，a、b两点在它们连线的延长线上．现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动（粒子只受电场力作用），粒子经过a、b两点时的速度分别为v a、v b，其速度图象如图乙所示．以下说法中正确的是（）A．Q2一定带负电B．Q2的电量一定大于Q1的电量C．b点的电场强度一定为零D．整个运动过程中，粒子的电势能先减小后增大8．（2015•上海二模）下列选项中的各圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各圆环间彼此绝缘．坐标原点O处电场强度最大的是（）A．B．C．D．9．（2015•上海一模）两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的A、B两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系图线如图所示，其中P点电势最低，且AP＞BP，则（）A．P点的电场强度大小为零B．q1的电荷量大于q2的电荷量C．q1和q2是同种电荷，但不一定是正电荷D．负电荷从P点左侧移到P点右侧，电势能先减小后增大10．（2015•福建模拟）真空中某点电荷产生的电场中，有a、b，c三个点，其中a、b两点场强方向如图所示，以下各量大小判断正确的是（）A．电场强度大小E=E b=E c B．电势φa=φb=φcaC．电势差U=U ob=U oc D．电势差U oa=U ob＜U ocoa（2015•丰台区模拟）如图所示，将一个电荷量为1.0×10﹣8C的点电荷从A点移到B点，电场力做功为2.4×10 11．﹣6J．则下列说法中正确的是（）A．A点的电场强度比B点的电场强度小B．A点的电势比B点的电势小C．该电荷在B点所具有的电势能比在A点所具有的电势能大D．A、B两点的电势差为240V12．（2015•重庆模拟）如图所示为某电场中一条竖直方向的电场线，将一带电小球在a点由静止释放，到达b 点时速度恰好为零，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A．小球在a、b位置的加速度可能相同B．小球由a运动到b过程机械能守恒C．场强大小关系一定是E＜E baD．电势关系一定是φ＞φba13．（2015•华亭县校级三模）如图所示，带箭头的线段表示某一电场的电场线，在电场力作用下（不计重力）一带电粒子经过A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，以下判断正确的是（）A．A、B两点相比较，A点电势高B．粒子在A点时加速度大C．粒子带正电D．粒子在B点的动能大14．（2015•定州市校级二模）某同学在研究电子在电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹（图中实线所示），则下列说法正确的是（）A．如果图中虚线是电场线，电子在a点动能较大B．如果图中虚线是等势面，电子在b点动能较小C．不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的场强都大于b点的场强D．不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的电势都高于b点的电势15．（2015•定州市校级二模）如图所示，M、N为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P点放一静止的点电荷q（负电荷），不计重力，下列说法中正确的是（）A．点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大B．点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C．点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值D．点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零16．（2015•松山区校级模拟）如图所示，分别在M、N两点固定放置两个点电荷+Q和﹣q （Q＞q），以MN连线的中点O为圆心的圆周上有A、B、C、D四点．下列说法中正确的是（）A．A点场强大于B点场强B．C点场强与D点场强相同C．A点电势小于B点电势D．将某正电荷从C点移到O点，电场力做负功17．（2015•和平区校级三模）如图所示，在匀强电场中有a、b、c、d四点，它们处于同一圆周上，且ac、bd 分别是圆的直径．已知a、b、c三点的电势分别为ϕa=9V，ϕb=15V，ϕc=18V，则d点的电势为（）A．4V B．8V C．12V D．16V18．（2015•重庆二模）如图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线．则（）A．场强E＞E b，E b＞E caB．电势φ＞φb，φc＞φbaC．沿cba路径移动质子与电子，电荷的电势能改变是一样的D．沿bc方向直线射入的电子有可能做曲线运动19．（2015•洛阳一模）两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图1所示．一个电荷量为2C，质量为1kg的小物块从C点静止释放，其运动的vt图象如图2所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）．则下列说法正确的是（）A．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E=1V/mB．由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大C．由C点到A点的过程中，电势逐渐升高D．A B两点的电势差U=﹣5VAB20．（2015•漳州二模）如图所示，空间中存在着由一固定的正点电荷Q（图中未画出）产生的电场．另一正点电荷q仅在电场力作用下沿曲线MN运动，在M点的速度大小为v0，方向沿MP方向，到达N点时速度大小为v，且v＜v0，则（）A．Q一定在虚线MP上方B．M点的电势比N点的电势高C．q在M点的电势能比在N点的电势能小D．q在M点的加速度比在N点的加速度大21．（2015•徐水县校级一模）如图所示，所有图中的坐标原点O都表示一半径为R的带正电的实心金属球的球心位置；纵坐标表示带电球体产生的电场场强或电势的大小，电势的零点取在无限远处；横坐标r表示距球心的距离；坐标平面上的曲线表示该带电体所产生的电场的场强大小或电势大小随距离的变化关系，则下列说法正确的是（）A．图（1）纵坐标表示场强，图（2）纵坐标表示电势B．图（2）纵坐标表示场强，图（3）纵坐标表示电势C．图（3）纵坐标表示场强，图（4）纵坐标表示电势D．图（4）纵坐标表示场强，图（1）纵坐标表示电势22．（2015•桐乡市校级模拟）如图所示，粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，在x轴上的电势φ与坐标x的关系用图中曲线表示，图中斜线为该曲线过点（0.15，3）的切线．现有一质量为0.20kg，电荷量为+2.0×10﹣8C的滑块P（可视作质点），从x=0.10m处由静止释放，其与水平面的动摩擦因数为0.02．取重力加速度g=10m/s2．则下列说法正确的是（）A．x=0.15m处的场强大小为2.0×106N/CB．滑块运动的加速度逐渐减小C．滑块运动的最大速度约为0.1m/sD．滑块最终在0.3m处停下23．（2015•赫山区校级三模）如图，平行板电容器经开关K与电池连接，a处有一带电量非常小的点电荷．K是闭合的，U a表示a点的电势，f表示点电荷受到的电场力．现将电容器的B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则（）A．U变大，f变大B．U a变大，f变小C．U a不变，f不变D．U a不变，f变小a24．（2015•东莞市校级模拟）用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图）．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ．实验中，极板所带电荷量不变，若（）A．保持S不变，增大d，则θ变小B．保持S不变，增大d，则θ变大C．保持d不变，减小S，则θ变小D．保持d不变，减小S，则θ变大25．（2015•湖南一模）如图所示，两块较大的金属板A、B相距为d，平行放置并与一电源相连，S闭合后，两板间恰好有一质量为m，带电量为q的油滴处于静止状态，以下说法正确的是（）A．若将S断开，则油滴将做自由落体运动，G表中无电流B．若将A向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G表中有b→a的电流C．若将A向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G表中有b→a的电流D．若将A向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G表中有b→a的电流26．（2015•河西区二模）如图所示：a、b为平行金属板，静电计的外壳接地，合上开关S后，静电计的指针张开一个较小的角度，能使角度增大的办法是（）A．使a、b板的距离增大一些B．使a、b板的正对面积减小一些C．断开S，使a、b板的距离增大一些D．断开S，使a、b板的正对面积增大一些27．（2015•安庆模拟）如图所示，A、B、C为三块竖直平行放置的相同金属板，A、B与电源连接后，用绝缘细线悬挂的带电小球处于静止时，细线与竖直方向的夹角为a，以下判断正确的是（）A．保持K闭合，把C板向右平移一些后，a减小B．保持K闭合，把C板向右平移一些后，a变大C．断开电键K，把C板向右平移一些后，a不变D．断开电键K，把C板向右平移一些后，a变大28．（2014•海淀区模拟）把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接．先使开关S与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关S掷向2端，电容器放电．与电流传感器相连接的计算机所记录这一过程中电流随时间变化的I﹣t曲线如图乙所示．下列关于这一过程的分析，正确的是（）A．在形成电流曲线1的过程中，电容器两极板间电压逐渐减小B．在形成电流曲线2的过程中，电容器的电容逐渐减小C．曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积D．S接1端，只要时间足够长，电容器两极板间的电压就能大于电源电动势E29．（2014•宁夏一模）一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极板之间有一负点电荷（电量很小）固定在P点，如图所示．以E表示两极板间电场强度，U表示负极板电势，ε表示正点电荷在P点的电势能，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（）A．E变大，U降低B．E不变，U升高C．U升高，ε减小D．U升高，ε增大30．（2014•岳阳一模）如图所示，两极板水平放置的平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地．静电计外壳接地．闭合电键S时，带负电的油滴恰好静止于电容器中的P点．下列说法正确的是（）A．若将A极板向下平移一小段距离，平行板电容器的电容将变小B．若将A极板向上平移一小段距离，静电计指针张角变小C．若将A极板向下平移一小段距离，P点电势将升高D．若断开电键S，再将A极板向下平移一小段距离，则带电油滴将向下运动一．选择题（共30小题）1．B 2．B 3．C 4．B 5．D 6．D 7．C 8．B 9．AB 10．D 11．D 12．C 13．A 14．AC 15．C 16．AD 17．C 18．A 19．AD 20．C 21．B 22．ACD 23．B 24．BD 25．BC 26．C 27．A 28．C 29．BD 30．C。

静电场作业答案

电荷体密度为，求板内sD 、d外s 场2强s的D分d 布 s内 s。q
2D ssd
d
o
s
x
D外2d, Dds2
E外20
Dd s
qi
s
s
s内
（侧视图）
2D ss2x
D内x,E内x
5. 图示一球形电容器，在外球壳的内半径b和内外导体间的电压U维持恒定的条件下，内球半径a为多大时，才能使内球面上的电场强度最小？这个
从电势为U的a点，移动到电势为零的bபைடு நூலகம்，若已
知小球在b点的速率为Vb，则小球在a点的速率
Va＝
Vb2
2qU m
。
11. 两根互相平行的长直导线，相距为a，其上均
匀带电，电荷线密度分别为λ1和λ2，则导线单
位长度所受电场力的大小为F0＝ 12/20a 。
1.三图、中计所算示题为一沿 x 轴放置的长度为l的不均匀
S Q
去ΔS后球心处电场强度大小E＝ 4 0R2 4R2 ，其方向为指向S 。
R
O
S
3. 在相对介电常数为εr的各向同性的电介质中，
电位移矢量与场强之间D 的关0系r是E
。
4. 两块“无限大”的带电平行电板，其电荷面密
度分别为(>0)及－2 ，如图所示，试写出各
区域的电场强度E
І区 E大小
/ 20
2. 带电细棒，其电荷线密度为 = 0(x-a), 0为一
3. 常量。取无穷远处为电势零点，求坐标原点o
处
的解电：势U。 dU q
a
O
l
x dx
x
al dx
a 4 0 x
40l0 40a0lnaal

静电场习题-参考答案

静电场习题参考答案一、选择题1C 2D 3D 4D 5B 6C 7C 8B 9D 10B 11B 12B 13C 二、填空1. 002-3E ε、0043E ε2. 06q ε3. 不变减小4. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-π00114r r q ε5. ⎪⎭⎫ ⎝⎛-πR r Q 1140ε6.⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-π20114r R Qq ε7.10114q r R ε⎛⎫- ⎪π⎝⎭8. 2202dSU ε 9.204R q επ10. 2021+4q L επ（） 11. C Fd /2 FdC 212. 不变、减小三、计算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λ=q / L ，在x 处取一电荷元d q = λd 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 xq -+π=ε 总场强为 ⎰+π=Lx d L xL 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．Ｐ Ldd q x(L+d －d ExO2. 解：选杆的左端为坐标原点，x 轴沿杆的方向．在x 处取一电荷元λd x ，它在点电荷所在处产生场强为：()204d d x d xE +π=ελ整个杆上电荷在该点的场强为：()()l d d lx d x E l+π=+π=⎰00204d 4ελελ 点电荷q 0所受的电场力为：()ld d lq F +π=004ελ＝0.90 N 沿x 轴负向3. 解：设内球上所带电荷为Q ，则两球间的电场强度的大小为204r QE επ= (R 1＜r ＜R 2) 两球的电势差⎰⎰π==212120124d R R R R r dr Q r E U ε⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-π=21114R R Q ε∴ 12122104R R U R R Q -π=ε＝2.14×10-9 C4. (1)由高斯定理 024επQE r =求出 204rQ E πε=21R r R <<)11(421021R R Q Edr U R R -==⎰πε5. 解：由高斯定理当r >R 时，20141r QE πε=当r <R 时，r R Q r r R QE 302330241343441πεπππε==以无穷远处为参考点，球内离球心r 处的P 点的电势为⎰⎰⎰∞∞⋅+⋅=⋅=RR r PP l E l E l E V Pϖϖϖϖϖϖd d d 12q沿径向路径积分得32202030122)3(41d 41d 41d d R r R Q r r Qr r R Q rE r E V P R Rr RRr P PP-=⋅+⋅=⋅+⋅=⎰⎰⎰⎰∞∞πεπεπε6. 解：未插导体片时，极板A 、B 间场强为： E 1=V / d 插入带电荷q 的导体片后，电荷q 在C 、B 间产生的场强为：E 2=q / (2ε0S ) 则C 、B 间合场强为：E ＝E 1＋E 2＝(V / d )＋q / (2ε0S )因而C 板电势为： U ＝Ed / 2＝[V ＋qd / (2ε0S )] / 27. 解：应用动能定理，电场力作功等于粒子的动能增量0212-=v m qEl无限大带电平面的电场强度为： E = σ / (2ε0) 由以上两式得 σ = ε0m v 2 / (ql )8. 解：设试验电荷置于x 处所受合力为零，即该点场强为零．()()0142142020=+π-+-πx qx q εε 得 x 2－6x +1=0, ()223±=x m因23-=x 点处于q 、－2q 两点电荷之间，该处场强不可能为零．故舍去．得 ()223+=x md d。

大物静电场作业解答

02
一半径为R的无限长带电圆柱，其体电荷密度为 = 0 r ( r R )， 0为常数，求其圆柱体内的场强（r R），圆柱体外的场强为（r > R）。
R
解：取同轴高斯面r R，由高斯定理得
h
解：取同轴高斯面r > R，由高斯定理得
三.计算题:
真空中一高 h 等于 20 cm ,底面半径 R = 10cm 的圆锥体, 在其顶点与底面中心连线的中点上置一 q ＝ 10-5 C 的点电荷,求通过该圆锥体侧面的电场强度通量.( 0 = 8.85×10-12 N -1 • m -2 )
8
4.在静电场中，下列说法中哪一个是正确的？ [ D ]
5. 有四个等量点电荷在OXY平面上的四种不同组态,所有点电荷均与原点等距,设无穷远处电势为零,则原点O处电场强度和电势为零的组态是: [ D ]
-q
-q
+q
+q
O
-q
+q
-q
+q
O
+q
-q
+q
-q
O
+q
-q
-q
+q
O
则通过圆锥侧面的电场强度通量就等于对整个球面的通量减去通过圆锥底面所截球冠的通量 .
以为圆心、为半径作球面。
r 由几何关系 h
2. 图示一厚度为d 的"无限大"均匀带电平面,电荷密度为,试求板内外的场强分布.并画出场强在x轴的投影值随坐标变化的图线,即Ex-x图线.(设原点在带电平板的中央平面上,ox轴垂直于平板)
,不是 y!
设在均匀电场中，场强E与半径为R的半球面的轴相平行，通过此半球面的电场强度通量为 [ ] 解：利用高斯定理，穿过圆平面的电力线必通过半球面，因此在圆平面上所以通过此半球面的电通量为

高中物理静电场经典习题包含含答案

1．（ 2012 江苏卷）．一充电后的平行板电容器保持两板间的正对面积、间距和电荷量不变，在两板间插入一电介质，其电容C和两极板间的电势差U的变化状况是()A．C和U均增大B．C增大，U减小C．C减小，U增大D．C和U均减小B2（ 2012 天津卷） . 两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞翔，最后走开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中()A．做直线运动，电势能先变小后变大B．做直线运动，电势能先变大后变小C．做曲线运动，电势能先变小后变大D．做曲线运动，电势能先变大后变小C3．（ 2012 安徽卷） . 如下图，在平面直角中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，此中坐标原点 O 处的电势为0 V，点 A 处的电势为 6 V, 点B y(cm)处的电势为 3 V, 则电场强度的大小为( )● B(0,3 )A.200 V/mB.200 3 V/m A(6,0)●C.100 V/mD. 100O x(cm) 3 V/mA4．（ 2012 重庆卷）．空中 P、Q两点处各固定一个点电荷，此中P 点处为正点电荷， P、Q两点邻近电场的等势面散布如题20 图所示， a、 b、 c、 d 为电场中的四个点。

则()A． P、Q两点处的电荷等量同种B． a 点和 b 点的电场强度同样C． c 点的电热低于 d 点的电势D．负电荷从 a 到 c，电势能减少D5. （ 2012 海南卷）对于静电场，以下说法正确的选项是()A ．电势等于零的物体必定不带电B ．电场强度为零的点，电势必定为零C ．同一电场线上的各点，电势必定相等D ．负电荷沿电场线方向挪动时，电势能必定增添D6. （ 2012 山东卷） . 图中虚线为一组间距相等的齐心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。

一带电粒子以必定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a 、b 、c 三点是实线与虚线的交点。

高中物理静电场(精选100题答案)

Q 强大小皆为 k2L2，方向与水平方向成 45°角，因三个点电荷的空间对称性，水平方向合场强为零，总合场
3 2kQ 强为三个场强的竖直分量之和，即 4L2 ，选项 D 正确。
7. 解析：选 A 设在 O 点的球壳为完整的带电荷量为 2q 的带电球壳，则在 M、N 两点产生的场强大
k·2q kq 小为 E0＝2R2＝2R2。题图中左半球壳在 M 点产生的场强为 E，则右半球壳在 M 点产生的场强为 E′＝
4Q·2Q
Q2
FAC＝k 12L2 ＝32kL2
B、C 之间为引力，大小为 Q·2Q Q2
FBC＝k12L2＝8k L2
Q2 F 合＝FAC＋FBC＝40kL2 。
(2)根据三个点电荷的平衡规律，D 为正电荷，且 D 应放在 AB 连线的延长线上靠近 B 的一侧，设 D 到 B 的距离为 x，电荷量为 q，
静电场典型题目 70 题参考答案
1. 解析：选 A 库仑力作用符合牛顿第三定律，即两小球所带电荷量不相等时，相互作用的库仑力
大小相等，因此 α>β 不是电荷量不相等造成的。根据受力平衡条件及 α>β，可得 m1<m2，故 A 正确。
2. 解析：选 D 由于小球 c 所受库仑力的合力的方向平行于 a、b 的连线，根据受
库仑力与 b 对 c 的库仑力关于 Oc 对称，即 qa＝qb，B 正确；对 a、b 整体受力分析可得：因为 a、b 连线
水平，则 ma＝mb，但与 c 的质量关系不能确定，A 错误；因 c 对 a、b 的库仑力关于 Oc 对称，由受力分
析知，细线 Oa、Ob 所受拉力大小相等，C 正确；c 所带电荷量与 a、b 所带电荷量不一定相等，所以 a、
kq
kq

静电场精选练习题(带答案详解)

静电场精选练习题[例3] (2005·全国)图9-36-4中a 、b 是两个点电荷，它们的电量分别为Q 1、Q 2，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?（ ACD ）A ．Q 1、Q 2都是正电荷，且Q 1＜Q 2B ．Q 1是正电荷，Q 2是负电荷，且Q 1>|Q 2| C. Q 1是负电荷，Q 2是正电荷，且|Q 1|＜Q 2 D. Q 1、Q 2都是负电荷，且|Q 1|>|Q 2|(2007·广东理科基础)如图9-36-10所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q 产生的电场线，若带电粒子q （|Q |>>|q |）由a 运动到b ，电场力做正功.已知在a 、b 两点粒子所受电场力分别为F a 、F b ，则下列判断正确的是( )A ．若Q 为正电荷，则q 带正电，F a ＞F bB ．若Q 为正电荷，则q 带正电，F a ＜F bC ．若Q 为负电荷，则q 带正电，F a ＞F bD ．若Q 为负电荷，则q 带正电，F a ＜F b[解析]q 从a 点移到b 点，电场力做正功，表明Q 、q 一定带同种电荷，要么同为正，要么同为负，又因为E a >E b ,故F a >F b ,A 选项正确. [答案]A1-1．一负电荷从电场中A 点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B 点，它运动的速度一时间图象如图9-36-3甲所示，则A 、B 两点所在区域的电场线分布情况可能是图9-36-22乙中的(.C )[真题4] (2006·全国2)ab 是长为l 的均匀带电细杆，P 1、P 2是位于ab 所在直线上的两点，位置如图9-36-15所示，ab 上电荷产生的静电场在P 1处的场强大小为E 1，在P 2处的场强大小为E 2，则以下说法正确的是( ) A ．两处的电场方向相同，E 1＞E 2 B ．两处的电场方向相反，E 1＞E 2 C ．两处的电场方向相同，E 1＜E 2D ．两处的电场方向相反，E 1＜E 2[剖析]由对称性可知，P 1左端杆内4/l 内的电荷与P 1右端4/l 内的电荷在P 1处的场强为零，即P 1处场强E 1是由杆的右端2/l 内电荷产生的.而P 2处场强E 2可看作是杆的右端2/l 内的电荷在P 2处的合场强，由对称性可知，杆的右端2/l 内的电荷在P 2处场强大小也为E 1，若假定杆的右端2/l 内的电荷在处场强为E /，由电场的合成可知：E 2=E 1+E /, E 2>E 1，由此分析可知，两处场强方向相反，故D 选项正确. [答案]D12.(2007·韶关模拟)如图9-36-20所示，把一个带电小球A 固定在足够大的光滑水平绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球B ，现给小球B 一个垂直AB 连线方向的速度V 0，使其在水平桌面上运动，则( ) ACDA ．若A 、B 为同种电荷，B 球一定做速度变大的曲线运动B ．若A 、B 为同种电荷，B 球一定做加速度变大的曲线运动图9－36－ 4 图9－36－ 3图9－36－10 图9－36－15C ．若A 、B 为异种电荷，B 球可能做加速度和速度都变小的曲线运动D ．若A 、B 为异种电荷，B 球速度的大小和加速度的大小可能都不变 13.（2008·广东六校联考）如图9-36-23所示，有完全相同的两个带电金属小球A 、B ，其中A 固定，让B 在A 的正上方H 高处自由下落，B 与A 碰后上升的高度为h ，设A 、B 碰撞过程中没有能量损失，不计空气阻力.则(AD )A ．若两球带等量同种电荷，H=hB ．若两球带不等量同种电荷，H>hC ．若两球带等量异种电荷，H=hD ．若两球带不等量异种电荷，H<h5．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，球c 在xOy 坐标系原点O 上，球a 、c 带正电，球b 带负电，球a 所带电荷量比球b 所带电荷量少．关于球c 受到球a 、球b 的静电力的合力方向，下列说法中正确的是（d ）A ．从原点指向第I 象限B ．从原点指向第Ⅱ象限C ．从原点指向第Ⅲ象限D ．从原点指向第Ⅳ象限6.（2008年广州二模）如图所示，在竖直平面内有水平向右的匀强电场，同一竖直平面内水平拉直的绝缘细线一端系一带正电的小球，另一端固定于0点，已知带电小球受到的电场力大于重力，小球由静止释放，到达图中竖直虚线前小球做(.C ) A ．平抛运动 B ．圆周运动C ．匀加速直线运动D ．匀变速曲线运动7.（2007·宁夏）两个质量相同的小球用不可伸长的细线连结，置于场强为E 的匀强电场中，小球1和小球2均带正电，电量分别为q 1和q 2（q 1＞q 2）.将细线拉直并使之与电场方向平行，如图9-36-17所示,若将两小球同时从静止状态释放，则释放后细线中的张力T 为（不计重力及两小球间的库仑力）(A )A ．121()2T q q E =- B ．12()T q q E =- C ．121()2T q q E =+ D ．12()T q q E =+2.把质量为m 的正点电荷q ，在电场中由静止释放，在它运动过程中如果不计重力，下述正确的是( ) CDA.点电荷运动轨迹必与电场线重合B.点电荷的速度方向，必和所在点的切线方向一致C.点电荷的加速度方向,必和所在点的电场线的切线方向一致D.点电荷的受力方向,必和所在点的电场线的切线方向一致3－1.（2008年广州二模）用两根等长的细线各悬一个小球，并挂于同一点，已知两球质量相等，当它们带上同种电荷时，相距L 而平衡，如图所示．若使它们的带电量都减少一半，待它们重新平衡后，两球间距离( )A ．大于L/2 3-1.A[设两小球之间的距离为L ，绳长为l ，带电量分别为q 1，q 2，任选一个小球做为研究对象，列平衡方程有22221)2/(2/tan L l L mg mg r q q k-==θ，讨论即可]图9－36－23 E球1球2图9－36－17根据平衡条件，有： F=mgtanθ由题，两球的电量减小一半，若距离不变，根据库仑定律知，库仑力减小为 1 4 ；假设两球的电量减小一半，若距离也减小一半，库仑力不变；由于角度θ减小，故F 库＞mgtanθ，不能平衡，间距要变大，即大于 L 2 ；故选：A ．B ．等于L/2C ．小于L/2D ．等于L3－2.（2008年汕头二模）如图9-36-13有同种电荷的小球A 、B 示方向的水平推力F 作用于小球B，则两球静止于图示位置，如果将小球B 两球重新平衡时的受力情况与原来相比（） A. 推力F 将增大B ．竖直墙面对小球A 的弹力增大C ．地面对小球B 的弹力一定不变D ．两个小球之间的距离增大CD[隔离A 球和B 球，其受力如图9－36－14所示，对A 球有g m F A =θcos 斥，B 向左运动，θ减小，故F 斥减小，由221r q q kF ＝斥可知两球的距离r 变大，故D 正确. 对B 球有θsin 斥F F =，因F 斥减小，θ减小，故F 减小,故A 错.把A 、B 两球视为一整体，A 、B 之间的库仑力为内力不考虑，整体受力如图9－36－15所示：由图可知，地面对B 的弹力一定不变,故C 正确.墙壁对A 球的作用力减小,B2-1.如图9-36-6所示，中子内有一个电荷量为e 32+的上夸克和两个电荷量为e 31-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.2r ke B.23r ke C.29r ke D.232r ke18. 竖直绝缘墙壁上的Q 处有一固定的小球A ,在Q 的正上方的P 点用绝缘丝线悬挂另一小球B , A 、B 两小球因带电而相互排斥,致使悬线与斥BF 斥A B A9-36-15竖直方向成θ角,如图9-36-9(a)所示.由于漏电,使A 、B 两小球的电荷量逐渐减少,悬线与竖直方向夹角θ逐渐减小,如图9-36-9(b)所示.则在电荷漏完之前悬线对悬点P 的拉力的大小将( )A.保持不变B.先减小后增大C.逐渐减小D.逐渐增大e 2+3e -3e -图9－36－4。

人教高二物理选修3—1第一章静电场练习含答案 word版含解析答案

（高二）人教物理选修3—1第一章静电场练习含答案人教选修3—1第一章静电场1、(双选)当用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后，金属箔片张开。

此时，金属箔片所带电荷的电性和起电方式是( ) A ．正电荷 B ．负电荷 C ．接触起电D ．感应起电2、如图所示，光滑绝缘水平面上固定金属小球A ，用原长为L 0的绝缘弹簧将A 与另一个金属小球B 连接，让它们带上等量同种电荷，弹簧伸长量为x 1，若两球电荷量各漏掉一半，弹簧伸长量变为x 2，则有( )A.x 2＝12x 1 B ．x 2＝14x 1 C ．x 2＞14x 1D ．x 2＜14x 13、如图所示，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 点处的电场强度为零，则d 点处电场强度的大小为(k 为静电力常量)( )A ．k 3qR 2 B ．k 10q 9R 2 C ．k Q ＋qR 2D ．k 9Q ＋q 9R 24、如图所示，Q 是带正电的点电荷，P 1、P 2为其产生的电场中的两点，若E 1、E 2分别为P 1和P 2两点的电场强度的大小，φ1、φ2分别为P 1和P 2两点的电势，则( )A ．E 1>E 2，φ1>φ2B ．E 1>E 2，φ1<φ2C ．E 1<E 2，φ1>φ2D ．E 1<E 2，φ1<φ25、(多选)如图所示的等量异号电荷中，A带正电，B带负电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，且ab＝bc，则()A．a点与c点的电场强度相同B．a点与c点的电势相等C．a、b间电势差与b、c间电势差相等D．点电荷沿AB中垂线移动时，电场力不做功6、a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点。

静电场习题答案

d 4x x( d x) 0
d- 4x = 0, x = d/4
6.(0250)在强度的大小为E，方向竖直向上的匀强电场中，有一半径为R的半球形光滑绝缘槽放在光滑水平面上(如图所示)．槽的质量为M，一质量为m带有电荷＋q 的小球从槽的顶点A处由静止释放．如果忽略空气阻力且质点受到的重力大于其所受电场力，求： (1) 小球由顶点A滑至半球最低点Ｂ时相对地面的速度； (2) 小球通过B点时，槽相对地面的速度； (3) 小球通过B点后，能不能再上升到右端最高点C？ E E 解：设小球滑到B点时相对地的速度为v，槽相对地的速度为
［ B ］
a
b
4.（1076）点电荷-q位于圆心O处，A、B、C、D为同一圆周上的四点，如图所示．现将一试验电荷从A点分别移动到B、C、D各点，则 (A) 从A到B，电场力作功最大． (B) 从A到C，电场力作功最大． (C) 从A到D，电场力作功最大． -q (D) 从A到各点，电场力作功相等．［D ］ A B O
O
a a
x
a 4.(1025) 电荷面密度分别为+δ和－δ的两块“无限大”均匀带电平行平面，分别与x x 轴垂直相交于x1＝a，x2＝－a 两点．设坐标原点O处电势为零，试求空间 - 的电势分布表示式并画出其曲线．
z
a
+
解：由高斯定理可得场强分布为： E =-δ/ ε0 (－a＜x＜a) E=0 (－∞＜x＜－a ，a＜x＜＋∞) 由此可求电势分布：在－∞＜x≤－a区间
Q
2.（1010）带电细线弯成半径为R的半圆形，电荷线密度为λ=λ0sinφ，式中λ0为一常数，φ为半 y 径R与x轴所成的夹角，如图所示．试求环心O处的电场强度．解：在φ处取电荷元，其电荷为: dq =λdl = λ0Rsinφ dφ 它在O点产生的场强为在x、y轴上的二个分量

大学物理静电场作业题参考答案

解得 q 2l sin 4 0mg tan 7.3.4 长 l =15.0cm的直导线AB上均匀地分布着线密度 =5.0x10-9C·m-1的正电荷．试
求：(1)在导线的延长线上与导线B端相距 a1 =5.0cm处 P 点的场强；(2)在导线的垂直平分线上与导线中点相距 d2 =5.0cm 处 Q 点的场强．
S
(D) 曲面 S 的电场强度通量不变，曲面上各点场强变
化．
题 7.1（2）图
[答案 D ]
（3）在电场中的导体内部的 [ ] （A）电场和电势均为零；（B）电场不为零，电势均为零；（C）电势和表面电势相等；（D）电势低于表面电势。 [答案：C]
（4）两个同心均匀带电球面，半径分别为 Ra 和 Rb (Ra＜Rb), 所带电荷分别为 Qa 和
Uo
4U1
4
8.99
109
1.25 5
108 102
8.99 103V
(2)根据电势差的定义，有UO q0 (U UO )
选取无穷远处为电势零点WO q0 (U UO ) 8.99 106 J
电场力做负功，说明实际需要外力克服电场力做功。
题 7.3.11 图 7.3.11 如题7.3.11图所示，在 A ，B 两点处放有电量分别为+ q ,- q 的点电荷，AB
解：如题 7.3.4 图所示
(1) 在带电直线上取线元 dx ，其上电量 dq 在 P 点产生场强为 dEP
1 4π 0
dx (a x)2
EP
dE P
4π 0
l 2 l 2
dx (a x)2
4π 0
[ a
1
l
1 a

静电场练习(含答案)

静电场练习一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确的选项前的符号填在括号内) 1．在真空中的一个点电荷的电场中，离该点电荷距离为r0的一点引入电荷量为q的检验电荷，所受静电力为F，则离该点电荷为r处的场强大小为() A．F/q B．Fr20/(qr2)C．Fr0/qr D.Fqrr0解析由库仑定律，得：F＝kqQr20，在r处的场强E＝kQr2，得E＝Fr20qr2，故B选项正确．答案 B2.如图所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM＝MN.P点在y轴右侧，MP⊥ON.则()A. M点的电势比P点的电势高B．将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功C. M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D．在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动解析过M、P、N做等势线，可得到过P点的等势线通过M、N之间，因顺着电场线电势降低，则有φM>φP>φN，故A选项正确；将负电荷由O点移到P 点，因U OP>0，所以W＝－qU OP<0，则电场力做负功，故B选项错误；由U＝Ed可知，MN间的平均场强小于OM间的平均场强，故MN两点间的电势差小于OM两点间的电势差，C选项错误；根据电场线的分布特点会发现，电场线关于y轴两边对称，故y轴上的场强方向在y轴上，所以在O点静止释放一带正电粒子，其所受电场力沿y轴正方向，则该粒子将沿y轴做直线运动，故D选项正确．答案AD3.空间存在竖直向上的匀强电场，质量为m的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹如图所示．在相等的时间间隔内()A．重力做的功相等B．电场力做的功相等C．电场力做的功大于重力做的功D．电场力做的功小于重力做的功解析本题考查了带电粒子在电场中运动的功能问题．带电粒子进入电场后做水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动，即为类平抛运动，故－带电微粒的动能增大，且在运动过程中，重力做负功，电场力做正功，即W电W G＝ΔE k>0，故W电>W G.答案 C4.如图所示，在点电荷Q的电场中有a、b两点，两点到点电荷的距离r a<r b.设a、b两点场强大小分别为E a和E b，电势分别为φa和φb，则() A．E a一定大于E b，φa一定大于φbB．E a一定大于E b，φa可能小于φbC．E a一定大于E b，φa可能大于φbD．E a可能小于E b，φa可能小于φb解析电场中某点的电场强度E和电势φ没有联系，电场中某点的电势与零势点的选取有关，故B、C选项正确．答案BC5.A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度－时间图象如图所示．则这一电场可能是()解析由v－t图象可知微粒的速度减小，加速度增大，可知微粒所受电场力方向由B指向A，从A到B的过程中电场力逐渐增大，结合粒子带负电，可以判断电场线方向由A指向B且越来越密，故A选项正确．答案 A6．一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比．若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降；若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升．若两极板间电压为－U，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是()A．2v、向下B．2v、向上C．3v、向下D．3v、向上解析由电容器两极板间电压为0，油滴以速度v匀速下降时，油滴受力如图①所示，则有mg＝Ff1，①Ff1＝k v.②若极板间电压为U时，受力如图②所示，＝Ff2＋mg，③则有F电Ff2＝k v，④若极板间电压为－U时，油滴受力如图③所示，则有F电＋mg＝Ff3，⑤Ff3＝k v′.⑥由①②③④⑤⑥联立可解得v′＝3v，且方向向下，故选C.答案 C7.(2012·新课标全国)如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子()A．所受重力与电场力平衡B．电势能逐渐增加C．动能逐渐增加D．做匀变速直线运动解析带电粒子在平行板电容器之间受到两个力作用，一是重力mg，方向竖直向下，二是电场力F＝qE，方向垂直极板向上．因为二力均为恒力，已知带电粒子做直线运动，所以此二力的合力一定在粒子运动的直线轨迹上，根据牛顿第二定律可知，该粒子做匀减速直线运动，故选项D正确，选项A、C错误；从粒子运动的方向和电场力的方向可判断出，电场力对粒子做负功，粒子的电势能增加，故选项B正确．答案BD8.如图所示，在两个电荷量均为＋q的点电荷连线中点O与中垂线上某点P 中，正确的关系是()A. φO<φP，EO>EPB. φO>φP，EO<EPC．将正电荷从O点移到P点，电场力做正功D．将正电荷从O点移到P点，电场力做负功解析等量同种电荷连线中点场强为零，中垂线上其他点合场强沿中垂线向外，所以E P>E O，φP<φO，选项A错误，选项B正确．将正电荷由O点移到P 点，是沿着电场力移动，电场力做正功，选项C正确，选项D错误．答案BC9.如图所示是一个说明示波管工作的原理图，电子经加速电场(加速电压为U1)加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时偏转量是h，两平行板间的距离为d，电压为U2，板长为l，每单位电压引起的偏移hU2叫做示波管的灵敏度，为了提高灵敏度，可采用下列哪些方法()A．增大U1B．减小lC．减小d D．增大U2解析电子经过加速电场U1加速，由动能定理，可得eU1＝12m v21，进入偏转电场后，偏转量h＝12at2＝eU2l22dm v21＝eU2l24eU1d＝U2l24U1d，可得hU2＝l24U1d，由此式可知C选项正确．答案 C10.如图所示，用绝缘细线拴一带负电小球，在竖直平面内做圆周运动，匀强电场方向竖直向下，则()A．当小球运动到最高点a时，线的张力一定最小B．当小球运动到最低点b时，小球的速度一定最大C．当小球运动到最高点a时，小球的电势能最小D．小球在运动过程中机械能不守恒解析若qE＝mg，小球将做匀速圆周运动，球在各处对细线的拉力一样大．若qE<mg，球在a处速度最小，对细线的拉力最小．若qE>mg，球在a处速度最大，对细线的拉力最大．故选项A、B错误．a点电势最高，负电荷在电势最高处电势能最小，故选项C正确．小球在运动过程中除重力外，还有电场力做功，机械能不守恒，选项D正确．答案CD第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、填空题(每小题5分，共20分)11．质量为m，电荷量为q的质点，在静电力作用下以恒定速率v沿圆弧由A运动到B，其速度方向改变θ角，AB弧长为s，则A、B两点的电势差U AB＝________，AB中点的场强大小E＝________.解析由动能定理qU AB＝ΔE k＝0，所以U AB＝0.质点做匀速圆周运动R＝s θ静电力提供向心力有qE＝m v2 R.解得E＝m v2θqs.答案0m v2θqs12．在真空中两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量均为2×10－8C，相距20 cm，则它们之间的相互作用力为________N，在两者连线的中点处，电场强度大小为________N/C.答案9×10－5 3.6×10413.如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，且相邻两等势面的电势差相等，一正电荷在等势面φ3上时具有动能60 J，它运动到等势面φ1上时，速度恰好为零，令φ2＝0，那么，当该电荷的电势能为12 J时，其动能大小为________J.解析以φ2的电势为零，由能量守恒可知，电荷的电势能和动能的总和保持不变，由题意可知每经过一个等势面带电粒子的动能减少30 J，则在等势面φ2上时动能为30 J，电势能为0，则总能量为30 J，故当电势能为12 J时，动能为18 J.答案1814.如图所示，真空中有一电子束，以初速度v0沿着垂直场强方向从O点进入电场，以O点为坐标原点，沿x轴取OA＝AB＝BC，再自A、B、C作y轴的平行线与电子径迹分别交于M、N、P点，则AM:BN:CP＝________，电子流经M、N、P三点时沿x轴的分速度之比为________．答案1:4:91:1:1三、计算题(本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤)15．(10分)如图所示是示波器的示意图，竖直偏转电极的极板长L1＝4 cm，板间距离d＝1 cm.板右端距离荧光屏L2＝18 cm，电子沿中心线进入竖直偏转电场的速度是v ＝1.6×107 m/s ，电子电荷量e ＝1.6×10－19 C ，质量m ＝0.91×10－30kg.要使电子束不打在偏转电极上，加在竖直偏转电极上的最大偏转电压U 不能超过多大？解析由类平抛运动的知识，得d 2＝12at 2. 由牛顿第二定律，得a ＝Uedm . 飞行时间t ＝L 1v .联立以上各式，得最大偏转电压U ＝md 2v 2eL 21＝91 V .即加在竖直偏转电极上的最大偏转电压不能超过91 V . 答案 91 V 16.(14分)如图所示，ab 是半径为R 的圆的一条直径，该圆处于匀强电场中，场强大小为E ，方向一定，在圆周平面内，将一带正电荷q 的小球从a 点以相同的动能抛出，抛出方向不同时，小球会经过圆周上不同的点，在所有的这些点中，到达c 点时小球的动能最大．已知∠cab ＝30°，若不计重力和空气阻力，试求：(1)电场方向与ac 间的夹角θ为多大？(2)若小球在a 点时初速度方向与电场方向垂直，则小球恰好能落在c 点，那么初动能为多大？解析(1)带正电小球从a 点抛出后，仅在电场力作用下，运动到圆周上的c 点，且具有最大动能，则说明在圆周上c 点与a 点的电势差最大，过c 点做圆的切线即为该匀强电场的等势线，故电场的方向沿Oc 方向，如图所示．电场方向与ac 间的夹角为30°.(2)设初速度为v 0，垂直电场方向带正电小球做匀速运动，有R ·sin60°＝v 0t ；平行于电场方向带正电小球做匀加速直线运动，有 R ＋R cos60°＝12at 2，根据牛顿第二定律得qE ＝ma ，联立以上各式解得 E k a ＝12m v 20＝EqR 8. 答案 (1)30° (2)EqR 8 17.(16分)如图所示，光滑斜面倾角为37°，一带有正电的小物块质量为m ，电荷量为q ，置于斜面上，当沿水平方向加有如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变化为原来的12，求：(1)原来的电场强度大小；(2)物块运动的加速度；(3)沿斜面下滑距离为L 时物块的速度大小．(g 取10 m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)解析 (1)物体受到的力有重力mg ，支持力F N .静电力F ＝qE ，如图． qE ＝mg tan37°∴E ＝mg tan37°q＝3mg 4q . (2)当电场强度变为原来的12时，物块在斜面方向有mg sin θ－q E 2cos θ＝ma .∴a ＝g sin37°－12g sin37°＝3.0 m/s 2.方向沿斜面向下．(3)由动能定理，得mgL sin37°－qE′L cos37°＝12m v2－0.解得v＝6L m/s.答案(1)3mg 4q(2)3.0 m/s2方向沿斜面向下(3)6L m/s。

(完整版)静电场练习题及答案

静电场练习题一、电荷守恒定律、库仑定律练习题4．把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是 [ ]A．带有等量异种电荷 B．带有等量同种电荷C．带有不等量异种电荷 D．一个带电，另一个不带电8．真空中有两个固定的带正电的点电荷，其电量Q1＞Q2，点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时，正好处于平衡，则 [ ]A．q一定是正电荷 B．q一定是负电荷C．q离Q2比离Q1远D．q离Q2比离Q1近14．如图3所示，把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起，若将带电量为4×10-8库的小球B靠近它，当两小球在同一高度相距3cm时，丝线与竖直夹角为45°，此时小球B受到的库仑力F＝______，小球A带的电量q A＝______．二、电场电场强度电场线练习题6．关于电场线的说法，正确的是 [ ]A．电场线的方向，就是电荷受力的方向B．正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动C．电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大D．静电场的电场线不可能是闭合的7．如图1所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用E A、E B表示A、B两处的场强，则 [ ]A．A、B两处的场强方向相同B．因为A、B在一条电场上，且电场线是直线，所以E A＝E BC．电场线从A指向B，所以E A＞E BD．不知A、B附近电场线的分布情况，E A、E B的大小不能确定8．真空中两个等量异种点电荷电量的值均为q，相距r，两点电荷连线中点处的场强为 [ ]A．0 B．2kq／r2 C．4kq／r2 D．8kq／r29．四种电场的电场线如图2所示．一正电荷q仅在电场力作用下由M点向N点作加速运动，且加速度越来越大．则该电荷所在的电场是图中的 [ ]11．如图4，真空中三个点电荷A、B、C，可以自由移动，依次排列在同一直线上，都处于平衡状态，若三个电荷的带电量、电性及相互距离都未知，但AB＞BC，则根据平衡条件可断定 [ ]A．A、B、C分别带什么性质的电B．A、B、C中哪几个带同种电荷，哪几个带异种电荷C．A、B、C中哪个电量最大D．A、B、C中哪个电量最小二、填空题12．图5所示为某区域的电场线，把一个带负电的点电荷q放在点A或B时，在________点受的电场力大，方向为______．16．在x轴上有两个点电荷，一个带正电荷Q1，另一个带负电荷Q2，且Q1＝2Q2，用E1、E2表示这两个点电荷所产生的场强的大小，则在x轴上，E1＝E2的点共有____处，其中_______处的合场强为零，______处的合场强为2E2。

静电场练习题及答案

静电场应用题__附答案详解

3、如图所示，空间存有着强度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/s 2.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. 解析：（1）由小球运动到最高点可知，小球带正电（2分）（2）设小球运动到最高点时速度为v ，对该过程由动能定理有，21()2qE mg L mv-=①（2分）在最高点对小球由牛顿第二定律得，2T v F mg qE m L +-=②（2分）由①②式解得，F T =15N （1分）（3）小球在细线断裂后，在竖直方向的加速度设为a ，则qE mga m-=③（2分）设小球在水平方向运动L 的过程中，历时t ，则L=v t ④（1分）设竖直方向上的位移为s ，则212s at=⑤（1分）由①③④⑤解得，s=0.125m （2分）∴小球距O 点高度为s+L =0.625m. （1分）4、如图所示．半径为r 的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有质量为m 的带正电的珠子，空间存有水平向右的匀强电场，珠子所受静电力是其重力的3/4倍．将珠子从环上最低点A 静止释放，求珠子所能获得的最大动能E k .。

解：珠子沿圆环先做加速运动，后做减速运动，设其运动至跟圆心连线与竖直方向的夹角为θ时，切向合力为零，珠子在此位置时速度最大，动能最大，则有sin cos mg F θθ=电所以tan F mg θ=电，则3sin 5θ=，4cos 5θ= 由动能定理E km ＝qE·rsin θ-mgr （1-cos θ）=mgr/45、如图所示，水平地面上方分布着水平向右的匀强电场。

第1章静电场作业题14份人教版附答案和解释

合用精选文件资料分享第 1 章静电场作业题14 份（人教版附答案和解说）习题课【基础练】 1 ．以下说法中正确的选项是 ( ) A ．点电荷就是体积很小的带电体 B ．点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体 C.依据 F= kq1q2r2 假想当 r →0时得出 F→∞ D．静电力常量的数值是由实验得出的答案 D 解析由点电荷的看法知， A、B均错 . 当两电荷间距离 r →0时，两电荷已不可以看作点电荷 , 库仑定律不再合用， C错. 而静电力常量是由实验测出的，故 D项正确 .0 时，两电荷已不可以看作点电荷，库仑定律不再合用， C错．而静电力常量是由实验测出的，故 D项正确． 2 ．半径为 R的两个较大金属球放在绝缘桌面上，若两球都带等量同种电荷 Q时它们之间的静电力为 F1，两球带等量异种电荷 Q与－ Q时静电力为 F2，则 () A ．F1>F2B．F1<F2 C．F1＝F2 D．不可以确立答案 B 解析由于两个金属球较大，相距较近，电荷间的互相作用力使电荷分布不均匀，故不可以简单地把两球看作点电荷．带同种电荷时，两球的电荷在距离较远处分布得多一些，带异种电荷时，在距离较近处分布得多一些，可见带同种电荷时两球电荷中心间距离大于带异种电荷时电荷中心间距离，所以有 F1<F2故 B 项正确． 3 ．半径同样的金属球A、B 带有相等电荷量 q，相距必定距离时，两球间的库仑力为 F，今让第三个与 A、B 同样的不带电的金属球 C 先后与 A、B接触，今后再移开，此时 A、B 间的互相作用力大小可能是 ()A．F/8 B ．F/4 C ．3F/8 D ．3F/4 答案AC 解析A、B 间的互相作用力为 F，可能是斥力，也可能是引力．若A、B 间为斥力，则 A、B带等量同种电荷，经 C 操作后， qA＝q/2 ，qB＝3q/4 ，此时互相作用力 F1＝kqAqB/r2 ＝3F/8 ，C 正确，若 A、B 间为引力，则 A、B 带等量异种电荷，设 A 带＋ q，B 带－ q，经操作后 qA′＝ q/2 ，qB′＝－ q4，则 A、B 间的互相作用力为 F/8 ，故 A 选项也正确． 4 ．如图 1 所示，三个完满同样的金属小球 a、b、c 位于等边三角形的三个极点上． 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 遇到 a和 b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是() 图 1 A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 答案 B 解析据“同电相斥，异电相吸”规律，确立电荷 c 遇到 a 和 b 的库仑力方向，考虑a 的带电荷量小于b 的带电荷量，故 Fac 与 Fbc 的合力只好为 F2，选项 B 正确． 5 ．两个半径为 R的同样的金属球，分别带 q 和－ 3q 的电荷量．当球心相距 r ＝3R 搁置时，两球互相作用力为 F. 若将两球接触后放回本来的地址，则两球之间的互相作用力()A．等于 F B．等于 13F C．大于 13F D．小于 13F 答案 D 解析当两球接触后电荷先中和再均分，即两球的带电荷量均为－q. 本来两球心相距r＝3R，由于电荷之间是引力，当将两球的电荷看作点电荷时，其点电荷间的距离 r1<r ＝3R，由库仑定律可得 F ＝kq?3qr21>k3q2(3R)2 ＝kq23R2 两球接触后，再放回原处，当将两球的电荷看作点电荷时，由于电荷间是斥力，则两点电荷间的距离 r2>r ＝3R，由库仑定律可得 F′＝ kq2r22<kq2(3R)2 ＝′<13F.应选项 D 正确． 6 ．如图 2 所示，三个点电荷 q1、q2、q3 固定在一条直线上， q2 与 q3 间距离为 q1 与q2 间距离的 2 倍，每个点电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判断，三个电荷的电荷量之比q1∶q2∶q3 为()图2 A．( －9) ∶4∶( － 36) B．9∶4∶36 C．( －3) ∶2∶( － 6) D．3∶2∶6答案 A 解析每个点电荷所受静电力的合力为零，由口诀“三点共线，两大夹小，两同夹异”，可除掉 B、D选项．考虑 q2 的均衡：由 r12 ∶r23 ＝1∶2，据库仑定律得 q3＝4q1；考虑 q1 的均衡：r12 ∶r13 ＝1∶3，同理得q3＝9q2，即 q2＝19q3＝49q1，故 q1∶q2∶q3＝1∶49∶4＝9∶4∶36. 考虑电性后应为 ( －9) ∶4∶( － 36) 或 9∶( －4)∶36. 只有 A 正确．【提高练】 7 ．以以下图中 A 球系在绝缘细线的下端，B球固定在绝缘平面上，它们带电的种类以及地址已在图中标出． A球可保持静止的是 ()答案AD8．如图 3 所示，竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的小球A，在 Q的正上方 P 点用绝缘线悬挂一个小球 B，A、B 两小球因带电而互相排斥，以致悬线与竖直方向成θ角．由于漏电， A、B 两小球的电荷量逐渐减小，悬线与竖直方向夹角θ逐渐减少，则在漏完电从前，拉力的大小将( ) 图3 A ．保持不变B ．先变小后变大C．逐渐变小D．逐渐变大答案 A 解析题述是物体的准静态均衡过程．首先应给出物体受力解析图，如图甲所示．小球 B 受三个力作用，它们构成力的矢量三角形，如图乙所示 ( 要点在各力之间的夹角 ) ．修筑好矢量三角形后，可得它与题图中△ PAB相似，利用 GPA＝FTPB可得PB 绳拉力不变，应选 A. 9．不带电的金属球 A 的正上方有一点 B，该处有带电液滴自静止开始落下，到达 A 球后电荷所有传给 A 球，不计其他的影响，则以下表达中正确的选项是( ) A．第一液滴做自由落体运动，今后的液滴做变加速直线运动，并且都能到达 A 球 B ．当液滴下落到重力等于库仑力地址时，速度为零 C．当液滴下落到重力等于库仑力地址时，开始做匀速运动 D．必定有液滴没法到达 A 球答案 D 解析带电液滴落在 A 上后，因其电荷所有传给 A 球，A上的电荷量变多， A球与液滴间的斥力逐渐增大，设某液滴下落过程中在库仑力和重力作用下，先加速再减速，到达 A 球时速度恰好为零．则今后再滴下的液滴将没法到达 A 球．谈论液滴达到最大速度的一瞬时，库仑力与重力均衡． 10 ．如图 4 所示，悬挂在 O点的一根不可以伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球 A. 在两次实验中，均缓慢挪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 处于受力均衡状态，此时悬线偏离竖直方向的角度为θ. 若两次实验中 B的电荷量分别为 q1 和 q2，θ分别为 30°和45°，则 q2/q1 为( ) 图 4 A ．2 B ．3 C．23 D．33 答案 C 解析设细线长为 l.A 处于均衡状态，则库仑力 F＝mgtan θ. 依据库仑定律 F＝kq1q2r2 知当θ1＝30°时，有 kq1qr21 ＝mgtan 30°，r1＝lsin 30°；当θ2＝45°时，有 kq2qr22 ＝mgtan 45°， r2 ＝lsin 45°，联立得 q2q1＝23. 谈论本题中的 A、B 在同一条水平线上，所以库仑力也在水平方向上． 11 ．如图 5 所示，图 5 一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球 B，静止在图示地址，若固定的带正电的小球 A的电荷量为 Q，B 球的质量为 m，带电荷量为 q，θ＝30°， A和 B 在同一条水平线上，整个装置处于真空中，求 A、B 两球间的距离．答案 3kQqmg解析对小球 B 受力解析，以以以下图，小球 B 受竖直向下的重力 mg，沿绝缘细线的拉力 FT，A 对它的库仑力 FC. 由力的均衡条件，可知 FC＝mgtan θ依据库仑定律 FC＝kQqr2 解得 r＝kQqmgtan θ＝ 3kQqmg 12．两根圆滑绝缘棒在同一竖直平面内，两棒与水平面间均成 45°角，棒上各穿有一个质量为 m、带电荷量为Q的同样小球，如图 6 所示．现让两球同时从同一高度由静止开始下滑，则当两球相距多远时，小球的速度达到最大值？图6 答案kQ2mg 解析小球在下滑过程中先加速后减速，当a＝0 时，速度达到最大值，此时两球相距L. 对任一小球，此时重力、弹力、库仑力三者的合力为零．F＝kQ2L2，Fmg＝tan 45°，解之得 L＝ kQ2mg. 13．一条长3L的绝缘细线穿过两个完满同样且质量都是m的小金属环A、B，将线的两端固定于同一点 O，如图 7 所示，当金属环带电后，由于两环间的静电斥力使细线构成一等边三角形，此时两环恰好处于同一水平线上．若不计环与线间的摩擦，两环所带电荷量各为多少？图 7 答案L 3mgk L 3mgk 解析由于两金属环完满同样，所以带电后再分开时，所带电荷量应同样，设为 q. 视小环为点电荷，均衡时两环与 O点之间恰好是一等边三角形，所以环的两边拉力相等．对 B 进行受力解析，如右图所示．正交分解可得：FTcos 30°＝ mg和 FT＋FTsin 30°＝kq2L2，解得 q＝L 3mgk.。