长沙县九中高二静电场知识培优提升训练(针对高三)

长沙县九中高二静电场知识培优提升训练一、例题讲解。

例1.空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示．下列说法中正确的是：A．O点的电势最低B．x2点的电势最高C．x1和－x1两点的电势相等D．x1和x3两点的电势相等答案：C解析：电势高低与场强大小无必然联系．O点场强为0，电势不一定最低，A错；x2点是场强正向最大的位置，电势不是最高，B错；将电荷从x1移到－x1可由题图知电场力做功为零，故两点电势相等，而把电荷从x1移到x3电场力做功不为零，C对，D错．例2．如图所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量正电的点电荷M、N，分别固定在A、B两点，O为AB连线的中点，CD为AB的垂直平分线，在CO之间的F点由静止释放一个带负电的小球P(设不改变原来的电场分布)，在以后的一段时间内，P在CD连线上做往复运动，若( )A．小球P的带电荷量缓慢减小，则它往复运动过程中振幅不断减小B．小球P的带电荷量缓慢减小，则它往复运动过程中每次经过O点时的速率不断减小C．点电荷M、N的带电荷量同时等量地缓慢增大，则小球P往复运动过程中周期不断减小D．点电荷M、N的带电荷量同时等量地缓慢增大，则小球P往复运动过程中振幅不断减小答案：BCD解析：本题考查电场力与电荷量、场强的关系，电场力做功与动能的关系．若小球P的带电荷量缓慢减小，则小球运动到某位置时受到的电场力减小，小球从平衡位置运动到最大位移过程中克服电场力做的功少了，故能够到达更远处，振幅增大，A项错误；此种情况，小球从最大位移向平衡位置运动的过程中，由于电场力做的功减小，所以到达平衡位置的动能减小，速度减小，B项正确；点电荷M、N的带电荷量同时等量地缓慢增大，小球在某位置受到的电场力逐渐增大，回复加速度增大，故周期减小，此种情况小球从平衡位置到最大位移过程中因电场力增大，故能到达的最大位移减小，振幅减小，C、D项均正确．例3、两带电量分别为q和－q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上场强大小E与x 关系的是图( )A B C D答案：A解析：根据两等量异种点电荷周围的电场线可直观地看出，连线的中点场强最小，但不为零，关于中点对称的两点场强大小相等，方向相同，所以两点电荷的连线上的场强先减小后增大，A正确．例4、如图所示，在真空中一条竖直向下的电场抛物线上有a、b两点．一带电质点在a处由静止释放后沿电场线向上运动，到达b点时速度恰好为零．则下面说法正确的是( )A．该带电质点一定带正电荷B ．该带电质点一定带负电荷C ．a 点的电场强度大于b 点的电场强度D ．质点在b 点所受到的合力一定为零 答案：BC解析：带电质点由a 点释放后向上运动，可知合力方向向上，而质点所受重力竖直向下，故电场力一定竖直向上，与电场线方向相反，可知该质点一定带负电，B 项正确，A 项错；带电质点到b 点时速度又减为零，可知向上运动过程中，合力先向上再向下，即重力不变，电场力减小，可知a 处电场强度大于b 处电场强度，C 项正确，D 项错．二、习题训练。

1．一带电油滴在匀强电场E 中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下．若不计空气阻力，则此带电油滴从a 运动到b 的过程中，能量的变化情况为( )A ．动能减小B ．电势能增加C ．动能和电势能之和减小D ．重力势能和电势能之和增加答案：C解析：该油滴从a 点进入电场，根据其轨迹的弯曲趋势，可以判断静电力一定竖直向上，且静电力大于重力，所以油滴带负电荷．运动过程中合力向上做正功，根据动能定理，油滴动能变大，A 错误；静电力做正功，电势能必然减少，B 错误；该处能量定恒的形式表现为电势能、机械能(动能＋重力势能)之和守恒．根据能量守恒定律，既然动能增加，则重力势能与电势能之和一定减少，D 错误；油滴上升，重力势能变大，动能和电势能之和必然减少．2．如图所示，在y 轴上关于O 点对称的A 、B 两点有等量同种点电荷＋Q ，在x 轴上C 点有点电荷－Q ，且CO ＝OD ，∠ADO ＝60°.下列判断正确的是( )A ．O 点电场强度为零B ．D 点电场强度为零C ．若将点电荷＋q 从O 移向C ，电势能增大D ．若将点电荷－q 从O 移向C ，电势能增大 答案：BD解析：A 、B 两点处的点电荷在O 点处形成的电场的合场强为零，因此O 点处的电场强度应等于C 点处的点电荷在O 点形成的电场的电场强度．A 错；A 、B 、C 三处点电荷在D 点处形成的电场强度分别为E DA ＝k Q r 2，E DB ＝k Q r 2，E DC ＝k Q r 2，所以D 点合电场强度为E D ＝k Q r 2－2k Qr 2cos 60°＝0，故B 对；将点电荷＋q从O 移向C 时，电场力做正功，故电势能减小，C 错；将点电荷－q 从O 移向C 时，电场力做负功，故电势能增大，D 对．3．(2010·天津理综)在静电场中，将一正电荷从a 点移到b 点，电场力做了负功，则( ) A ．b 点的电场强度一定比a 点大 B ．电场线方向一定从b 指向a C ．b 点的电势一定比a 点高 D ．该电荷的动能一定减小 答案：C解析：电场力做负功，该电荷电势能增加，正电荷在电势高处电势能较大，C 正确；电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用，总功不一定为负，由动能定量可知，动能不一定减小，D 错；电势高低与场强大小无必然联系，A 错；b 点电势高于a 点，但a 、b 可能不在同一条电场线上，B 错．4．如图所示，一电容为C 的平行板电容器，两极板A 、B 间距离为d ，板间电压为U ，B 板电势高于A 板，两板三点，MN 连线平行于极板，N 、P 连线垂直于极板，M 、P 两点间距离为L ，∠PMN ＝θ.以下说法正确的是( )A ．电容器带电量为UCB ．两极板间匀强电场的电场强度大小为UL sin θC ．M 、P 两点间的电势差为UL sin θdD ．若将带电量为＋q 的电荷从M 移到P ，该电荷的电势能减少了qUL sin θd答案：CD解析：由电容器电容的定义式可知，电容器的带电量为Q ＝CU ，A 项错误；两板间的电场为匀强电场，根据匀强电场场强与电势差的关系可知，两板间电场强度E ＝Ud ，B 项错误；MP 两点间的电势差就等于NP 间的电势差，即U MP ＝EL sin θ＝UL sin θd ，C 项正确；由于下板带正电，因此板间场强方向竖直向上，将带电量为＋q 的电荷从M 点移到P 点，电场力做正功，电势能减少量就等于电场力做的功，即为qU MP ＝qUL sin θd，D 项正确．本题较易． 间有M 、N 、P5．一个带负电的小球，受电场力和重力的作用，由静止开始运动，已知电场为水平方向的匀强电场，不计空气阻力，设坐标轴如图所示，x 轴的正方向与电场方向一致，y 轴的正方向竖直向下，原点为小球的起始位置，下列哪个图可能表示此小球的运动轨迹( )答案：D解析：受力和初速度决定了运动形式．小球受的重力和电场力都是恒力，则其合力也是恒力，小球由静止开始沿合力方向做匀加速直线运动，又因小球带负电，答案D 正确．6．如图所示，在等量正点电荷连线的中垂线上取A 、B 、C 、D 四点，A 、D 两点与B 、C 两点均关于O 点对称，令各点电势分别为φA 、φB 、φC 、φD ，则下列说法正确的是( )A ．φA ＝φB ＝φC ＝φD B ．φA <φB 、φD >φC C ．φA ＝φD 、φB ＝φC D ．φA >φC 、φB >φD答案：BC解析：等量正点电荷连线的中点O 处合场强为0，中垂线上O 点上方合场强沿中垂线向上，下方合场强沿中垂线向下．由“沿场强方向电势降低”可判定A 错误，B 正确；电势是标量，由对称性知C 正确，D 错误．本题还可以根据等量正电荷等势面的分布情况，结合等势面与电场线的关系判断．7．(2010·全国Ⅰ)关于静电场，下列结论普遍成立的是( )A ．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低B ．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关C ．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D ．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 答案：C解析：在静电场中，电势沿着电场线逐渐降低，场强方向是电势降低最快的方向，场强的大小与电场线分布疏密有关，故A 项错误，C 项正确；电场中两点间的电势差既与场强有关又与距离有关，B 项错误；场强为零的一点到场强为零的另一点间的电势差不一定为零，故电场力做功不一定为零，D 项错误．8．x 轴上有两点电荷Q 1和Q 2，Q 1和Q 2之间线上各点电势高低如图曲线所示(AP >PB )，选无穷远处电势为0，从图中可以看出( )A ．Q 1电荷量一定小于Q 2电荷量B ．P 点电场强度是0C ．Q 1和Q 2之间线上各点电场方向都指向Q 2D ．Q 1、Q 2可能是同种电荷答案：C解析：Q 1附近电势大于零，而Q 2附近电势小于零，可知Q 1带正电、Q 2带负电，D 项错；Q 1、Q 2之间电场线由Q 1指向Q 2，C 项正确；两电荷连线上P 点场强一定不为零，B 项错；由φ＝k Qr 知，Q 1在P 点电势为φ＝k Q 1r 1.Q 2在P 点电势为φ2＝－k Q 2r 2，而P 点电势为0，则有Q 1r 1＝Q 2r 2，r 1>r 2，故Q 1>Q 2，A 项错．9．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U 1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。

已知加速电压为U 1，M 、N 两板间的电压为U 2，两板间的距离为d ，板长为L 1，板右端到荧光屏的距离为L 2，电子的质量为m ，电荷量为e 。

求：（1）电子穿过A 板时的速度大小； （2）电子从偏转电场射出时的侧移量； （3）P 点到O 点的距离。

P O。