物理电场经典常考题型
电场经典练习题与例题
电场〔学生版〕〔一〕正负电荷电场线1.真空中相距L 的两个固定点电荷E 、F 所带电荷量大小分别是Q E 和Q F ,在它们共同形成的电场中,有一条电场线如图中实线所示,实线上的箭头表示电场线的方向.电场线上标出了M 、N 两点,其中N 点的切线与∠NFE .如此〔 〕 A .E 带正电,F 带负电,且Q E >Q FB .在M 点由静止释放一带正电的检验电荷,检验电荷 将沿电场线运动到N 点C .过N 点的等势面与EF 连线垂直D .负检验电荷在M 点的电势能大于在N 点的电势能2 四个点电荷位于正方形四个角上,电荷量与其附近的电场线分布如下列图.ab 、cd 分别是正方形两组对边的中垂线,O 为中垂线的交点,P 、Q 分别为ab 、cd 上的两点,OP >OQ ,如此〔 〕 A .P 点的电场强度比Q 点的小 B .P 点的电势比M 点的低C .OP 两点间的电势差小于OQ 间的电势差D .一带正电的试探电荷在Q 点的电势能比在M 点大3 两电荷量分别为q 1和q 2的点电荷固定在x 轴上的O 、M 两点,两电荷连线上各点电势φ随x 变化的关系如下列图,其中C 为ND 段电势最低的点,如此如下说确的是〔 〕A .q 1、q 2为等量异种电荷B .C 点的电场强度大小为零C .NC 两点间场强方向沿x 轴负方向D .将一正点电荷从N 点移到D 点,电场力先做负功后做正功N FEML4 在真空中A、B两点分别放有异种点电荷+Q和﹣2Q,以AB连线中点O为圆心作一圆形路径abcd,如下列图,如此如下说确的是〔〕A.场强大小关系有Ea =Eb、Ec=EdB.电势上下关系有φa >φb、φc=φdC.将一负点电荷沿圆弧由a运动到b的过程中电场力做负功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5如下列图,MN、PQ是圆的两条相互垂直的直径,O为圆心。
两个等量正电荷分别固定在M、N两点。
关于电场的典型例题大题
关于电场的典型例题大题大题一:有一点电荷Q1=3μC位于坐标原点处,另一点电荷Q2=-4μC位于坐标点(3,0)处。
求为空间任一点P的电场强度大小和方向。
解答:首先计算Q1对点P的电场强度的贡献:根据库仑定律,点P的坐标为(x,y),点P的电场强度可以表示为:E1 = k * Q1 / r1^2其中,k为电场常量,Q1为点电荷1的电荷量,r1为点电荷1到点P的距离。
点P和点电荷1的直线距离r1可以用勾股定理计算:r1 = sqrt(x^2 + y^2)则点电荷1对点P的电场强度为:E1 = k * Q1 / (x^2 + y^2)接下来计算Q2对点P的电场强度的贡献:点Q2和点P的直线距离r2可以用勾股定理计算:r2 = sqrt((x-3)^2 + y^2)则点电荷2对点P的电场强度为:E2 = k * Q2 / ((x-3)^2 + y^2)由于电场是矢量量,所以Q1和Q2对点P的电场强度大小和方向要进行矢量叠加:E = E1 + E2其中,E为点P的电场强度矢量,E1为点电荷1对点P的电场强度矢量,E2为点电荷2对点P的电场强度矢量。
将E1和E2代入上式,并合并同类项可得:E = k * (Q1 / (x^2 + y^2) + Q2 / ((x-3)^2 + y^2))以上即为点电荷Q1和Q2对点P的电场强度大小和方向的表达式。
大题二:一无限长的均匀带电直线上,线密度λ=2μC/m。
求离直线距离为d=5cm的位置的电场强度大小和方向。
解答:我们可以通过将带电直线剖分成无限多小的电荷段来求解。
首先将无限长带电直线分成小段,每一小段的长度即为dx。
每一小段的电荷量可以用微积分的思想来表示,即dQ = λ * dx。
然后计算每一小段对离直线距离为d的位置点P的电场强度的贡献。
根据库仑定律,点P的电场强度可以表示为:dE = k * dQ / r^2其中,k为电场常量,dQ为每一小段的电荷量,r为小段电荷到点P的距离。
高中物理静电场经典习题30道--带答案
高中物理静电场经典习题30道--带答案1.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.$\frac{kq}{l^2}$。
B.$\frac{\sqrt{3}kq}{l^2}$。
C.$\frac{2kq}{l^2}$。
D.$\frac{3kq}{l^2}$2.如图,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q(q>)的固定点电荷.已知b点处的场强为零,则d点处场强的大小为(k为静电力常量)A.$\frac{kQ}{4R^2}$。
B.$\frac{\sqrt{2}kQ}{4R^2}$。
C.$\frac{kQ}{2R^2}$。
D.$\frac{\sqrt{2}kQ}{R^2}$3.如图所示,在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q (q>)的相同小球,小球之间用劲度系数均为k的轻质弹簧绝缘连接.当3个小球处在静止状态时,每根弹簧长度为l.已知静电力常量为k,若不考虑弹簧的静电感应,则每根弹簧的原长为A.$l+\frac{2q^2}{kl}$。
B.$l-\frac{2q^2}{kl}$。
C.$l-\frac{q^2}{kl}$。
D.$l+\frac{q^2}{kl}$4.如图所示,在光滑的绝缘水平面上,由两个质量均为m 带电量分别为+q和﹣q的甲、乙两个小球,在力F的作用下匀加速直线运动,则甲、乙两球之间的距离r为A.$\frac{F}{2kq^2}$。
B.$\frac{F}{kq^2}$。
C.$\frac{F}{4kq^2}$。
D.$\frac{2F}{kq^2}$5.一带负电荷的质点,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.。
物理电场试题及答案
物理电场试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 电场强度的方向是:A. 从正电荷指向负电荷B. 从负电荷指向正电荷C. 任意方向D. 无法确定答案:B2. 电场线的特点是什么?A. 电场线是闭合的B. 电场线是直线C. 电场线是曲线D. 电场线是虚线答案:C3. 电势能与电场力做功的关系是:A. 电势能增加,电场力做正功B. 电势能增加,电场力做负功C. 电势能减少,电场力做正功D. 电势能减少,电场力做负功答案:D4. 两个点电荷之间的库仑力遵循:A. 牛顿第三定律B. 牛顿第二定律C. 牛顿第一定律D. 欧姆定律答案:A5. 电容器的电容与下列哪个因素无关?A. 电容器的两极板面积B. 电容器的两极板间距离C. 电容器两极板间的介质D. 电容器的电压答案:D6. 在电场中,一个带电粒子的加速度与电场强度的关系是:A. 与电场强度成正比B. 与电场强度成反比C. 与电场强度无关D. 与电场强度的平方成正比答案:A7. 电场中某点的电势与该点的电场强度的关系是:A. 电势高,电场强度一定大B. 电势低,电场强度一定小C. 电势与电场强度无关D. 电势与电场强度成正比答案:C8. 电荷在电场中的运动轨迹与电场线的关系是:A. 电荷的运动轨迹与电场线重合B. 电荷的运动轨迹与电场线平行C. 电荷的运动轨迹与电场线垂直D. 电荷的运动轨迹与电场线无关答案:D9. 电场中某点的电势与该点的电荷量的关系是:A. 电势与电荷量成正比B. 电势与电荷量成反比C. 电势与电荷量无关D. 电势与电荷量的平方成正比答案:C10. 电场线的方向与下列哪个因素有关?A. 电场强度的大小B. 电场强度的方向C. 电荷的正负D. 电荷的电量答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 电场强度的单位是_______。
答案:牛顿每库仑(N/C)2. 电势的单位是_______。
答案:伏特(V)3. 电容器的单位是_______。
高二物理电场试题及答案
高二物理电场试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 电荷间的作用力遵循以下哪个定律?A. 万有引力定律B. 库仑定律C. 牛顿第二定律D. 欧姆定律答案:B2. 电场强度的方向是:A. 从正电荷指向负电荷B. 从负电荷指向正电荷C. 与电荷运动方向相同D. 与电荷运动方向相反答案:A3. 电势差与电场强度的关系是:A. 电势差越大,电场强度越小B. 电势差越大,电场强度越大C. 电势差与电场强度无关D. 电势差与电场强度成正比答案:B4. 电容器的电容与以下哪个因素无关?A. 电容器两极板间的距离B. 电容器两极板的面积C. 电容器两极板间的介质D. 电容器两极板的材料答案:D5. 电场中某点的电势与该点的电场强度大小无关,这主要是因为:A. 电势是标量,电场强度是矢量B. 电势是相对量,而电场强度是绝对量C. 电势是相对量,电场强度是相对量D. 电势是绝对量,而电场强度是相对量答案:B6. 电场线的特点不包括以下哪一项?A. 电场线不相交B. 电场线不闭合C. 电场线从正电荷出发,终止于负电荷D. 电场线的方向与电荷运动方向相同答案:D7. 电场中两点间的电势差与电荷量无关,这是因为:A. 电势差是相对量B. 电势差是绝对量C. 电势差与电场强度成正比D. 电势差与电场强度成反比答案:A8. 电容器充电时,其内部的电场强度:A. 逐渐增大B. 逐渐减小C. 保持不变D. 先增大后减小答案:A9. 电容器的电容与两极板间的距离成反比,与两极板的面积成正比,这表明:A. 电容器的电容与两极板间的距离成正比B. 电容器的电容与两极板的面积成反比C. 电容器的电容与两极板间的距离和两极板的面积无关D. 电容器的电容与两极板间的距离和两极板的面积有关答案:D10. 电场强度的单位是:A. 牛顿/库仑B. 库仑/牛顿C. 伏特/米D. 米/伏特答案:C二、填空题(每题2分,共20分)1. 电荷的周围存在一种特殊物质,称为_______,它对电荷有作用力。
完整版)高三物理电场经典习题
完整版)高三物理电场经典习题电场练题1.如下图所示,一个静止的点电荷+Q在其周围产生电场,有三个点A、B、C在与+Q共面的平面上,其中B、C在以+Q为圆心的同一圆周上。
设A、B、C三点的电场强度大小分别为EA、EB、EC,电势分别为φA、φB、φC,则正确的选项是:A。
EA<EB,φB=φCB。
EA>EB,φA>φBC。
EA>EB,φA<φBD。
EA>EC,φB=φC2.下图中,有一个水平匀强电场,在竖直平面内有一个带电微粒,其初速度为v,沿着虚线从点A运动到点B。
此时,能量的变化情况是:A。
动能减少,重力势能增加,电势能减少B。
动能减少,重力势能增加,电势能增加C。
动能不变,重力势能增加,电势能减少D。
动能增加,重力势能增加,电势能减少3.在匀强电场中,将一带电小球,其质量为m,带电量为q,由静止释放,其运动轨迹为一条与竖直方向夹角为θ的直线。
此时,匀强电场的场强大小为:A。
唯一值是mgtgθ/qB。
最大值是mgtgθ/qC。
最小值是mgsinθ/qD。
最小值是mgcosθ/q4.下图中,从灯丝发出的电子经过加速电场加速后,进入偏转电场。
若加速电压为U1,偏转电压为U2,为了使电子在电场中的偏转量y增大为原来的两倍,正确的方法是:A。
使U1减小到原来的1/2B。
使U2增大为原来的2倍C。
使偏转板的长度增大为原来的2倍D。
使偏转板的距离减小为原来的1/25.下图中,将乙图所示的交变电压加在甲图所示的平行板电A、B两极板上,开始时B板的电势比A板高,有一位于极板中间的电子,在t=0时刻由静止释放,它只在电场力作用下开始运动,设A、B两板间距足够大,则电子的运动情况是:A.电子一直向A板运动B.电子一直向B板运动C.电子先向A板运动,再向B板运动,再返回,如此做周期性运动D.电子先向B板运动,再向A板运动,再返回,如此做周期性运动6.一个动能为Ek的带电粒子垂直于电力线方向飞入平行板电,飞出电时动能为2Ek。
高中物理【电场 电场强度】专题训练典型题
高中物理【电场 电场强度】专题训练典型题[A 组 基础达标练]1.关于电场,下列说法正确的是( ) A .电场是假想的,并不是客观存在的物质 B .描述电场的电场线是实际存在的 C .电场对放入其中的电荷有力的作用 D .电场对放入其中的电荷没有力的作用解析:电场是电荷周围空间里存在的一种特殊物质,电场这种物质与通常的实物不同,它不是由分子、原子所组成,但它是客观存在的,故A 错误;电场线是为了直观形象地描述电场分布,在电场中引入的一些假想的曲线,故B 错误;电场具有通常物质所具有的力和能量等客观属性,电场的力的性质表现为电场对放入其中的电荷有作用力,故C 正确,D 错误。
答案:C2.A 为已知电场中的一固定点,在A 点放一电荷量为q 的试探电荷,所受电场力为F ,A 点的电场强度为E ,则( )A .若在A 点换上带电荷量为-q 的试探电荷,A 点电场强度方向发生变化B .若在A 点换上电荷量为2q 的试探电荷,A 点的电场强度将变为2EC .若在A 点移去电荷量为q 的试探电荷,A 点的电场强度变为零D .A 点电场强度的大小、方向与试探电荷的大小、正负、有无均无关解析:电场强度E =Fq 是通过比值定义法得出的,其大小及方向与试探电荷无关,故放入任何电荷或不放电荷时电场强度的方向和大小均不变,故A 、B 、C 错误,D 正确。
答案:D3.如图所示是点电荷Q 周围的电场线,图中A 到Q 的距离小于B 到Q 的距离。
以下判断正确的是( )A .Q 是正电荷,A 点的电场强度大于B 点的电场强度B .Q 是正电荷,A 点的电场强度小于B 点的电场强度C .Q 是负电荷,A 点的电场强度大于B 点的电场强度D .Q 是负电荷,A 点的电场强度小于B 点的电场强度解析:正点电荷的电场线呈向外辐射状,电场线密的地方电场强度大,故A 正确。
答案:A4.(多选)在正点电荷Q 产生电场中的P 点放一试探电荷,其电荷量为+q ,P 点与Q 的距离为r ,+q 所受的静电力为F ,则P 点的电场强度的大小为( )A.FQ B.F q C.kq r2 D.kQ r2 解析:由电场强度的定义式E =Fq 可判定选项B 正确;根据点电荷的场强公式可知选项D 正确。
高考物理静电场七大题型整理(有题有答案有解析)
静电场题型整理静电场常考的七大题型:1、场强叠加问题2、图像问题3、轨迹类(电势和电势能)问题4、等势面(等分法)问题5、库仑力受力分析问题6、电容器的动态分析7、带电粒子在电场中运动一、场强叠加问题1.(2017·江苏省高二学业水平模拟考试)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。
如图所示,在半球面AB 上均匀分布着正电荷,总电荷量为q ,球面半径为R ,CD 为通过半球顶点与球心O 的轴线,在轴线上有M 、N 两点,O M =ON =2R 。
已知M 点的场强大小为E ,则N 点的场强大小为A .24kq E R - B .24kq R C .E Rkq -22 D .24kq E R + 1.C 【解析】若将带电量为2q 的球面放在O 处,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。
则在M 、N 两点所产生的电场为()22222k qkq E R R ⋅==,由题知当半球面如题图所示产生的场强为E ,则N 点的场强为22kq E E R '=-,故选C 。
2.(2017·甘肃省高三第二次诊断)如图所示,等量异种电荷A 、B 固定在同一水平线上,竖直固定的光滑绝缘杆与AB 连线的中垂线重合,C 、D 是绝缘杆上的两点,ACBD 构成一个正方形。
一带负电的小球(可视为点电荷)套在绝缘杆上自C 点无初速度释放,则小球由C 运动到D 的过程中,下列说法正确的是A .杆对小球的作用力先增大后减小B .杆对小球的作用力先减小后增大C .小球的速度先增大后减小D .小球的速度先减小后增大2.A 【解析】从C 到D ,电场强度先增大后减小,则电场力先增大后减小,则杆对小球的作用力先增大后减小,故A 正确,B 错误;因直杆处于AB 的连线的中垂线上,所以此线上的所有点的电场方向都是水平向右的,对带电小球进行受力分析,受竖直向下的重力,水平向右的电场力和水平向左的弹力,水平方向上受力平衡,竖直方向上的合力大小等于重力,重力大小不变,加速度大小始终等于重力加速度,所以带电小球一直做匀加速直线运动,故CD 错误。
电场中常见题型1
电场中常见题型一、库仑力作用下的平衡问题:两大夹一小,两同夹一异1、1q 、2q 、3q 分别表示在一条直线上的三个点电荷,已知1q 和2q 之间的距离为1l 、2q 和3q之间的距离为2l ,且每一个电荷均处于平衡状态(1)如2q 为正电荷,则1q 为 电荷,3q 为 电荷 (2)1q 、2q 、3q 三者电量大小之比是 : :二、电场的叠加问题2、用金属丝AB 弯成半径为r=1m 的圆弧,但在AB 之间留出宽度为d=2cm 、相对来说很小的间隙,将电荷量Q=93.1310C -⨯的正电荷均匀分布在金属球上,求圆心O 处的电场强度3、如图带正电的金属圆环竖直放置,其中心处有一个电子,若电子某一时刻以初速度从圆环中心水平向右运动,此后电子将 A 做匀速直线运动 B 做匀减速直线运动 C 做匀加速直线运动D 以圆心为平衡位置做往复运动 三、电场线与带电粒子的运动4、实线为匀强电场的电场线,虚线是某一带电粒子的运动轨迹A B 为轨迹上的两点若带电粒子只受电场力则下列说法不正确的是A 带电粒子带负电B 带电粒子带正电C 带电粒子所受电场力方向与电场方向相反D 带电粒子做匀速运动E 带电粒子在A 点的速度大于在B 点的速度F 带电粒子在A 点的电势能大于在B 点的电势能5、A 、B 是电场线上的两点,一带负电的粒子仅在电场力的作用下以一定的初速度从A 点沿电场线运动到B 点,其速度----时间图像如图所示,则这一电场可能是6、一负电荷处于如图所示的电场中的P 点,若将该电荷静止释放,则该电荷的速度----时间图像是下列那一个四、带电粒子在电场中的力学问题7、两个带等量异种电荷的小球用绝缘细绳相连后悬吊在匀强电场中,当两球处于平衡时应是8、在电场强度为E 的匀强电场中,有质量为m 、2m 、3m 的三个绝缘小球A 、B 、C ,其中B 带+Q 电荷量,A 、C 不带电,绝缘细绳将他们相连,三球处于静止状态则AB 间的张力1T F ,BC 间的张力2T F 。
高中物理电场试题及答案解析
高中物理电场试题及答案解析一、选择题1. 电场强度的定义式是:A. E = F/qB. E = q/FC. E = FqD. E = Fq/q答案:A解析:电场强度E定义为单位正电荷在电场中受到的电场力F与该电荷量q的比值,即E = F/q。
2. 一个点电荷Q产生电场的电场线分布是:A. 从Q向外发散B. 从无穷远处指向QC. 从Q向无穷远处发散D. 以上都是答案:C解析:点电荷Q产生的电场线从Q向无穷远处发散,正电荷向外发散,负电荷向内收敛。
二、填空题1. 电场线从正电荷出发,终止于________。
答案:无穷远处或负电荷2. 电场中某点的场强为E,若将试探电荷加倍,则该点的场强为________。
答案:E三、计算题1. 一个点电荷q = 2 × 10⁻⁸ C,求它在距离r = 0.1 m处产生的电场强度。
答案:E = k * q / r²E = (9 × 10⁹ N·m²/C²) * (2 × 10⁻⁸ C) / (0.1 m)²E = 1800 N/C解析:根据点电荷的电场强度公式E = k * q / r²,代入数值计算即可得到答案。
2. 一个带电粒子的质量为m = 0.01 kg,带电量为q = 1.6 ×10⁻¹⁹ C,它在电场强度为E = 3000 N/C的电场中受到的电场力是多少?答案:F = q * EF = (1.6 × 10⁻¹⁹ C) * (3000 N/C)F = 4.8 × 10⁻¹⁶ N解析:根据电场力的公式F = q * E,代入已知的电荷量和电场强度即可计算出电场力。
结束语:通过本试题的练习,同学们应该对电场强度的定义、点电荷产生的电场线分布以及电场力的计算有了更深入的理解。
希望同学们能够掌握这些基本概念和计算方法,为进一步学习电场的相关知识打下坚实的基础。
高考物理电磁学知识点之静电场经典测试题含答案解析
3.某静电场的一簇等差等势线如图中虚线所示,从A点射入一带电粒子,粒子仅在电场力作用下运动的轨迹如实线ABC所示。已知A、B、C三点中,A点的电势最低,C点的电势最高,则下列判断正确的是( )
A.粒子可能带负电
B.粒子在A点的加速度小于在C点的加速度
16.两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中C为ND段电势最低的点,则下列说法正确的是()
A.q1、q2为等量异种电荷
B.N、C两点间场强方向沿x轴负方向
C.N、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大
D.将一正点电荷从N点移到D点,电势能先增大后减小
A. B.
C. D.
11.板间距为 的平行板电容器所带电荷量为 时,两极板间电势差为 ,板间场强为 现将电容器所带电荷量变为 ,板间距变为 ,其他条件不变,这时两极板间电势差 ,板间场强为 ,下列说法正确的是
A.
B.
C.
D.
12.如图所示,用劲度系数为 的轻弹簧悬挂一个绝缘带有电荷量为 的小球A,此时弹簧的长度为 。在A的正下方放一个带电球B时,弹簧伸长量增加 ,此时两球相距 。已知静电力常量为 ,A、B可视为点电荷,则( )
A.电场强度为400 V/m
B.电场线方向与AB平行,方向指向A
C.电子在A点的电势能小于在B点的电势能
D.若将一电子从C点移至D点,电场力做功为-2eV
19.在如图所示平行板电容器A、B两板上加上如图所示的交变电压,开始时B板的电势比A板的高,这时两板中间原来静止的电子(图中黑点表示)在电场作用下开始运动,设电子在运动中不与极板发生碰撞,则下述说法正确的是(不计电子重力)()
高中物理电场题型归纳
高中物理电场题型归纳在高中物理的学习中,电场是一个重要且具有一定难度的知识点。
电场相关的题型丰富多样,理解并掌握这些题型对于我们学好物理至关重要。
接下来,就为大家归纳一下常见的高中物理电场题型。
一、电场强度的计算这是电场中最基础的题型之一。
电场强度的定义式为 E = F / q ,其中 F 是电荷所受的电场力,q 是电荷量。
但在具体题目中,常常需要结合电场的叠加原理来求解。
例如,多个点电荷产生的电场中某点的电场强度,就需要分别计算每个点电荷在该点产生的电场强度,然后再进行矢量合成。
另外,还有匀强电场中电场强度与电势差的关系 E = U / d ,其中U 是两点间的电势差,d 是沿电场方向两点间的距离。
二、电势与电势能电势是描述电场能的性质的物理量。
某点的电势等于该点与零电势点之间的电势差。
而电势能则是电荷在电场中具有的势能,其大小与电荷量和电势有关,即 Ep =qφ 。
在这类题型中,经常会让我们比较不同位置的电势高低,或者判断电荷在电场中移动时电势能的变化情况。
比如,正电荷在电势越高的地方电势能越大,负电荷则相反。
三、电场中的做功问题电荷在电场中移动时,电场力会做功。
电场力做功与路径无关,只与初末位置的电势差有关,其计算公式为 W = qU 。
这类题目通常会给出电荷的电荷量、初末位置的电势差,让我们计算电场力做的功。
有时还会涉及到动能定理,即电场力做功等于电荷动能的变化量。
四、电容器相关问题电容器是储存电荷的装置。
电容器的电容 C = Q / U ,其中 Q 是电容器所带的电荷量,U 是电容器两极板间的电势差。
常见的题型包括:电容器的电容变化、电容器充电放电过程中的电量和电压变化、以及与电容器相连的电路中的电流和电压变化等。
比如,改变电容器两极板间的距离、正对面积或电介质,会导致电容发生变化,进而影响电容器的电荷量和电压。
五、带电粒子在电场中的运动这是电场中的重点和难点题型。
带电粒子在电场中可能做直线运动,也可能做曲线运动。
高中物理电场试题及答案
高中物理电场试题及答案一、选择题1. 电场强度的定义式是:A. E = F/qB. E = q/FC. E = F * qD. E = q / F^2答案:A2. 电场线的特点是什么?A. 电场线是真实存在的B. 电场线是闭合的C. 电场线不相交D. 所有选项都正确答案:C3. 电场中某点的场强大小为E,将试探电荷从该点移动到无穷远处,电场力做的功为W。
若试探电荷的电荷量为q,那么该点的电势能为:A. -qEB. qEC. -WD. W答案:D二、填空题4. 电场强度是描述电场强弱和方向的_______,其单位是_______。
答案:物理量;N/C5. 点电荷Q产生的电场强度E与点电荷的电荷量Q成正比,与点到点电荷的距离r的平方成_______。
答案:反比三、简答题6. 请简述电场对电荷的作用力与电场强度的关系。
答案:电场对电荷的作用力F等于电场强度E与电荷量q的乘积,即F = qE。
电场强度E是电场本身的属性,与放入其中的电荷无关。
四、计算题7. 一个点电荷Q = 2 × 10^-6 C,求在距离它1 m处的电场强度。
答案:根据点电荷的电场强度公式 E = kQ/r^2,其中k是库仑常数,k = 8.99 × 10^9 N·m^2/C^2。
代入数值计算得E = (8.99 × 10^9 N·m^2/C^2) × (2 × 10^-6 C) / (1 m)^2 = 17.98 N/C。
8. 若在上述电场中放入一个电荷量为-1 × 10^-8 C的负电荷,求该负电荷所受的电场力大小。
答案:根据F = qE,代入q = -1 × 10^-8 C和E = 17.98 N/C,计算得 F = -1 × 10^-8 C × 17.98 N/C = -1.798 × 10^-6 N。
结束语:通过本试题的练习,同学们应该能够加深对电场强度、电场线、电势能以及电场力等概念的理解,并能够运用相关公式进行计算。
物理电场经典常考题型
电场难题——经典题2.如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内、管口B、C的连线是水平直径,现有一带正电小球(可视为质点)从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R,从小球进入管口开始,整个空间中突然加上一个匀强电场,电场力在竖直向上的分力大小与重力大小相等,结果小球从管口C处脱离圆管后,其运动轨迹最后经过A点,设小球运动过程中带电量没有改变,重力加速度为g,求:(1)小球到达B点的速度大小;(2)小球受到的电场力的大小和方向;(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力。
3、如图所示,一固定在竖直平面内的光滑绝缘半圆形轨道ABC,其半径为R=0.4m.轨道在C处与水平绝缘板相切.在绝缘板上距C点2m的D点静置一质量m=20g的小物块(可看作质点),小物块带负电,电量为q=1C,今在空间加一水平向左的匀强电场,场强方向与导轨共面,发现小物块恰能通过轨道最高点A. 取g=10m/s2,求:(1)匀强电场的电场强度E;(2)小物块的落点到C点的距离x.(自认为第二问答案有误,不应水平方向匀速运动,请勿看答案。
)4、如图8-21所示,长为L的绝缘细线,一端悬于O点,另一端连接一质量为m的带负电小球,置于水平向右的匀强电场中,在O点向右水平拉直后从静止释放,细线碰到钉子后要使小球刚好饶钉子O′在竖直平面内作圆周运动,求OO′长度。
5、两块平行金属板A、B彼此平行放置,板间距离为d,两板分别带有等量异种电荷,且A 板带正电,两板中间有一带负电的油滴P,当两板水平放置时,油滴恰好平衡,若把两板倾斜60°,把油滴从P静止释放,油滴可以打在金属板上,问:(1)油滴将打在哪块金属板上?(2)油滴打在金属板上的速率是多少?6、如图所示,在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45°角的绝缘直杆AC,其下端(C端)距地面高度h=0.8m。
有一质量500g的带电小环套在直杆上,正以某一速度,沿杆匀速下滑,小环离杆后正好通过C端的正下方P点处。
高中电场考试题目及答案
高中电场考试题目及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 电场中某点的电场强度方向是正电荷所受电场力的方向,那么负电荷在该点所受电场力的方向是:A. 与电场强度方向相同B. 与电场强度方向相反C. 垂直于电场强度方向D. 无法确定答案:B2. 两个等量异种电荷连线的中点,电场强度的大小是:A. 零B. 无穷大C. 等于单个电荷在该点产生的电场强度D. 等于两个电荷在该点产生的电场强度之和答案:A3. 电容器的电容与以下哪个因素无关?A. 电容器的两极板面积B. 电容器两极板间的距离C. 电容器两极板间的介质D. 电容器的电压答案:D4. 电场线的特点不包括:A. 从正电荷出发,终止于负电荷B. 电场线不相交C. 电场线是闭合的D. 电场线越密集,电场强度越大答案:C5. 电场中某点的电势与该点的电场强度大小没有直接关系,这是因为:A. 电势是标量,电场强度是矢量B. 电势与电场强度的方向无关C. 电势与电场强度的大小无关D. 电势与电场强度的分布无关答案:A6. 一个电容器充电后,其两极板间的电势差:A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定答案:C7. 电场中某点的电场强度为零,该点的电势:A. 一定为零B. 一定为正C. 一定为负D. 无法确定答案:D8. 电容器充电后,若两极板间的距离增大,则其电容:A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定答案:B9. 电容器的充电过程是:A. 电容器储存电荷的过程B. 电容器储存能量的过程C. 电容器储存电荷和能量的过程D. 电容器消耗能量的过程答案:C10. 电场力做功与电势能的关系是:A. 电场力做正功,电势能增加B. 电场力做负功,电势能增加C. 电场力做正功,电势能减少D. 电场力做负功,电势能减少答案:C二、填空题(每题2分,共20分)1. 电场强度的定义式为_______,其单位是_______。
答案:E = F/q;N/C2. 电场中某点的电势为φ,若将一个电荷量为q的电荷从该点移动到无穷远处,电场力做的功为_______。
高中物理【电场能的性质】典型题(带解析)
高中物理【电场能的性质】典型题1.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解析:选D.电势是人为规定的,与电场强度无关,电势能与零势能面的选取有关,与电场强度无关,A、C错误;负电荷在高电势处电势能小,B错误;根据E p=φq可知,电势为零,电势能为零,D正确.2.(多选)如图所示,虚线a、b、c代表某一电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,其中R在等势面b上.下列判断正确的是()A.三个等势面中,c的电势最低B.带电粒子在P点的电势能比在Q点的大C.带电粒子在P点的动能与电势能之和比在Q点的小D.带电粒子在R点的加速度方向垂直于等势面b解析:选ABD.带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧,电场线与等势面垂直,且由于带电粒子带正电,因此电场线指向右下方,根据沿电场线电势降低,故A正确;根据带电粒子受力情况可知,若粒子从P到Q过程,电场力做正功,动能增大,电势能减小,故带电粒子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大,故B正确;只有电场力做功,所以带电粒子在P点的动能与电势能之和与在Q点的相等,故C错误;电场的方向总是与等势面垂直,所以R点的电场线的方向与该处的等势面垂直,而带正电粒子受到的电场力的方向与电场线的方向相同,加速度的方向又与受力的方向相同,所以带电粒子在R点的加速度方向垂直于等势面b,故D正确.3. (多选)M、N是某电场中一条电场线上的两点,从M点由静止释放一电子,电子仅在电场力的作用下沿电场线由M点运动到N点,其电势能随位移变化的关系如图所示,则下列说法正确的是()A.M、N两点的场强关系为E M<E NB.M、N两点的场强关系为E M>E NC.M、N两点的电势关系为φM<φND.M、N两点的电势关系为φM>φN解析:选BC.电子由M点运动到N点的过程中,通过相同位移时,电势能的减小量越来越小,说明电场力做功越来越慢,可知,电子所受的电场力越来越小,场强减小,则有E M>E N,故A错误,B正确;负电荷在低电势处电势能大,故M点的电势低于N点的电势,即φM<φN,故C正确,D错误.4. (多选)图中虚线A、B、C、D表示匀强电场的等势面,一带正电的粒子只在电场力的作用下,从a点运动到b点,轨迹如图中实线所示,下列说法中正确的是()A.等势面A电势最低B.粒子从a运动到b,动能减小C.粒子从a运动到b,电势能减小D.粒子从a运动到b的过程中电势能与动能之和不变解析:选CD.电场线与等势面垂直,带正电粒子所受电场力的方向与场强方向相同,曲线运动所受合力指向曲线的凹侧;带正电的粒子只在电场力的作用下,从a点运动到b 点,轨迹如图中实线所示,可画出速度和电场线及受力方向如图,则电场力的方向向右,电场线的方向向右,顺着电场线电势降低,等势面A电势最高,故A项错误;粒子从a运动到b,只受电场力,电场力的方向与运动方向成锐角,电场力做正功,粒子的电势能减小,动能增加,只受电场力作用,粒子的电势能与动能之和不变,故B项错误,C、D项正确.5.如图所示,实线表示某电场的电场线(方向未标出),虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,设M点和N点的电势分别为φM、φN,粒子在M和N时加速度大小分别为a M、a N,速度大小分别为v M、v N,电势能分别为E p M、E p N.下列判断正确的是()A.v M<v N , a M<a N B.v M<v N , φM<φNC.φM<φN , E p M<E p N D.a M<a N , E p M<E p N解析:选D.根据带负电粒子的运动轨迹可以判断出电场线的方向大致是从右向左,N 点的电势低于M点的电势,N点处的电场线较密,所以粒子在N点时的加速度大于其在M 点时的加速度,粒子从N点运动到M点的过程中电场力一直在做正功,所以粒子在M点的速率大于在N点的速率,电势能在减小,故D正确.6.如图所示,实线表示一匀强电场的电场线,电场方向未知.一电子以一定的初速度由A点射入电场,虚线为电子的运动轨迹,B点是运动轨迹上的一点,则()A.A点电势高于B点电势B.电子在B点的电势能大于在A点的电势能C.电子在A点的速度大于在B点的速度D.电子由A到B,电场力先做负功后做正功解析:选D.由曲线运动的知识可知:电子所受的电场力向左,由于电子的受力与场强方向相反,可知电场线向右,结合沿着电场线电势逐渐降低得φB>φA,故A错误;电子从A 到B点过程中,电场力先与速度方向成钝角做负功,后与速度方向成锐角做正功,D项正确;由A到B,电场力做的总功为正功,则电子的电势能减小,即B点的电势能小于A点的电势能,动能增大,则B点的速度大于A点的速度,故B、C错误.7.如图所示,在直角三角形所在的平面内存在匀强电场,其中A点电势为0,B点电势为3 V,C点电势为6 V.已知∠AC B=30°,AB边长为 3 m,D为AC的中点,将一点电荷放在D 点,且点电荷在C 点产生的场强大小为1.5 N/C ,则放入点电荷后,B 点场强为( )A .2.5 N/CB .3.5 N/C C .2 2 N/CD . 5 N/C解析:选A .根据匀强电场中任意平行相等线段两端点的电势差相等,可知B 、D 两点电势相等,BD 连线为等势线,根据沿电场线方向电势逐渐降低可知,与BD 连线垂直且指向A 的方向为电场方向,如图所示.根据匀强电场中电场强度与电势差关系,匀强电场的电场强度E =U d =33cos 30°N/C =2 N/C .根据点电荷电场的特点可知,放在D 点的点电荷在B 点产生的电场强度与在C 点产生的电场强度大小相等,都是1.5 N/C ,方向沿BD 连线,根据电场叠加原理,B 点的电场强度大小为E B =22+1.52 N/C =2.5 N/C ,选项A 正确.8.在坐标-x 0到x 0之间有一静电场,x 轴上各点的电势φ随坐标x 的变化关系如图所示,一电荷量为e 的质子从-x 0处以一定初动能仅在电场力作用下沿x 轴正向穿过该电场区域.则该质子( )A .在-x 0~0区间一直做加速运动B .在0~x 0区间受到的电场力一直减小C .在-x 0~0区间电势能一直减小D .在-x 0~0区间电势能一直增加解析:选D .从-x 0到0,电势逐渐升高,意味着该区域内的场强方向向左,质子受到的电场力向左,与运动方向相反,所以质子做减速运动,A 错误;设在x ~x +Δx ,电势为φ~φ+Δφ,根据场强与电势差的关系式E =ΔφΔx ,当Δx 无限趋近于零时,ΔφΔx表示x 处的场强大小(即φ-x 图线的斜率),从0到x 0区间,图线的斜率先增加后减小,所以电场强度先增大后减小,根据F =Ee ,质子受到的电场力先增大后减小,B 错误;在-x 0~0区间质子受到的电场力方向向左,与运动方向相反,电场力做负功,电势能增加,C 错误,D 正确.9.(多选)某静电场中x 轴上电场强度E 随x 变化的关系如图所示,设x 轴正方向为电场强度的正方向.一带电荷量大小为q 的粒子从坐标原点O 沿x 轴正方向运动,结果粒子刚好能运动到x =3x 0处,假设粒子仅受电场力作用,E 0和x 0已知,下列说法正确的是( )A .粒子一定带负电B .粒子的初动能大小为32qE 0x 0 C .粒子沿x 轴正方向运动过程中电势能先增大后减小D .粒子沿x 轴正方向运动过程中最大动能为2qE 0x 0解析:选BD .如果粒子带负电,粒子在电场中一定先做减速运动后做加速运动,因此粒子在x =3x 0处的速度不可能为零,故粒子一定带正电,A 错误;根据动能定理12qE 0x 0-12×2qE 0·2x 0=0-E k0,可得E k0=32qE 0x 0,B 正确;粒子向右运动的过程中,电场力先做正功后做负功,因此电势能先减小后增大,C 错误;粒子运动到x 0处动能最大,根据动能定理12qE 0x 0=E kmax -E k0,解得E kmax =2qE 0x 0,D 正确.10. (多选)在金属球壳的球心有一个正点电荷,球壳内外的电场线分布如图所示.下列说法正确的是( )A .M 点的电场强度比K 点的大B .球壳内表面带负电,外表面带正电C .试探电荷-q 在K 点的电势能比在L 点的大D .试探电荷-q 沿电场线从M 点运动到N 点,电场力做负功解析:选ABD .由电场线的疏密程度可知,M 点的场强大于N 点,A 正确;由于感应起电,在金属球壳的内表面感应出负电,外表面感应出正电,B 正确;负电荷在电场中,沿电场线方向运动,电场力做负功,电势能增加,可知C 错误,D 正确.11. (多选)静电场中,一带电粒子仅在电场力的作用下自M 点由静止开始运动,N 为粒子运动轨迹上的另外一点,则( )A .运动过程中,粒子的速度大小可能先增大后减小B .在M 、N 两点间,粒子的轨迹一定与某条电场线重合C .粒子在M 点的电势能不低于其在N 点的电势能D .粒子在N 点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行解析:选AC .如图所示,在两正电荷形成的电场中,一带正电的粒子在两电荷的连线上运动时,粒子有可能经过先加速再减速的过程,A 对.粒子运动轨迹与电场线重合需具备初速度为0、电场线为直线、只受电场力三个条件,B 错.带电粒子仅受电场力在电场中运动时,其动能与电势能的总量不变,E k M =0,而E k N ≥0,故E p M ≥E p N ,C 对.粒子运动轨迹的切线方向为速度方向,由于粒子运动轨迹不一定是直线,故N 点电场力方向与轨迹切线方向不一定平行,D 错.12. (多选)如图,同一平面内的a 、b 、c 、d 四点处于匀强电场中,电场方向与此平面平行,M 为a 、c 连线的中点,N 为b 、d 连线的中点.一电荷量为q (q >0)的粒子从a 点移动到b 点,其电势能减小W 1;若该粒子从c 点移动到d 点,其电势能减小W 2.下列说法正确的是( )A .此匀强电场的场强方向一定与a 、b 两点连线平行B .若该粒子从M 点移动到N 点,则电场力做功一定为W 1+W 22C .若c 、d 之间的距离为L ,则该电场的场强大小一定为W 2qL D .若W 1=W 2,则a 、M 两点之间的电势差一定等于b 、N 两点之间的电势差解析:选BD .结合题意,只能判定φa >φb ,φc >φd ,但电场方向不能得出,故A 错误.电场强度的方向沿c →d 时,才有场强E =W 2qL,故C 错误.由于M 、N 分别为ac 和bd 的中点,对于匀强电场,φM =φa +φc 2,φN =φb +φd 2,则U MN =U ab +U cd 2,可知该粒子从M 点移动到N点的过程中,电场力做功W =W 1+W 22,故B 正确.若W 1=W 2,则φa -φb =φc -φd ,变形得φa -φc =φb -φd ,即U ac =U bd ,而U aM =U ac 2,U bN =U bd 2,可知U aM =U bN ,故D 正确. 13.如图所示,a 、b 、c 、d 是某匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点,ab =cd =L ,ad =bc =2L ,电场线与矩形所在的平面平行.已知a 点电势为20 V ,b 点电势为24 V ,d 点电势为12 V .一个质子从b 点以速度v 0射入此电场,入射方向与bc 成45°角,一段时间后经过c 点.不计质子的重力.下列判断正确的是( )A .c 点电势高于a 点电势B .场强的方向由b 指向dC .质子从b 运动到c ,电场力做功为8 eVD .质子从b 运动到c ,电场力做功为4 eV解析:选C .由于是匀强电场,故a 、d 的中点(设为E )电势应为a 、d 两点电势和的一半,即16 V ,那么E 、b 的中点F 电势是20 V ,和a 点一样.连接a 、F 得到等势线,则电场线与它垂直,正好是由b 指向E .那么cE 平行于aF ,故c 点电势与E 相同,也为16 V ,小于a 点电势,A 错误;场强的方向由b 指向E ,B 错误;从b 到c 电势降落了8 V ,质子电荷量为e ,质子从b 运动到c ,电场力做功8 eV ,电势能减小8 eV ,C 正确,D 错误.14.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34g ,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3mg 4qB .带电物块机械能减少量为mg (H +h )4C .带电物块电势能的增加量为mg (H +h )4 D .弹簧弹性势能的增加量为mg (H +h )4解析:选C .根据牛顿第二定律得mg -Eq =m ·34g ,所以E =mg 4q,选项A 错误;物块、弹簧系统机械能的减少量为ΔE =Eq ·(H +h )=mg (H +h )4,选项B 错误;物块电势能的增加量为ΔE p =Eq ·(H +h )=mg (H +h )4,选项C 正确;根据动能定理得mg (H +h )-Eq (H +h )-E 弹=0,所以E 弹=3mg (H +h )4,选项D 错误.。
高中物理静电场必做经典例题(带答案)
高中物理阶段性测试(一)一、选择题(每题4分,共40分) 1.下列说法正确的是 ( ) A .元电荷就是质子 B .点电荷是很小的带电体 C .摩擦起电说明电荷可以创造D .库仑定律适用于在真空中两个点电荷之间相互作用力的计算2.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3.绝缘细线的上端固定,下端悬挂一只轻质小球a ,a 表面镀有铝膜,在a 的近端有一绝缘金属球b ,开始时,a 、b 均不带电,如图所示.现使b 球带电,则( ) A .a 、b 之间不发生静电相互作用 B .b 立即把a 排斥开C .b 将吸引a ,吸住后不放开D .b 将吸引a ,接触后又把a 排斥开4.关于点电荷,正确的说法是 ( ) A .只有体积很小带电体才能看作点电荷 B .体积很大的带电体一定不能视为点电荷C .当两个带电体的大小与形状对它们之间的相互静电力的影响可以忽略时,这两个带电体便可看作点电荷D .一切带电体在任何情况下均可视为点电荷5.两只相同的金属小球(可视为点电荷)所带的电量大小之比为1:7,将它们相互接触后再放回到原来的位置,则它们之间库仑力的大小可能变为原来的 ( )A .4/7B .3/7C .9/7D .16/76. 下列对公式 E =F/q 的理解正确的是( ) A .公式中的 q 是场源电荷的电荷量B .电场中某点的电场强度 E 与电场力F 成正比,与电荷量q 成反比C .电场中某点的电场强度 E 与q 无关D .电场中某点的电场强度E 的方向与电荷在该点所受的电场力F 的方向一致7. 下列关于电场线的说法正确的是( ) A .电场线是电荷运动的轨迹,因此两条电场线可能相交B .电荷在电场线上会受到电场力,在两条电场线之间的某一点不受电场力C .电场线是为了描述电场而假想的线,不是电场中真实存在的线D .电场线不是假想的东西,而是电场中真实存在的物质8. 关于把正电荷从静电场中电势较高的点移到电势较低的点,下列判断正确的是( )A .电荷的电势能增加B .电荷的电势能减少C .电场力对电荷做正功D .电荷克服电场力做功9. 一个带负电的粒子只在静电力作用下从一个固定的点电荷附近飞过,运动轨迹如图中的实线所示,箭头表示粒子运动的方向。
高中物理电场试题及答案
高中物理电场试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 一个点电荷在电场中受到的电场力大小为F,若将该电荷的电量增加为原来的2倍,而电场强度不变,则该点电荷受到的电场力大小变为:A. FB. 2FC. 4FD. 8F2. 电场强度的方向是:A. 正电荷所受电场力的方向B. 负电荷所受电场力的方向C. 正电荷所受电场力的反方向D. 负电荷所受电场力的反方向3. 电场线是:A. 真实存在的线B. 人为引入的虚拟线C. 表示电场强度大小的线D. 表示电场强度方向的线4. 电场中某点的电势为零,该点的电场强度一定为:A. 零B. 非零C. 无法确定D. 无穷大5. 两个相同的金属球,一个带正电,一个带负电,将它们接触后分开,它们所带的电荷量将:A. 相等B. 相等但符号相反C. 相等且符号相同D. 无法确定6. 电容器的电容与电容器两极板之间的距离成:A. 正比B. 反比C. 无关D. 无法确定7. 电容器充电后,其两极板间的电压:A. 保持不变B. 逐渐减小C. 逐渐增大D. 先增大后减小8. 电容器的充电和放电过程是:A. 电荷的移动过程B. 电荷的积累过程C. 电荷的减少过程D. 电荷的转移过程9. 电场中某点的电势能与该点的电势的关系是:A. 正比B. 反比C. 无关D. 无法确定10. 电场力做功与电势能变化的关系是:A. 电场力做正功,电势能减小B. 电场力做负功,电势能减小C. 电场力做正功,电势能增加D. 电场力做负功,电势能增加二、填空题(每题3分,共30分)1. 电场强度的单位是______。
2. 电场强度的方向与______的方向相同。
3. 电场线的疏密表示电场的______。
4. 电场中某点的电势能与该点的电势成______比。
5. 电容器的电容表示电容器容纳电荷的______。
6. 电容器充电时,电容器两极板间的电压与______成正比。
7. 电容器放电时,电容器两极板间的电压与______成反比。
电场力试题及答案
电场力试题及答案1. 一个点电荷Q=2×10^-6 C,位于原点,求在距离原点0.1m处的电场强度。
答案:根据库仑定律,电场强度E=kQ/r^2,其中k为库仑常数,r为距离。
将Q=2×10^-6 C,r=0.1m代入公式,得E=(9×10^9N·m^2/C^2)×(2×10^-6 C)/(0.1 m)^2=3.6×10^4 N/C。
2. 一个带电粒子,电荷量为q=1.6×10^-19 C,质量为m=9.1×10^-31 kg,它在电场中受到的电场力F=qE,求当电场强度E=2×10^3 N/C 时,粒子所受的电场力。
答案:将q=1.6×10^-19 C,E=2×10^3 N/C代入公式F=qE,得F=(1.6×10^-19 C)×(2×10^3 N/C)=3.2×10^-16 N。
3. 一个均匀带电的球体,半径为R,总电荷量为Q,求球体表面任意一点的电场强度。
答案:根据高斯定律,球体表面任意一点的电场强度E=kQ/R^2,其中k为库仑常数,Q为球体总电荷量,R为球体半径。
4. 两个点电荷,电荷量分别为Q1和Q2,它们之间的距离为d,求它们之间的库仑力。
答案:根据库仑定律,两个点电荷之间的库仑力F=kQ1Q2/d^2,其中k 为库仑常数,Q1和Q2分别为两个点电荷的电荷量,d为它们之间的距离。
5. 一个带电粒子在匀强电场中做直线运动,已知粒子的电荷量q,质量m,电场强度E,求粒子的加速度a。
答案:根据牛顿第二定律,F=ma,其中F为电场力,a为加速度。
电场力F=qE,所以a=F/m=(qE)/m。
电场基础测试题及答案详解
电场基础测试题及答案详解一、选择题1. 电场是一种特殊物质,其基本性质是能够对放入其中的电荷产生()。
A. 引力B. 斥力C. 电场力D. 磁场力答案:C2. 电场强度的定义式为 E = ( ),其中 F 是试探电荷所受的电场力,q 是试探电荷的电荷量。
A. F/qB. F * qC. q/FD. F + q答案:A3. 一个点电荷q = +2μC 产生的电场在距离 r = 1m 处的电场强度大小为 9N/C,那么该点电荷的值为()。
A. +2μCB. +4μCC. +8μCD. +16μC答案:A4. 关于电场线,以下说法正确的是()。
A. 电场线是电场中真实存在的线B. 电场线的方向是正电荷受力的方向C. 电场线可以相交D. 电场线的疏密表示电场强度的大小答案:D二、填空题5. 电场中某点的场强大小等于单位电荷所受的________。
6. 电场强度的方向是正电荷在该点受力的________方向。
7. 电场强度的单位是__________。
答案:5. 电场力6. 方向7. N/C(牛顿每库仑)三、计算题8. 一个孤立的点电荷 Q = -5μC 固定不动,现在有一个试探电荷 q= +3μC 从距离点电荷 Q 为 r1 = 4m 的位置移动到 r2 = 5m 的位置,求试探电荷克服电场力所做的功。
解:根据库仑定律,电场力做功的公式为 W = k * Q * q * (1/r1 - 1/r2),其中 k 是库仑常数,k = 8.99 * 10^9 N·m^2/C^2。
代入数据得:W = 8.99 * 10^9 * (-5 * 10^-6) * (3 * 10^-6) * (1/4 - 1/5) = -31.965 J。
答案:试探电荷克服电场力所做的功为 -31.965 J。
四、简答题9. 请简述电场强度的物理意义。
答案:电场强度是描述电场强弱的物理量,它表示单位正电荷在电场中某一点受到的电场力的大小。
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电场难题——经典题2.如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内、管口B、C的连线是水平直径,现有一带正电小球(可视为质点)从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R,从小球进入管口开始,整个空间中突然加上一个匀强电场,电场力在竖直向上的分力大小与重力大小相等,结果小球从管口C处脱离圆管后,其运动轨迹最后经过A点,设小球运动过程中带电量没有改变,重力加速度为g,求:(1)小球到达B点的速度大小;(2)小球受到的电场力的大小和方向;(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力。
3、如图所示,一固定在竖直平面内的光滑绝缘半圆形轨道ABC,其半径为R=0.4m.轨道在C处与水平绝缘板相切.在绝缘板上距C点2m的D点静置一质量m=20g的小物块(可看作质点),小物块带负电,电量为q=1C,今在空间加一水平向左的匀强电场,场强方向与导轨共面,发现小物块恰能通过轨道最高点A. 取g=10m/s2,求:(1)匀强电场的电场强度E;(2)小物块的落点到C点的距离x.(自认为第二问答案有误,不应水平方向匀速运动,请勿看答案。
)向右水平拉直后从静止释放,细线碰到钉子后要使小球刚好饶钉子O′在竖直平面内作圆周运动,求OO′长度。
5、两块平行金属板A、B彼此平行放置,板间距离为d,两板分别带有等量异种电荷,且A板带正电,两板中间有一带负电的油滴P,当两板水平放置时,油滴恰好平衡,若把两板倾斜60°,把油滴从P静止释放,油滴可以打在金属板上,问:(1)油滴将打在哪块金属板上?(2)油滴打在金属板上的速率是多少?6、如图所示,在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45°角的绝缘直杆AC,其下端(C端)距地面高度h=0.8m。
有一质量500g的带电小环套在直杆上,正以某一速度,沿杆匀速下滑,小环离杆后正好通过C端的正下方P点处。
(g取l0m/s2)求:(1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向。
(2)小环从C运动到P过程中的动能增量。
(3)小环在直杆上匀速运动速度的大小v0。
7、如图所示,水平地面上方被竖直线MN分隔成两部分,M点左侧地面粗糙,动摩擦因数为μ=0.5,右侧光滑.MN右侧空间有一范围足够大的匀强电场.在O点用长为R=5m的轻质绝缘细绳,拴一个质量m A=0.04kg,带电量为q=+210-4的小球A,在竖直平面内以v=10m/s的速度做顺时针匀速圆周运动,运动到最低点时与地面刚好不接触.处于原长的弹簧左端连在墙上,右端与不带电的小球B接触但不粘连,B球的质量m B=0.02kg,此时B球刚好位于M点.现用水平向左的推力将B球缓慢推至P点(弹簧仍在弹性限度内),MP之间的距离为L=10cm,推力所做的功是W=0.27J,当撤去推力后,B球沿地面右滑恰好能和A球在最低点处发生正碰,并瞬间成为一个整体C(A、B、C均可视为质点),碰后瞬间立即把匀强电场的场强大小变为E=6103N/C,电场方向不变.(取g=10m/s2)求:(1)A、B两球在碰前匀强电场的大小和方向.(2)碰撞后整体C的速度.(3)整体C运动到最高点时绳的拉力大小.板处于场强为E的匀强电场中,电场方向与圆的直径MN平行.现使一带电量为+q、质量为m的小球由静止从斜挡板内侧上某点释放,为使小球能沿挡板内侧运动,最后从D点抛出,试求:(1)小球从释放点到N点沿电场强度方向的最小距离s;(2)在上述条件下小球经过N点时对挡板的压力大小.9、质量为2m,带2q正电荷的小球A,起初静止在光滑绝缘水平面上,当另一质量为m、带q负电荷的小球B以速度V0离A 而去的同时,释放A球,如图12所示。
若某时刻两球的电势能有最大值,求:(1)此时两球速度各多大?(2)与开始时相比,电势能最多增加多少?10、如图所示,在方向水平向右的匀强电场中,一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球,另一端固定于O点,当小球静止在B点时,细线与竖直方向夹角θ=30°问:(1)小球带电量多少?场力对小球做功多少?(3)小球过最低点C时,细线对小球拉力多大?11、如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。
在Oxy平面的ABCD区域内,存在两个场强大小均为E 的匀强电场I和II,两电场的边界均是边长为L的正方形(不计电子所受重力)。
(1)在该区域AB边的中点处由静止释放电子,求电子离开ABCD区域的位置。
(2)在电场I区域内适当位置由静止释放电子,电子恰能从ABCD区域左下角D处离开,求所有释放点的位置。
(3)若将左侧电场II整体水平向右移动L/n(n≥1),仍使电子从ABCD区域左下角D处离开(D不随电场移动),求在电场I区域内由静止释放电子的所有位置。
12、(12分)一束电子流(电子质量为m,电量绝对值为e)经电压为U的加速电场加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若两板间距为d,板长为l,那么,要使电子能从平行板间飞出,则(1)电子进入偏转电场的速度大小是多少?(4分)(2)两个极板上最多能加多大的偏转电压U′?(8分)13、如图所示,质量为m,电荷量为+q的小球从距地面一定高度的O点,以初速度v0沿着水平方向抛出,已知在小球运动的区域里,存在着一个与小球的初速度方向相反的匀强电场,如果测得小球落地时的速度方向恰好是竖直向下的,且已知小球飞行的水平距离为L,(l)电场强度E为多大?(2)小球落地点A与抛出点O之间的电势差为多大?(3)小球落地时的动能为多大?14、如下图所示,在一个范围较大的匀强电场中,用长为L绝缘丝线将质量为m带电小球系于电场中固定点O处,当小球静止于A时,悬线与竖直方向夹角θ=45°。
将小球拉到B时,使线刚水平伸直,然后自由释放小球。
(1)小球运动到最低点处的时间;2)小球运动到A位置时的动能。
15、如图所示,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径R = 0.40m。
在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E =1.0×104N/C。
现有一质量m = 0.10kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s = 1.0m的位置,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零。
已知带电体所带电荷q = 8.0×10-5C,取10g=10m/s,求:(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小;(2)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小;(3)带电体沿圆弧形轨道运动过程中,电场力和摩擦力带电体所做的功各是多少。
16、如图所示,在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑离心轨道,一个带负电的小球从斜轨道上的A点由静止释放,沿轨道滑下,已知小球的质量为,电量为,匀强电场的场强大小为E,斜轨道的倾角为α(小球的重力大于所受的电场力)。
(1)求小球沿斜轨道下滑的加速度的大小;(2)若使小球通过圆轨道顶端的B点时不落下来,求A点距水平地面的高度h至少应为多大?(3)若小球从斜轨道h=5R 处由静止释放。
假设其能够通过B点,求在此过程中小球机械能的改变量。
17、如图所示,质量为的带电粒子以的速度从水平放置的平行金属板A、B中央飞入电场,已知板长,板间距,当AB间加电压时,带电粒子恰好沿直线穿过电场(设此时A板电势高),重力加速度取g=10m/s2求:(1)粒子带什么电?电荷量为多少?(2)A、B间所加电压为多少时,带电粒子刚好能从上极板右端飞出?18、如图所示,一个电子以100ev的初动能从A点垂直电场线方向飞入匀强电场,在B点离开电场时,其运动方向与电场线成1500角,则A与B两点间的电势差多大?19、如图所示,ABCD为表示竖立放在场强E=104v/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环,轨道的水平部分与半圆环相切,A为水平轨道的一点,而且,把一质量m = 100g,带电量q=10-4C的小球放在水平轨道的A点上面由静止开始释放后,在轨道内侧运动(g=10m/s2)求:(1)它到达C点的速度多大(2)它到达C点时对轨道的压力是多大?3)小球所能获得的最大的动能是多少?20、如图所示,设从灼热金属丝逸出的电子流初速为零,并设该电子流,经加速后进入偏转电场。
已知加速电场的电压是U0,偏转极间的电压是U,偏转板长L,相距d,电子电量为e,质量为m0,求(1)电子进入偏转电场时的速度v0大小;(2)电子离开偏转电场时的侧移距离y;(3)电子离开偏转电场时的速度v大小。
21、如图所示,BC是半径为R的圆弧形的光滑且绝缘的轨道,位于竖直平面内,其下端与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度为 E. 现有一质量为m、带正电q的小滑块(可视为质点),从C点由静止释放,滑到水平轨道上的A点时速度减为零。
若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为,求:(1)滑块通过B点时的速度大小;(2)滑块经过圆弧轨道的B点时,所受轨道支持力的大小;(3)水平轨道上A、B两点之间的距离。
22、如图所示,在竖直平面内的直角坐标系xoy中,第Ⅳ象限内存在沿x员负方向的匀强电场.一质量为m、电量为q的带正电小球从x轴上的A点由静止释放,打在y轴上的B点.已知A点坐标为(2l,0),B点坐标为(0,-l).求:(1)电场强度E(2)若小球从距A点高度为l的C点由静止释放,则打在y轴上的坐标如何?这时速度大小方向如何?23、如图所示,电荷量均为+q、质量分别为m、2m的小球A和B,中间连接质量不计的绝缘细绳,在竖直方向的匀强电场中以速度v0匀速上升,某时刻细绳断开,若忽略A、B间的静电力,求:(1)电场的场强(2)当B球速度为零时,A球的速度大小。
24、(14分)如图所示,一示波管偏转电极的长度d=1.5cm,两极间电场是均匀的,E=1.2×104 V/m,(E垂直于管轴),一个电子以v0=2.6×107 m/s的初速度沿管轴射入,已知电子质量m=9.1×10-31kg,电荷量q=-1.6×10-19 C.求:(1)电子穿出两极板的时间(2)电子经过电极后,发生的偏转量y.25、如图所示,在O点处放置一个正电荷。
在过O点的竖直平面内的A点,自由释放一个带正电的小球,小球的质量为m、电荷量为q。
小球落下的轨迹如图中虚线所示,它与以O为圆心、R为半径的圆(图中实线表示)相交于B、C两点,O、C 在同一水平线上,∠BOC=30°,A距离OC的竖直高度为h。
若小球通过B点的速度为v,则下列说法中正确的是 ( )A.小球通过C点的速度大小是B.小球通过C点的速度大小是 C.小球由A到C电场力做功是-mghD.小球由A到C机械能的损失是、A、B是电场中的同一条直线形电场线上的两点.若将一个带负电的点电荷从A点由静止释放,它在沿电场线从A向B运动过程中的速度图象如图所示.比较A、B两点的电势U和场强E,下列说法中正确的是A.U A>U B,E A> E B B.U A>U B,E A< E BC.U A<U B,E A< E B D.U A<U B,E A> E B27、如图所示,A、B、C为等量异种电荷产生的静电场中的三个等势面,已知三个等势面的电势关系为φA<φB<φC。