2019-3-15 高中 物理 静电场 计算题
高中物理电场,静电学-附答案和详细解析
高中物理电场，静电学一般难度一、单选题（本大题共11小题，共44.0分）1.如图所示，真空中A、B两个点电荷的电荷量分别为和，放在光滑绝缘水平面上，A、B之间用绝缘的轻弹簧连接当系统平衡时，弹簧的伸长量为若弹簧发生的均是弹性形变，则A. 保持Q不变，将q变为2q，平衡时弹簧的伸长量等于B. 保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量小于C. 保持Q不变，将q变为，平衡时弹簧的缩短量等于D. 保持q不变，将Q变为，平衡时弹簧的缩短量小于2.如图，真空中一条直线上有四点A、B、C、，，只在A点放一电量为的点电荷时，B点电场强度为E，若又将等量异号的点电荷放在D点，则A. B点电场强度为，方向水平向右B. B点电场强度为，方向水平向左C. BC线段的中点电场强度为零D. B、C两点的电场强度相同3.关于静电场，下列说法正确的是A. 电势等于零的物体一定不带电B. 电场强度为零的点，电势一定为零C. 同一电场线上的各点，电势一定相等D. 负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加4.甲、乙两带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为和，两球间用绝缘细线连接，甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在空间有方向向右的匀强电场，上下两根绝缘细线张力的大小分别为A. ，B. ，C. ，D. ，5.如图甲所示为电场中的一条电场线，在电场线上建立坐标轴，则坐标轴上～间各点的电势分布如图乙所示，则A. 在～间，场强先减小后增大B. 在～间，场强方向一定发生了变化C. 若一负电荷从O点运动到点，电势能逐渐减小D. 从O点静止释放一仅受电场力作用的正电荷，则该电荷在～间一直做加速运动6.如图所示，，，，，是半径为r的圆周上等间距的五个点，在这些点上各固定一个点电荷，除A点处的电量为外，其余各点处的电量均为，则圆心O处A. 场强大小为，方向沿OA方向B. 场强大小为，方向沿AO方向C. 场强大小为，方向沿OA方向D. 场强大小为，方向沿AO方向7.用电场线能很直观很方便地比较电场中各点的强弱如图，左边是等量异种点电荷形成电场的电场线，右边是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称，则下列认识不正确的是A. B、C两点场强大小和方向都相同B. A、D两点场强大小相等，方向相反C. E、F两点场强大小和方向都相同D. 从E到F过程中场强先增大后减小8.一带电粒子在重力不计如图所示的电场中，在电场力作用下，沿虚线所示轨迹从A点运动到B点，下列说法中正确的是A. 粒子带正电B. 粒子的加速度在减少C. 粒子的动能在增大D. 粒子的电势能在增大9.如图所示，在水平放置的光滑接地金属板中点的正上方，固定有带正电的点电荷Q，另有一表面绝缘带正电的金属小球可视为质点，且不影响原电场自左以速度开始在金属板上向右运动，在运动过程中A. 小球做先减速后加速运动B. 小球做匀加速运动C. 小球受的电场力不做功D. 电场力对小球先做正功后做负功10.在雷雨天气中，大树就相当于一个电量较大的点电荷，1和2是以树为圆心的同心圆，有甲、乙、丙、丁四头相同的牛按如图所示位置和方向分别站在地面上，由此判断：A. 牛丙所处位置的电场强度为零B. 牛乙和牛丙两处电场强度相同C. 牛丁处的电势一定高于牛乙处的电势D. 牛甲前后脚电势差最大，处于最危险的状态11.金属板和板前一正点电荷形成的电场线分布如图所示，A、B、C、D为电场中的四个点，则A. B、D两点的电势相等B. B点的电场强度比D点的大C. 负电荷在C点的电势能低于在A点的电势能D. 正电荷由D点静止释放，只受电场力作用沿电场线运动到B点二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）12.如右图所示，将带电棒移近两个不带电的导体，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述方法中，能使两球都带电的方法是A. 先把两球分开，再移走棒B. 先移走棒，再把两球分开C. 使甲球瞬时接地，稳定后再移走棒D. 使棒与甲球接触，稳定后再移走棒13.A、B两个点电荷在真空中所形成电场的电场线方向未标出如图所示图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称则A. 这两个点电荷一定是等量异种电荷B. 这两个点电荷一定是等量同种电荷C. C、D两点的电势一定不相等D. C点的电场强度比D点的电场强度大14.一带电粒子射入固定在O点的点电荷的电场中，粒子轨迹如图虚线abc所示，图中实线是同心圆弧，表示电场的等势面，不计重力，可以判断A. 粒子受到静电排斥力的作用B. 粒子速度C. 粒子动能D. 粒子电势能三、填空题（本大题共1小题，共4.0分）15.两个点电荷甲和乙同处于真空中．甲的电量是乙的4倍，则甲对乙的作用力是乙对甲的作用力的______ 倍若把每个电荷的电量都增加为原来的2倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的______ 倍；保持其中一电荷的电量不变，另一个电荷的电量变为原来的4倍，为保持相互作用力不变，则它们之间的距离应变为原来的______ 倍四、实验题探究题（本大题共1小题，共9.0分）16.法拉第发现了电磁感应现象之后，又发明了世界上第一台发电机--法拉第圆盘发电机，揭开了人类将机械能转化为电能并进行应用的序幕法拉第圆盘发电机的原理如图所示，将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、B，两电刷与灵敏电流计相连当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，则电刷A的电势______电刷B的电势填高于、低于或等于；若仅提高金属盘转速，灵敏电流计的示数将______；填增大、减小或不变；若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，灵敏电流计的示数将______填增大、减小或不变五、计算题（本大题共1小题，共10.0分）17.在场强为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一电荷量为的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的两条直线和圆周的交点当把一试探电荷放在d点恰好平衡如图所示，不计重力匀强电场场强E的大小、方向如何？试探电荷放在点c时，受力的大小、方向如何？试探电荷放在点b时，受力的大小、方向如何？六、简答题（本大题共1小题，共8.0分）18.电场中某区域的电场线分布如图所示，A、B是电场中的两点一个电荷量的负点电荷，放在电场中的A点时所受电场力为求A点电场强度的大小；将的正点电荷放入电场中的A点，求受到的电场力的大小和方向；如果将点电荷从电场中的A点移到B点，电场力做功，求A、B两点间的电势差．答案和解析【答案】1. B2. D3. D4. D5. D6. C7. B8. D9. C10. D11. C12. ACD13. AD14. AD15. 1；4；216. 低于；增大；减小17. 解：由题意：检验电荷放在d点恰好平衡，则有：Q对的库仑力匀强电场对的电场力由平衡条件得，所以，得：，匀强电场方向沿db方向竖直向下．检验电荷放在c点：匀强电场的作用力大小为，方向竖直向下；Q对的库仑力大小为，方向水平向左，则：所以，方向与ac方向成角斜向下．检验电荷放在b点：同理可得，，所以，方向沿db方向．答：匀强电场场强E的大小为，方向沿do方向向下；试探电荷放在点c时，受力的大小为，方向斜向左下方与ac成角；试探电荷放在点b时，受力的大小为，方向沿ob方向向下．18. 解：点电场强度的大小为：，受到的电场力为：，方向沿场强向左，、B两点间的电势差为：答：点电场强度的大小为；受到的电场力的大小为，方向沿场强向左；、B两点间的电势差为．【解析】1. 解：设弹簧的劲度系数为K，原长为当系统平衡时，弹簧的伸长量为，则有：A、保持Q不变，将q变为2q时，平衡时有：由解得：，故A错误；B、同理可以得到保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量小于，故B正确；C、保持q不变，将Q变为，如果缩短量等于，则静电力大于弹力，故会进一步吸引，故平衡时弹簧的缩短量大于，故C错误；D、保持Q不变，将q变为，如果缩短量等于，则静电力大于弹力，故会进一步吸引，故平衡时弹簧的缩短量大于，故D错误．故选：B根据库仑定律及胡克定律列式分析，电荷量变化，库仑力变化，两球的距离变化，弹力变化，根据平衡条件列方程计算即可．本题主要考查了库仑定律及胡克定律的直接应用，要知道，电荷量变化后库仑力要变化，距离变化后弹簧弹力会变化．2. 解：AB、只在A点放正电荷时，B点的场强为：又将等量异号的点电荷放在D点后，B点场强为：，方向水平向右，故A错误，B也错误；C、BC线段的中点电场强度：，故C错误；D、C点场强为：，方向水平向右，与B点的电场强度相同，故D正确；故选：D．根据点电荷场强公式分析计算，有两个场源就根据矢量合成求合场强．本题关键根据点电荷的场强公式，然后根据矢量合成的法则合成各点的场强，当然，也可以根据等量异种电荷的电场线快速判断．3. 解：A、静电场中，电势具有相对性，电势为零的物体不一定不带电，故A错误；B、静电场中，电势具有相对性，电场强度为零的点电势不一定为零，故B错误；C、沿场强方向电势减小，电场线的切线方向表示电场强度的方向，故沿电场线电势一定降低，故C错误；D、电场线的切线方向表示电场强度的方向，负电荷沿电场线方向移动时，电场力做负功，电势能增加，故D正确；故选D．静电场中，电势具有相对性，电场强度为零的点电势不一定为零，沿电场线电势一定降低．本题关键抓住电场力电场强度与电势的概念，同时要注意电势具有相对性，电场强度为零的点电势不一定为零．4. 【分析】对甲、乙两球整体进行受力分析，由共点力的条件可得出上端细线的张力；再对下面小球受力分析，由共点力的平衡条件可求得下端细线的张力。
高中物理静电场中的能量计算题专题练习
高中物理静电场中的能量计算题专题练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、解答题1．如图所示，匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行．a、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行．一电荷为q（q>０）的质点沿轨道内侧运动．经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为N a和N b不计重力，求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能．2．如图所示，a、b、c、d为匀强电场中四个等势面，相邻等势面间距离为2cm，已知U ac=60V，A、B、C、D四个点分别位于等势面a、b、c、d上。
(1)电场强度为多大？(2)设B点的电势为零，求A、C、D点的电势。
(3)求将q=-1.0×10-10C的点电荷由A移到D电场力做的功。
3．在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面积是以O为圆心，半径为R的圆，AB为圆的直径，如图所示。
质量为m，电荷量为q（q>0）的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直。
已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的C点以速率v0穿出电场，AC与AB的夹角θ=60°。
运动中粒子仅受电场力作用。
（1）求电场强度的大小；（2）为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子进入电场时的速度应为多大？（3）为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为mv0，该粒子进入电场时的速度应为多大？4．如图所示，一质量为m的带电小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线与竖直方向成θ角。
已知电场强度为E，重力加速度为g。
求：(1) 小球带什么电；(2) 小球所带电荷量的大小；(3) 将细线突然剪断的瞬间，小球的加速度大小。
5．如图所示，热电子由K发射后，初速度可以忽略不计，经加速电压为U1的加速电场加速后，垂直于电场方向飞入偏转电压为U2的偏转电场，最后打在荧光屏（图中未画出）上．已知两偏转极板间距为d，板长为L．电子质量为m，电荷量为e，不计电子重力．求：（1）电子进入偏转电场时的速度大小；（2）电子在偏转电场中所用的时间和离开时的偏移量y；（3）电子在偏转电场中所受电场力做的功．6．将一个电量为1×10－6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做功2×10－6J。
静电场测试题
静电场测试题一、选择题：从A、B、C、D四个选项中选择正确答案填入括号内。
1. 静电场是指：A. 只有正电荷和负电荷相互作用的场B. 只有电流流动时产生的场C. 有电荷存在时产生的场D. 只有电荷静止时产生的场（）2. 静电场的强度可以用以下哪个物理量来表示：A. 电势差B. 电场线C. 电场力D. 电荷量（）3. 在静电场中，带电粒子的运动轨迹是：A. 直线轨迹B. 波浪状轨迹C. 圆周轨迹D. 双曲线轨迹（）4. 两个相同电荷量的粒子之间的静电力：A. 与电荷量无关B. 与电荷量成正比C. 与电荷量成反比D. 与电荷量的关系不确定（）5. 一物体的电场线为密集平行直线条纹，则说明该物体的电荷分布：A. 均匀B. 零电荷C. 非均匀D. 电荷分布不确定（）二、填空题：根据题目补充完整。
6. 静电场中的粒子只有________，不会形成电流。
7. 静电力是由________引起的。
8. 两个同性电荷之间的静电力是________的。
9. 电场强度的单位是________。
三、解答题：根据题目要求进行详细解答。
10. 静电场中的两个不同电荷分别为正电荷和负电荷，它们之间的电场力方向如何？请详细解答并给出相关原因。
【解答】两个不同电荷之间的电场力方向是相互吸引的，即正电荷对负电荷施加引力，负电荷对正电荷施加引力。
原因是根据库仑定律，两个电荷之间的静电力的方向与它们间的距离成正比，与电荷量成反比。
正电荷和负电荷之间的电荷量相反，所以它们之间的静电力方向相互吸引。
四、简答题：根据题目要求进行简要回答。
11. 静电场的特点是什么？请列举至少三点。
【回答】- 静电场是由电荷产生的场，存在电荷时才会有静电场的存在。
- 静电场是无源场，不消耗能量，不需要电流的参与来维持。
- 静电场中带电粒子的运动轨迹是受电场力作用的曲线或曲面。
- 静电场的强度可以通过电场线的分布密度来表示，电场线的方向指示了正电荷受力的方向。
2019新人教版高中物理必修三第九章-静电场及其应用练习题含答案及详解
静电场及其应用一、单选题（本大题共12小题，共48.0分）1.如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触．把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开，则()A.此时A带正电，B带负电B.此时A电势低，B电势高C.移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合D.先分开A、B，再移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合2.相距为L的点电荷A，B带电荷量分别为+4q和−q，如图所示，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电荷量和放置的位置是()A.-q，在A左侧距A为L处B.-2q，在A左侧距A为L/2处C.+4q，在B右侧距B为L处D.+2q，在B右侧距B为3L/2处3.两个质量分别是m1、m2的小球(可视为质点)，各用丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷，且电荷量分别为q1、q2时，两丝线张开一定的角度θ1、θ2，如图所示，此时两个小球处于同一水平面上，若θ1>θ2则一定A.m1>m2 B.q1>q2C.m1<m2 D.q1<q24.关于电场强度，下列说法正确的是()A.电场中某点的场强方向即为试探电荷在该点的受力方向B.沿电场线方向电场强度一定越来越小C.在匀强电场中公式E=Ud中的d是沿电场方向两点间的距离D.公式E=Fq 和E=k Qr2对于任意静电场都是适用的5.下列说法正确的是()A.库仑定律适用于点电荷，也适用于一切带电体B.根据F=k q1q2r2，当两个电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向于无穷大C.若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力D.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍6.真空中两个完全相同、带等量异种电荷的金属小球A和B(可视为点电荷)，分别固定在两处，它们之间的静电力为F。
用一个不带电的同样金属球C先后与A，B球接触，然后移开球C，此时A，B球间的静电力为A.F8B.F4C.3F8D.F27.有关电场强度的理解，下述说法正确的是()A.由E=Fq可知，电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力F成正比B.当电场中存在试探电荷时，电荷周围才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度C.由E=k Qr2可知，在离点电荷很近的地方，r接近于零，电场强度为无穷大D.电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关8.如图所示的各电场中，A、B两点电场强度相同的是()A.B.C.D.9.如图所示，真空中x O y平面直角坐标系上的A B C三点构成等边三角形，边长L，将电荷量均为q的两个正点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量为k，则E C大小为A.√3kqL2B.2√3kqL2C.kqL2D.2kqL210.如图，x O y平面直角坐标系所在空间有沿x轴负方向的匀强电场(图中未画出)，电场强度大小为E。
高中物理静电场(精选100题答案)
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
人教版本(2019)必修高中物理必修第三册第九章《静电场及其应用》测试卷
第九章《静电场及其应用》测试卷一、单选题(共15小题)1.3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＝62.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点的场强为E，则()A．若在A点换上电荷量为－q的试探电荷，A点场强方向发生变化B．若在A点换上电荷量为2q的试探电荷，A点的场强将变为2EC．若在A点移去电荷q，A点的场强变为零D．A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关3.如图所示，把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上，欲使球a能静止在斜面上，需在MN间放一带电小球b，则b应()A．带负电，放在A点B．带正电，放在B点C．带负电，放在C点D．带正电，放在C点4.如图所示，电荷A和电荷B通过电场传递相互作用力针对这个情形，下列说法正确的是(????)A．电荷B受电场力的作用，自身并不激发电场B．撤去电荷B，电荷A激发的电场就不存在了C．电荷B在电荷A存在或者移去的情况下，在电荷A处产生的电场都是相同的D．电荷A和电荷B都可以激发电场，并通过电场线的蔓延将电场散布在周围空间5.一金属球，原来不带电，现沿球直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示．金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比，则() A．Ea最大B．Eb最大C．Ec最大D．Ea＝Eb＝Ec6.如图所示，较厚的空腔球形导体壳中有一个正点电荷，则图中a、b、c、d各点的电场强度大小关系为()A．Ea>Eb>Ec>EdB．Ea>Ec＝Ed>EbC．Ea>Ec>Ed>EbD．Ea<Eb<Ec＝Ed7.关于库仑定律，下列说法中正确的是()A．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体B．根据F＝k，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大C．若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力D．库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律8.在点电荷－Q的电场中，一金属圆盘处于静电平衡状态，若圆平面与点电荷在同一平面内，则盘上感应电荷在盘中A点所激发的附加场强E′的方向在下图中正确的是 ()A．B．C．D．9.处于静电平衡的导体内部场强处处为零是因为()A．导体内部无电场B．外电场不能进入导体内部C．所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零D．外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零10.如图所示，两个半径均为r的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为r，带等量异种电荷，电荷量绝对值均为Q，两球之间的静电力为下列选项中的哪一个()A．等于kB．大于kC．小于kD．等于k11.把两个完全相同的金属小球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间互相排斥，则A、B两球原来的带电情况不可能是(????)A．带等量异种电荷B．带等量同种电荷C．带不等量异种电荷D．一个带电，另一个不带电12.请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C．小鸟停在单根高压输电线上会被电死D．打雷时，待在汽车里比待在木屋里要危险13.金属球壳原来带有电荷，而验电器原来不带电，如图所示，现将金属球壳内表面与验电器的金属小球相连．验电器的金属箔将()A．不会张开B．一定会张开C．先张开，后闭合D．可能会张开14.某农村小塑料场的高频热合机产生的电磁波频率和电视信号频率接近，由于该村尚未接通有线电视信号，空中的信号常常受到干扰，在电视荧屏上出现网状条纹，影响正常收看．为了使电视机不受干扰，可采取的办法是()A．将电视机用一金属笼子罩起来B．将电视机用一金属笼子罩起来，并将金属笼子接地C．将高频热合机用一金属笼子罩起来D．将高频热合机用一金属笼子罩起来，并将金属笼子接地15.关于点电荷产生的电场，下列叙述正确的是()A．以点电荷为球心、以r为半径的球面上，各点的电场强度都相同B．正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强C．在电场中某点放入试探电荷q，若试探电荷受到的电场力为F，则该点的电场强度为E＝，取走试探电荷q后，该点电场强度不变D．和电场强度的定义式E＝一样，点电荷电场的场强计算公式E＝k对于任何电场都是适用的二、填空题(共3小题)16.一试探电荷q＝＋4×10－9C，在电场中P点受到的静电力F＝6×10－7N．则：(1)P点的场强大小为________；(2)将试探电荷移走后，P点的场强大小为________；(3)放一电荷量为q′＝1.2×10－6C的电荷在P点，受到的静电力F′的大小为________．17.如图7所示，有一水平方向的匀强电场，场强大小为900 N/C，在电场内一水平面上作半径为10 cm的圆心为O的圆，圆上取A、B两点，AO沿电场方向，BO⊥OA，另在圆心处放一电荷量为10－9C的正点电荷，则A处场强大小EA＝______ N/C，B处场强大小EB＝______ N/C.18.如图所示，带电荷量为＋q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心．若图中a点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为________，方向________．(静电力常量为k)三、计算题(共3小题)19.如图所示，真空中，带电荷量分别为＋Q和－Q的点电荷A、B相距r，则：(1)点电荷A、B在中点O产生的场强分别为多大？方向如何？(2)两点电荷连线的中点O的场强为多大？(3)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O′点的场强如何？20.如图所示，竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域，场强E ＝3×104N/C.在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m＝5×10－3kg的带电小球，静止时小球偏离竖直方向的夹角θ＝60°(g取10 m/s2)．试求：(1)小球的电性和电荷量；(2)悬线的拉力；(3)若小球静止时离右板d＝5×10－2m，剪断悬线后，小球经多少时间碰到右极板．21.如图2所示，竖直平面内有一圆形光滑绝缘细管，细管截面半径远小于半径R，在中心处固定一电荷量为＋Q的点电荷．一质量为m、电荷量为＋q的带电小球在圆形绝缘细管中做圆周运动，当小球运动到最高点时恰好对细管无作用力，求当小球运动到最低点时对管壁的作用力是多大？答案解析1.【答案】D【解析】设小球1、2之间的距离为r.球3没接触前F＝k；球3分别与球1、2接触后q2＝，q1＝＝，则F＝k，联立解得n＝62.【答案】D【解析】电场强度E＝是通过比值定义法得出的，其大小及方向与试探电荷无关，故放入任何电荷时电场强度的方向、大小均不变，A、B、C均错误，应选D3.【答案】C【解析】当小球a受到的重力、支持力和库仑力的作用处于平衡状态时，才能静止在斜面上．可知若小球b带负电，只有放在C点才可使a受合力为零；若小球b带正电，只有放在A点，才可使a受合力为零，故选C.4.【答案】C【解析】A、电荷B处在电荷A激发的电场中，受到电荷A电场的作用力，B自身也激发电场。
物理静电场计算题
四、计算题40.一带电荷量为＋Q、半径为R的球，电荷在其内部能均匀分布且保持不变，现在其内部挖去一半径为的小球后，如图所示，已知P距大球球心距离为4R.求剩余部分对放在两球心连线上一点P处电荷量为＋q的电荷的静电力．41.如图所示，在水平放置的两个平行金属板之间的匀强电场中，A、B两点之间的连线与竖直方向的夹角为60°.把带电荷量为q＝－1.5×10－8C的点电荷由A点移到B点，克服电场力做了4.2×10－5J的功．(1)试确定两板所带电荷Q1、Q2的电性；(2)若已知A点电势φA＝800 V，|AB|＝1 cm.试求B点电势φB和电场强度的大小和方向．42.有一水平向右的匀强电场，场强E＝9.0×103N/C，在竖直平面内半径为0.1 m 的圆周上取如图所示最高点C，另在圆心O处放置电荷量为Q＝1.0×10－8C的带正电的点电荷．试求C处的场强．43.把带电荷量2×108C的正点电荷从无限远处移到电场中A点，要克服电场力做功8×106J，若把该电荷从无限远处移到电场中B点，需克服电场力做功2×106J，取无限远处电势为零．求：(1)A点的电势；(2)A、B两点的电势差；(3)若把2×105C的负电荷由A点移到B点电场力做的功．44.如图所示，P、Q两金属板间的电势差为50 V，板间存在匀强电场，方向水平向左，板间的距离d＝10 cm，其中Q板接地，两板间的A点距P板4 cm.求：(1)P板及A点的电势．(2)保持两板间的电势差不变，而将Q板向左平移5 cm，则A点的电势将变为多少？45.如图所示，在匀强电场中，有A、B两点，它们之间的距离为2 cm，两点的连线与场强方向成60°角．将一个电荷量为－2×10－5C的电荷由A移到B，其电势能增加了0.1 J．问：(1)在此过程中，静电力对该电荷做了多少功？(2)A、B两点的电势差UAB为多大？(3)匀强电场的场强为多大？五、填空题46.如图所示，A、B、C为一条电场线上的三点，以B点为零电势点，一个电子从A移到B和C电场力分别做功3.2×10－19J和9.6×10－19J，则电场线的方向________，A点电势φA＝________ V，C点电势φC＝________ V．如果以C点为零电势点，则A点电势φA′＝________ V，B点电势φB′＝________ V.40.【答案】方向向右【解析】未挖去之前，＋Q对q的斥力为：F＝，挖去的小球带电荷量为：Q′＝×＝，挖去的小球原来对q的斥力为：F1＝k＝，剩余部分对q的斥力为：F2＝F－F1＝，方向向右．41.【答案】(1)Q1带正电，Q2带负电(2)－2 000 V 5.6×105V/m竖直向下【解析】(1)把带电量为q＝－1.5×10－8C的点电荷由A点移到B点，克服电场力做了4.2×10－5J的功．说明A点的电势高于B点的电势，电场的方向由上向下，因此，上板Q1带正电，下板Q2带负电．(2)A、B两点的电势差为UAB＝＝V＝2 800 V，设B点的电势为φB，根据UAB＝φA－φB得φB＝φA－UAB＝800 V－2 800 V＝－2 000 V电场强度为E＝＝＝V/m＝5.6×105V/m，方向为竖直向下．42.【答案】9×103N/C，方向与匀强电场方向成45°角斜向上【解析】点电荷在最高点C产生的场强大小为E1＝k，方向竖直向上．C处场强由水平向右的场强E和点电荷在C处产生的场强E1合成，根据矢量合成法则可得：EC＝＝9×103N/C设该场强与水平方向之间的夹角为θ，则有tanθ＝1，θ＝45°即该场强方向与匀强电场方向成45°角斜向上．43.【答案】(1)0.04 V(2)0.03 V(3)－6×103J【解析】(1)无限远处与A点间的电势差：U∞A＝＝V＝－0.04 V而U∞A＝φ∞－φA，由题φ∞＝0，则φA＝0.04 V.(2)无限远处与B点间的电势差：U∞B＝＝V＝－0.01 V而U∞B＝φ∞－φB，由题φ∞＝0，则φB＝0.01 V.则A、B两点的电势差为：UAB＝φA－φB＝0.04 V－0.01 V＝0.03 V.(3)电场力做的功：W＝q′UAB＝－2×105×0.03 J＝－6×103J.44.【答案】(1)－50 V－30 V(2)－10 V【解析】(1)场强E＝＝V·m－1＝5×102V·m－1Q、A间电势差UQA＝Ed′＝5×102×(10－4)×10－2V＝30 V所以A点电势φA＝－30 V，P板电势φP＝UPQ＝－50 V(2)当Q板向左平移5 cm时两板间距离d′＝(10－5) cm＝5 cmQ板与A点间距离变为d″＝(10－4) cm－5 cm＝1 cm电场强度E′＝＝V·m－1＝1.0×103V·m－1Q、A间电势差UQA′＝E′d″＝1.0×103×1.0×10－2V＝10 V所以A点电势φA′＝－10 V45.【答案】(1)－0.1 J(2)5 000 V(3)5×105V/m【解析】(1)电势能增加多少，静电力就做多少负功，故静电力对电荷做了－0.1 J的功．(2)由W＝qU，得UAB＝＝V＝5 000 V.(3)由U＝Ed，得E＝＝＝5×105V/m.46.【答案】向左－24－6－4【解析】电子从A点移到B点电场力做正功，可判断电场线方向向左．电子在A点的电势能为3.2×10－19J,φA＝＝＝－2 V．电子从B点移到C点电场力做功(9.6－3.2)×10－19J＝6.4×10－19J，则电子从C点移到B 点电场力做功－6.4×10－19J，故电子在C点的电势能为E pC＝－6.4×10－19J，φC＝＝＝4 V.如果以C点为零电势点，A、B两点电势均低于C点电势，则A点电势φA′＝－6 V，B点电势φB′＝－4 V.。
静电场计算题
静电场计算题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．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 2分总场强为 ⎰+π=Lx d L x L q E 020)(d 4－ε()d L d q+π=04ε3分 方向沿x 轴，即杆的延长线方向．2.一个细玻璃棒被弯成半径为R 的半圆形，匀分布有电荷+Q ，沿其下半部分均匀分布有电荷－Q ，所示．试求圆心O 处的电场强度．解：把所有电荷都当作正电荷处理. 在θ处取微小电荷 d q = λd l = 2Q d θ / π它在O 处产生场强 θεεd 24d d 20220R QR q E π=π= 2分按θ角变化，将d E 分解成二个分量：θθεθd sin 2sin d d 202RQ E E x π== θθεθd cos 2cos d d 202RQE E y π-=-= 3分对各分量分别积分，积分时考虑到一半是负电荷⎥⎦⎤⎢⎣⎡-π=⎰⎰πππθθθθε2/2/0202d sin d sin 2R QE x ＝0 2分 2022/2/0202d cos d cos 2R QR Q E y εθθθθεππππ-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-π-=⎰⎰ 2分 所以j RQ j E i E E y x202επ-=+= 1分LPd E O3.如图所示，一电荷面密度为σ的“无限大”平面，在距离平面a 处的一点的场强大小的一半是由平面上的一个半径为R 的圆面积范围内的电荷所产生的．试求该圆半径的大小．解：电荷面密度为σ的无限大均匀带电平面在任意点的场强大小为E =σ / (2ε0) 2分以图中O 点为圆心，取半径为r →r ＋d r 的环形面积，其电量为d q = σ2πr d r 2分它在距离平面为a 的一点处产生的场强()2/32202d ra a r d rE +=εσ 2分则半径为R 的圆面积内的电荷在该点的场强为()⎰+=R ra r r a E 02/3220d 2εσ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-=22012R a a εσ 2分 由题意,令E =σ / (4ε0)，得到R ＝a 32分4.电荷线密度为λ的“无限长”均匀带电细线，弯成图示形状．若半圆弧AB 的半径为R ，试求圆心O 点的场强．解：以O 点作坐标原点，建立坐标如图所示．半无限长直线A ∞在O 点产生的场强1E ， ()j i R E --π=014ελ 2分 半无限长直线B ∞在O 点产生的场强2E ， ()j i RE +-π=024ελ2分 半圆弧线段在O 点产生的场强3E，i RE032ελπ= 2分由场强叠加原理，O 点合场强为0321=++=E E E E2分5. 将一“无限长”带电细线弯成图示形状，设电荷均匀分布，电荷线密度为λ，四分之一圆弧AB 的半径为R ，试求圆心O 点的场强．∞∞OBA∞∞解：在O 点建立坐标系如图所示． 半无限长直线A ∞在O 点产生的场强：()j i R E -π=014ελ 2分 半无限长直线B ∞在O 点产生的场强：()j i RE +-π=024ελ 2分 四分之一圆弧段在O 点产生的场强： ()j i RE+π=034ελ 4分由场强叠加原理，O 点合场强为： ()j i RE E E E+π=++=03214ελ2分6.图中虚线所示为一立方形的高斯面，已知空间的场强分布为： E x ＝bx ， E y ＝0， E z ＝0． 高斯面边长a ＝0.1 m ，常量b ＝1000 N/(C ·m)．试求该闭合面中包含的净电荷．(真空介电常数ε0＝8.85×10-12C 2·N -1·m -2 )解：设闭合面内包含净电荷为Q ．因场强只有x 分量不为零，故只是二个垂直于x 轴的平面上电场强度通量不为零．由高斯定理得：-E 1S 1+ E 2S 2=Q / ε0 ( S 1 = S 2 =S ) 3分则 Q = ε0S (E 2- E 1) = ε0Sb (x 2- x 1)= ε0ba 2(2a －a ) =ε0ba 3 = 8.85×10-12 C 2分7.真空中一立方体形的高斯面,边长a ＝0.1 m 置．已知空间的场强分布为： E x =bx , E y =0 , E z =0．常量b ＝1000 N/(C ·m)．试求通过该高斯面的电通量．解： 通过x ＝a 处平面1的电场强度通量 Φ1 = -E 1 S 1= -b a 3 1分 通过x = 2a 处平面2的电场强度通量Φ2 = E 2 S 2 = 2b a 3 1分其它平面的电场强度通量都为零．因而通过该高斯面的总电场强度通量为Φ = Φ1+ Φ2 = 2b a 3-b a 3 = b a 3 =1 N ·m 2/C 3分B A ∞x8. 图示一厚度为d 的“无限大”均匀带电平板，电荷体密度为ρ．试求板内外的场强分布，并画出场强随坐标x 变化的图线，即E —x 图线(设原点在带电平板的中央平面上，Ox 轴垂直于平板)． 解：由电荷分布的对称性可知在中心平面两侧离中心平面相同距离处场强均沿x 轴，大小相等而方向相反．在板内作底面为S 的高斯柱面S 1（右图中厚度放大了）, 两底面距离中心平面均为⎢x ⎜, 由高斯定理得01/22ερS x S E ⋅=⋅则得 01/ερx E =即 01/ερx E = ⎪⎭⎫ ⎝⎛≤≤-d x d 21214分在板外作底面为S 的高斯柱面S 2两底面距中心平面均为x ，由高斯定理得 02/2ερSd S E ⋅=⋅则得 ()022/ερd E ⋅= ⎪⎭⎫ ⎝⎛>d x 21即 ()022/ερd E ⋅= ⎪⎭⎫ ⎝⎛>d x 21，()022/ερd E ⋅-= ⎪⎭⎫⎝⎛-<d x 21 4分E ~ x 图线如图所示． 2分9.一半径为R 的带电球体，其电荷体密度分布为 ρ =Ar (r ≤R ) ， ρ =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． 3分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分2E 210.电荷面密度分别为+σ和－σ的两块“无限大”均匀带电平行平面，分别与x 轴垂直相交于x 1＝a ，x 2＝－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．解：由高斯定理可得场强分布为：E =-σ / ε0 (－a ＜x ＜a )1分E = 0 (－∞＜x ＜－a ，a ＜x ＜＋∞＝ 1分由此可求电势分布：在－∞＜x ≤－a 区间⎰⎰⎰---+==00/d d 0d aa xxx x x E U εσ0/εσa -= 2分在－a ≤x ≤a 区间000d d εσεσxx x E U xx=-==⎰⎰2分 在a ≤x ＜∞区间000d d 0d εσεσax x x E U aaxx=-+==⎰⎰⎰2分 图2分11.如图所示，两个点电荷＋q 和－3q ，相距为d . 试求：(1) 在它们的连线上电场强度0=E的点与电荷为＋q 的点电荷相距多远？ (2) 若选无穷远处电势为零，两点电荷之间电势U =0的点与电荷为＋q 的点电荷相距多远？解：设点电荷q 所在处为坐标原点O ，x 轴沿两点电荷的连线．(1) 设0=E的点的坐标为x '，则()04342020=-'π-'π=i d x q i x q E εε 3分 可得 02222=-'+'d x d x解出 ()d x 3121+-=' 2分另有一解()d x 13212-=''不符合题意，舍去． (2) 设坐标x 处U ＝0，则 ()x d qx q U -π-π=00434εε ()0440=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--π=x d x x d q ε 3分 得 d - 4x = 0, x = d /4 2分12.图中所示为一沿x 轴放置的长度为l 的不均匀带电细棒，其电荷线密度为λ＝λ0 (x -a )，λ0为一常量．取无穷远处为电势零点，求坐标原点O 处的电势．x-a +aO xU+Ox解：在任意位置x 处取长度元d x ，其上带有电荷d q =λ0 (x －a )d x 1分它在O 点产生的电势 ()xxa x U 004d d ελπ-=2分O 点总电势⎥⎦⎤⎢⎣⎡-π==⎰⎰⎰++l a a la a x x a x dU U d d 400ελ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-π=a l a a l ln 400ελ 2分13. 图示一个均匀带电的球层，其电荷体密度为ρ，球层内表面半径为R 1，外表面半径为R 2．设无穷远处为电势零点，求球层中半径为r 处的电势．解：r 处的电势等于以r 为半径的球面以内的电荷在该处产生的电势U 1和球面以外的电荷产生的电势U 2之和，即 U = U 1 + U 2 ，其中U 1=q i/ (4πε0r )()()rR r 031343/4ερπ-π=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=r R r 31203ερ 4分为计算以r 为半径的球面外电荷产生的电势．在球面外取r '─→r '＋d r '的薄层．其电荷为 d q =ρ·4πr '2d r ' 它对该薄层内任一点产生的电势为()002/d 4/d d ερεr r r q U ''='π=则 ⎰⎰''==2d d 022R r r r U U ερ()2222r R -=ερ 4分 于是全部电荷在半径为r 处产生的电势为()222031202123r R r R r U U U -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ερερ ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=r R r R 312220236ερ 2分 若根据电势定义直接计算同样给分．14.电荷以相同的面密度σ 分布在半径为r 1＝10 cm 和r 2＝20 cm 的两个同心球面上．设无限远处电势为零，球心处的电势为U 0＝300 V ． (1) 求电荷面密度σ．(2) 若要使球心处的电势也为零，外球面上应放掉多少电荷？［ε0＝8.85×10-12 C 2 /(N ·m 2)］解：(1) 球心处的电势为两个同心带电球面各自在球心处产生的电势的叠加，即⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+π=22110041r q r q U ε⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛π-ππ=22212104441r r r r σσε()210r r +=εσ3分 2100r r U +=εσ＝8.85×10-9 C / m 2 2分 (2) 设外球面上放电后电荷面密度为σ'，则应有O()2101r r U σσε'+='= 0即σσ21r r -=' 2分 外球面上应变成带负电，共应放掉电荷()⎪⎪⎭⎫⎝⎛+π='-π='212222144r r r r q σσσ ()20021244r U r r r εσπ=+π=＝6.67×10-9 C 3分15.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 ？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V ．小球从A →B 过程中球、槽组成的系统水平方向动量守恒，m v ＋MV ＝0 ① 2分对该系统，由动能定理 mgR －EqR ＝21m v 2＋21MV 2 ②3分 ①、②两式联立解出 ()()m M m qE mg MR +-=2v 2分 方向水平向右．()()m M M qE mg mR M m V +--=-=2v 1分 方向水平向左． 1分小球通过B 点后，可以到达C 点． 1分16.两个带等量异号电荷的均匀带电同心球面，半径分别为R 1＝0.03 m 和R 2＝0.10 m ．已知两者的电势差为450 V ，求内球面上所带的电荷．解：设内球上所带电荷为Q ，则两球间的电场强度的大小为204rQE επ=(R 1＜r ＜R 2) 1分 两球的电势差⎰⎰π==212120124d R R R R r drQ r E U ε⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-π=210114R R Q ε 2分 ∴ 12122104R R U R R Q -π=ε＝2.14×10-9 C 2分17.一均匀电场，场强大小为E ＝5×104 N/C ，方向竖直朝上，把一电荷为q＝ 2.5×10-8 C 的点电荷，置于此电场中的a 点，如图所示．求此点电荷在下列过程中电场力作的功．d(1) 沿半圆路径Ⅰ移到右方同高度的b 点，ab ＝45 cm ； (2) 沿直线路径Ⅱ向下移到c 点，ac ＝80 cm ；(3) 沿曲线路径Ⅲ朝右斜上方向移到d 点，ad ＝260 cm(与水平方向成45°角)．解：(1) 090cos d o1===⎰⋅ab qE S F A ba2分(2) o2180cos d ac qE S F A c a==⎰⋅ ＝－1×10-3 J 3分(3) o345sin d ad qE S F A d a==⎰⋅ ＝2.3×10-3 J 3分18.一带有电荷q ＝3×10-9 C 的粒子，位于均匀电场中，电场方向如图所示．当该粒子沿水平方向向右方运动5 cm 时，外力作功6×10-5 J ，粒子动能的增量为4.5×10-5 J ．求：(1) 粒子运动过程中电场力作功多少？(2) 该电场的场强多大？ 解：(1) 设外力作功为A F 电场力作功为A e ， 由动能定理：A F + A F = ∆ E K则 A e ＝∆ E K －A F =－1.5×10-5 J 2分(2) qES S F S F A e e e -=-=⋅=()=-=qS A E e /105 N/C 3分19. 如图所示，一半径为R 的均匀带正电圆环，其电荷线密度为λ．在其轴线上有A 、B 两点，它们与环心的距离分别为R OA 3=，R OB 8= . 一质量为m 、电荷为q 的粒子从A 点运动到B 点．求在此过程中电场力所作的功．解：设无穷远处为电势零点，则A 、B 两点电势分别为220432ελελ=+=R R RU A 2分 0220682ελελ=+=R R R U B 1分 q 由A 点运动到B 点电场力作功()0001264ελελελq q U U q A B A =⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=-= 2分 注：也可以先求轴线上一点场强，用场强线积分计算．20.图示两个半径均为R 的非导体球壳，表面上均匀带电，电荷分别为＋Q 和－Q ，两球心相距为d (d>>2R )．求两球心间的电势差．解：均匀带电球面内的电势等于球面上的电势．球面外的电势相当于电荷集中在球心上的点电荷的电势．由此，按电势叠加原理球心O 1处的电势为： d QR Q U 00144εεπ-π= 2分 球心O 2处的电势为： RQd Q U 00244εεπ-π= 2分 Eq则O 1、O 2间的电势差为： ()RdR d Q d R Q U 00122112εεπ-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-π=1分21.一电子射入强度的大小为5000 N ·C -1的均匀电场中，电场的方向竖直向上．电子初速度为v 0＝107 m ·s -1，与水平方向成θ＝30°角，如图所示．求电子从射入位置上升的最大高度．(电子的质量m ＝9.1×10-31 kg ，电子电荷绝对值e ＝1.6×10 -19 C) 解：电子在电场中作斜抛运动，忽略重力，在竖直方向上有：a y ＝－eE / m 1分v y ＝v 0sin θ－eEt / m 1分2021sin eEt t y -=θv 1分 电子上升至最高点的条件是v y ＝0，于是有： v 0sin θ－eEt 1 / m ＝0t 1 = m v 0sin θ / (eE ) 1分∴ ()22201042.12/sin -⨯==eE m y θv m 1分22.在真空中一长为l ＝10 cm 的细杆上均匀分布着电荷，其电荷线密度λ＝ 1.0×10-5C/m ．在杆的延长线上，距杆的一端距离d ＝10 cm 的一点上，有一点电荷q 0＝ 2.0×10-5 C ，如图所示．试求该点电荷所受的电场力．(真空介电常量ε0＝8.85×10-12 C 2·N -1·m -2 )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 3分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 2分点电荷q 0所受的电场力为：()l d d lq F +π=004ελ＝0.90 N 沿x 轴负向 3分23.如图所示，有一高为h 的直角形光滑斜面, 斜面倾角为α．在直角顶点A 处有一电荷为－q 的点电荷．另有一质量为m 、电荷＋q 的小球在斜面的顶点B 由静止下滑．设小球可看作质点，试求小球到达斜面底部C 点时的速率． 解：因重力和电场力都是保守力，小球从顶点B 到达底部C 点过程中能量守恒．αεεctg 421402202h q m mgh h q π-=+π-v 3分 ∴ ()2/10221tg 2⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-π=gh m h q αεv 2分O yθE 0vq24.一半径为R 的均匀带电细圆环，其电荷线密度为λ，水平放置．今有一质量为m 、电荷为q 的粒子沿圆环轴线自上而下向圆环的中心运动(如图)．已知该粒子在通过距环心高为h 的一点时的速率为v 1，试求该粒子到达环心时的速率．解：带电粒子处在h 高度时的静电势能为()2/122012R h qRW +=ελ 2分到达环心时的静电势能为 ()022/ελq W = 2分 据能量守恒定律1212222121W mgh m W m ++=+v v 2分 以上三式联立求解得到2/1220212112⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--+=R h R m qR gh ελv v 2分25.如图所示，两个电荷分别为q 1＝20×10-9 C 和q 2＝－12×10-9 C 的点电荷，相距5 m ．在它们的连线上距q 2为1 m 处的A 点从静止释放一电子，则该电子沿连线运动到距q 1为1 m处的B 点时，其速度多大？(电子质量m e ＝9.11×10-31 kg ，基本电荷e ＝1.6×10-19 C ，41επ＝9×109 N ·m 2/C 2 ) 解：设无限远处为电势零点，则A 、B 两点的电势为： ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+π=π+π=221102021014144r q r q r q r q U A εεε代入r 1=4 m ，r 2=1 m 得 U A ＝－63 V 2分⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛'+'π='π+'π=221102021014144r q r q r q r q U B εεε代入1r '＝1 m ，2r '＝4 m 得 U B ＝153 V 2分电子在运动过程中，电势能减少，动能增加()B A e U U e m --=221v 2分 ()eB A m U U e --=2v ＝8.71×106 m/s 2分26.两个同心的导体球壳，半径分别为R 1＝0.145 m 和R 2＝0.207 m ，内球壳上带有负电荷q＝-6.0×10-8 C ．一电子以初速度为零自内球壳逸出．设两球壳之间的区域是真空，试计算电子撞到外球壳上时的速率．(电子电荷ｅ＝-1.6×10-19 C ，电子质量m e ＝9.1×10-31 kg ，ε0＝8.85×10-12 C 2 / N ·m 2）解：由高斯定理求得两球壳间的场强为()2120R4R r r q E <<π=ε 2分 方向沿半径指向内球壳．电子在电场中受电场力的大小为q 2420r eqeE F επ== 2分方向沿半径指向外球壳．电子自内球壳到外球壳电场力作功为⎰⎰π==212120d 4d R R R R r r eqr F A ε()21012214114R R R R eq R R eqεεπ-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-π= 2分由动能定理()210122421R R R R eq m e επ-=v 2分得到 ()em R R R R eq 210122επ-=v ＝1.98×107 m/s 2分27. 电荷Q (Q ＞0)均匀分布在长为L 的细棒上，在细棒的延长线上距细棒中心O 距离为a 的P 点处放一电荷为q (q ＞0 )的点电荷，求带电细棒对该点电荷的静电力． 解：沿棒方向取坐标Ox ，原点O 在棒中心处．求P 点场强：()()20204d 4d d x a xx a q E -π=-π=ελε 2分 ()⎰--π=2/2/204d L L x a xE ελ()2202/2/0414L a Qx a L L -π=-⋅π=-εελ 3分 方向沿x 轴正向. 点电荷受力：==qE F ()2204πL a qQ-ε 方向沿x 轴正方向． 3分。
高二物理静电场习题完整版
高二物理静电场习题 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】第一章 静电场一、选择题1．关于元电荷的理解，下列说法中正确的是（ ） A ．元电荷就是电子B ．元电荷是表示跟电子所带电荷量的数值相等的电荷量C ．元电荷就是质子D ．自然界中带电体所带电荷量的数值都是元电荷的整数倍 2．关于场强，下列哪个说法是正确的（ ） A ．由qFE =可知，放入电场中的电荷在电场中受到的电场力F 越大，场强E 越大，电荷的电荷量q 越大，场强E 越小B ．由E = k2rQ 可知，在离点电荷Q 很近的地方即r →0，场强E 可达无穷大C ．放入电场中某点的检验电荷的电荷量改变时，场强也随之改变；将检验电荷拿走，该点的场强就是零D ．在221r q q k F =中，k 22r q是点电荷q 2所产生的电场在q 1位置处的场强大小3．在电场中某点，当放入正电荷时受到的电场力向右，当放入负电荷时受到的电场力 向左，则下列说法中正确的是（ ）A ．当放入正电荷时，该点场强向右，当放入负电荷时，该点场强向左B ．该点的场强方向一定向左C ．该点的场强方向一定向右D ．该点的场强方向可能向右、也可能向左4．两个固定的异种点电荷，电荷量给定但大小不等。
用E 1和E 2分别表示这两个点电荷产生的电场强度的大小，则在通过两点电荷的直线上，E 1＝E 2的点（ ）A ．有三个，其中两处合场强为零B ．有三个，其中一处合场强为零C ．只有两个，其中一处合场强为零D ．只有一个，该处合场强不为零 5．下列说法正确的是（ ） A ．沿电场线方向场强逐渐减小 B ．沿电场线方向电势逐渐降低C ．沿电场线方向电势逐渐升高D ．沿电场线方向移动正电荷电场力做正功6．关于等势面正确的说法是（ ）A ．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功B ．等势面上各点的场强大小相等C ．等势面一定跟电场线垂直D ．两数值不等的等势面永不相交7．如图1中所示，三个等势面上有a 、b 、c 、d 四点，若将一正电荷由c 经a 移到d ，电场力做正功W 1，若由c 经b 移到d ，电场力做正功W 2，则（ ）A ．W 1＞W 2，1＞2 B ．W 1＜W 2， 1＜2C ．W 1＝W 2，1＝2 D ．W 1＝W 2， 1＞28．两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一个平行板电容器，与它相连的电路如图2所示。
静电场典型计算题
(3 )根据匀强电场中的关系式有： 旷二丙 ，由几何关系可知 "Mzsoog静电场典型计算题 1•将带电荷量为1X10「8C 的电荷，从无限远处移到电场中的 A 点，要克服静电力做功 1X10「J ，问:(1)电荷的电势能是增加还是减少？电荷在 A 点具有多少电势能？ (2) A 点的电势是多少? (3)若静电力可以把带电荷量为 2X10「8C 的电荷从无限远处移到电场中的 A 点，说明电荷带正电还是带负电？静电力做 了多少功？(取无限远处为电势零点)答案：(1)增加1X10「J (2)100V (3) 带负电 2X10 "j 解析：(1)静电力做负功，电荷的电势能增加，因无限远处电势能为零， 电荷在A 点具有的电势能为1X10「J. (2) A 吕A 1X10「6A=—=〜“—8V= 100V. q 1X10点的电势为： © (3)因静电力做正功，说明电荷受力方向与运动方向相同，说明电荷带负电，静电力做功为:W = 2W ^2X10「6J. 2 •一长为L 的细线，上端固定，下端拴一质量为 m 、带电荷量为q 的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中，开始 时，将线与小球拉成水平，然后释放小球由静止开始向下摆动， 当细线转过60。
角时，小球到达B 点速度恰好为零.试求: (1)AB 两点的电势差U AB ; (2)匀强电场的场强大小; Veo*【解析】试题分析：(1)小球由A T B 过程中，由动能定理: 所以 • (2 )根据公式 _可得 3•如右图所示，板长L = 4 cm 的平行板电容器，板间距离d = 3 cm,板与水平线夹角a= 37°, 两板所加电压为 U= 100 V 。
有一带负电液滴，带电荷量为 q= 3X10- 10 C ，以V 0= 1 m/s 的水平速度自A 板边缘水平进入电场，在电场中仍沿水平方向并恰好从 B 板边缘水平飞 出(取 g = 10 m/s 2， sin a= 0.6， cosa= 0.8)。
静电场练习测试题及参考答案
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。
2019-3-15 高中 物理 电荷间的相互作用 计算题
2019-3-15 高中物理电荷间的相互作用计算题（考试总分：100 分考试时间： 120 分钟）一、计算题（本题共计 10 小题，每题 10 分，共计100分）1、如图所示，真空中有两个点电荷A、B，它们固定在一条直线上相距L=0.3m的两点，它们的电荷量分别为Q A=16×10－12C，Q B=4.0×10－12C，现引入第三个同种点电荷C，（1）若要使C处于平衡状态，试求C电荷的电量和放置的位置？（2）若点电荷A、B不固定，而使三个点电荷在库仑力作用下都能处于平衡状态，试求C电荷的电量和放置的位置？2、用绝缘丝线悬挂一质量为m的带电小球B，放置在电荷量为+Q的小球A附近，如图所示。
A、B两球在同一水平面上相距S，丝线与竖直方向夹角θ=37o，A、B两带电球可看成点电荷。
试求（1）丝线拉力（2）A、B两球之间的静电力（3）B球所带电荷的性质（4）B球的电荷量的大小3、真空中有两个点电荷Q1、Q2，相距18cm，已知Q1是正电荷，其电量为1.8×10-12C，他们之间的引力大小为F=1.0×10-12N，求Q2的电量及带电性质。
4、如图所示，在水平方向的一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B，它们的电荷量分别为Q A=2×10－8C, Q B=－2×10－8C，试求：(1)A、B间的相互库仑力的大小(2)A、B连线中点处的电场强度的大小和方向5、如图所示，在一条直线上的三点分别放置QA＝＋3×10－9C、QB＝－4×10－9C、QC＝＋3×10－9C的A、B、C 点电荷，试求作用在点电荷A上的作用力的大小．6、真空中有两个完全相同的金属小球A、B，A球带电量A q为＋5.0×10－9C，B球带电量B q为－7.0×10－9C ，它们之间的距离r=10cm。
静电力常量k=9.0×109N•m2/C2。
(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．把两个完满相同的金属球 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 必然是正电荷 B ． q 必然是负电荷C． q 离 Q2比离 Q1远D． q 离 Q2比离 Q1近-8在同一高度相距3cm 时，丝线与竖直夹角为45°，此时小球 B 碰到的库仑力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，正确的选项是[ ]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必然沿电场线运动C．电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大D．静电场的电场线不能能是闭合的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 周边电场线的分布情况，E A、 E B的大小不能够确定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／ r 2 C ． 4kq／ r 2 D ． 8kq／ r 29．四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，真空中三个点电荷的带电量、电性及相互距离都未知，但A、 B、 C，能够自由搬动，依次排列在同素来线上，都处于平衡状态，若三个电荷AB＞ BC，则依照平衡条件可判断[ ]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 所示为某地域的电场线，把一个带负电的点电荷为 ______．q 放在点 A 或B 时，在________点受的电场力大，方向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＝ 2Q，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。
高中物理静电场经典例题
⾼中物理静电场经典例题⼀、选择题1．下列公式中，既适⽤于点电荷产⽣的静电场，也适⽤于匀强电场的有①场强E=F/q ②场强E=U/d ③场强E=kQ/r 2④电场⼒做功W=Uq (A)①③(B)②③(C)②④(D)①④2、已知A 为电场中⼀固定点，在A 点放⼀电量为q 的电荷，受电场⼒为F ，A 点的场强为E ，则A ．若在A 点换上－q ，A 点场强⽅向发⽣变化B ．若在A 点换上电量为2q 的电荷，A 点的场强将变为 2EC ．若在A 点移去电荷q ，A 点的场强变为零D ．A 点场强的⼤⼩、⽅向与q 的⼤⼩、正负、有⽆均⽆关3.如图所⽰，平⾏直线表⽰电场线，带没有标明⽅向，带电量为+1×10-2C 的微粒在电场中只受电场⼒的作⽤，由A 点移到B 点，动量损失0.1J ，若点的电势为-10V ，则 A.B 点的电势为10V B.电场线的⽅向从右向左C.微粒的运动轨迹可能是轨迹1D.微粒的运动轨迹可能是轨迹24 、两带电⼩球，电量分别为+q 和q -，固定在⼀长度为L 的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E 的匀强电场中，杆与场强⽅向平⾏，其位置如图10—48所⽰。
若此杆绕过O 点垂直于杆的轴线转过?180，则在此转动过程中电场⼒做的功为（） A. 零B. qELC. qEL 2D. qEL π5.两个相同的⾦属⼩球带正、负电荷，固定在⼀定得距离上，现把它们相碰后放置在原处，则它们之间的库伦⼒与原来的相⽐将（）A.变⼩B.变⼤C.不变D.以上情况均有可能6．如图所⽰，有⼀平⾏板电容器充电后带有等量异种电荷，然后与电源断开。
下极板接地，两极板中央处固定有⼀个很⼩的负电荷，现保持两极板间距不变⽽使两极板左右⽔平错开⼀段很⼩的距离，则下列说法中正确的是（） A ．电容器两极板间电压值变⼤ B ．电荷的电势能变⼤C ．负电荷所在处的电势升⾼D ．电容器两极板间的电场强度变⼩ 7图10—55中实线是⼀簇未标明⽅向的由点电荷产⽣的电场线，虚线是某⼀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。
(高中物理)高二物理《静电场恒定电流》试题
高二物理《静电场、恒定电流》试题一、 选择题〔共13小题，每题4分，共52分〕1.以下说法中，正确的选项是 〔 〕A ．由公式2r kQ E =可知，在离点电荷非常近的地方〔r →0〕，电场强度E 可达无穷大B ．由公式q E P φ=可知负电荷在电势低的地方具有的电势能大C ．由U ab =Ed 可知，匀强电场中的任意两点a 、b 间的距离越大，那么两点间的电势差也一定越大D ．公式C=Q/U ，电容器所带电量Q 越大，电压U 越小，电容器的电容C 越大2．关于电子伏〔eV 〕，以下说法中正确的选项是 〔 〕A ．电子伏是电势的单位B ．电子伏是电荷量的单位C ．电子伏是功或能量的单位D ．1 eV=1.60×1019J3.如下列图，在点电荷Q 的电场中，a 、b 两点在同一等势面上，c 、d 两点在同一等势面上，无穷远处电势为零．甲、乙两个带粒子经过a 点时动能相同，甲粒子的运动轨迹为acb ，乙粒子的运动轨迹为adb ．由此可以判定 〔 〕A ．甲粒子经过c 点与乙粒子经过d 点时的动能相等B ．甲、乙两粒子带异种电荷C ．甲粒子经过c 点时的电势能小于乙粒子经过d 点时的电势能D ．两粒子经过b 点时具有相同的动能4.关于电流的方向，以下表达中正确的选项是〔 〕A ．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B ．在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定C ．不管何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D ．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同R 1、R 2的电流I 和电压U 的关系图线如图5所示，可知两电阻的大小之比R 1：R 2等于( )A ．1：3B ．1：3C ．3：1D ．3：16.根据欧姆定律，以下说法中正确的选项是〔 〕 A.从关系式R=U/I 可知，对于一个确定的导体来说，如果通过的电流越大，那么导体两端的电压也越大D.从关系式R=U/I 可知，对于一个确定的导体来说，所加在的电压跟通过的电流的比值是一确定值B.从关系式R=U/I 可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成正比C.从关系式I=U/R 可知，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比7.一个电压表由电流表G 与电阻R 串联而成，假设在使用中发现此电压表的示数比准确值稍小一些，采用以下措施可能加以改进的是 ( )A.在R 上串联一个比R 小得多的电阻B. 在R 上串联一个比R 大得多的电阻C. 在R 上并联一个比R 大得多的电阻D. 在R 上并联一个比R 小得多的电阻图58.如下列图电路，灯L 1标有“24V 16W〞灯L 2标有“12V 16W〞两灯串联后接在电压为U 的电路中，要保证两灯不损坏，那么〔〕A. 两灯实际功率之比为4：1B.电压U 的最大值为30VC.灯L1两端电压与总电压U 之比为2：3D.U=36V 时，灯L1、L2均正常发光9.如图7所示，R1＝2Ω，R2＝10Ω，R3＝10Ω，A 、B 两端接在电压恒定的电源上，那么[ ]A ．S 断开时，R1与R2的功率之比为1∶5B ．S 闭合时通过R1与R2的电流之比为2∶1C ．S 断开与闭合两情况下，电阻R1两端的电压之比为7∶12D ．S 断开与闭合两情况下，电阻R2的功率之比为7∶1210．以下说法正确的选项是〔 〕A ．一个电阻和一根无电阻的理想导线并联，总电阻为零B ．并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻C ．并联电路任一支路的电阻增大〔其它支路不变〕，那么总电阻可能减小D ．并联电路增加一电阻很大的支路〔其它支路不变〕，那么总电阻一定减小11.如下列图为点电荷产生的电场中的一条电场线，假设一带负电的粒子从B 点运动到A 点时，加速度增大而速度减小，那么可判定〔 〕12.如图，一带电粒子只受电场力从A 飞到B ，径迹如图中虚线所示，以下正确的选项是 〔 〕A ．粒子带负电B ．粒子加速度不断变小C ．粒子在A 点时动能较大D ．B 点场强大于A 点场强13.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如下列图。
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。
高中物理静电场能量相关基础练习题(含答案)
高中物理静电场能量相关基础练习题（含答案）一、多选题1．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x 轴正向运动，其电势能Ep 随位移x 的变化如图所示，其中O ～x 2段是抛物线，x 1处是顶点，x 2～x 3段是直线，且与抛物线相切。
粒子由O ～x 3运动过程中，下列判断正确的是（ ）A ．x 3处的电势最高B ．O ～ x 1段粒子动能增大C ．x 1～x 2段粒子电场强度增大D ．x 2～x 3段粒子做匀速直线运动2．在某电场中沿一条直线建立x 轴，一个带正电的试探电荷以某初速度从0x =位置开始只在电场力作用下沿x 轴正方向运动，以无穷远处为零电势点，试探电荷在沿x 轴运动的过程中电势能随x 的变化规律如图所示。
下列说法正确的是（ ）A ．在2x x =位置，电场强度为零B ．试探电荷由0x =位置到2x x =位置的过程中加速度逐渐减小C ．试探电荷在1x x =位置与3x x =位置所受电场力相同D ．试探电荷在2x x =位置与4x x =位置速度大小一定不相等二、单选题3．某空间存在一个范围足够大的电场，x 轴上各点的电势φ随坐标x 变化规律如图，O 点是坐标原点．一带电粒子只在电场力作用下沿x 轴做直线运动，某时刻经过O 点，速度沿+x 方向．不考虑粒子的重力，关于电场和粒子的运动，下列说法中正确的是（ ）A ．电场一定是沿+x 轴方向的匀强电场B ．粒子做匀变速直线运动C ．粒子可能做周期性的往复运动D ．粒子在运动过程中，动能与电势能之和可能不断增大4．空间存在着平行于x 轴方向的静电场，A 、M 、O 、N 、B 为x 轴上的点，OA ＜OB ，OM =ON ，AB 间的电势φ随x 的分布为如图．一个带电粒子在电场中仅在电场力作用下从M 点由静止开始沿x 轴向右运动，则下列判断中正确的是（ ）A ．粒子可能带正电B ．粒子一定能通过N 点C ．粒子从M 向O 运动过程所受电场力逐渐增大D ．AO 间的电场强度小于OB 间的电场强度5．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x 轴正向运动，其电势能p E 随位移x 变化的关系如图所示，其中20x 段是关于直线1x x =对称的曲线，23x x 段是直线，则下列说法正确的是（ ）A ．1x 处电场强度最小，但不为零B ．粒子在20x 段做匀变速运动，23x x 段做匀速直线运动C ．在1x 、2x 、3x 处电势1ϕ，2ϕ，3ϕ的关系为123ϕϕϕ<<x x段是匀强电场D．236．某半导体PN结中存在电场，取电场强度E的方向为x轴正方向，其E-x关系如图所示，ON=OP，OA=OB。
2019-3-15 高中 物理 电子的发现 计算题
2019-3-15 高中 物理 电子的发现 计算题（考试总分：100 分 考试时间： 120 分钟）一、 计算题 （本题共计 10 小题，每题 10 分，共计100分） 1、如图所示为氢原子最低的四个能级,当氢原子在这些能级间跃迁时,求:(1)有可能放出几种能量的光子?(2)在哪两个能级间跃迁时,所发出光子波长最长?波长是多少?2、用波长为λ=50nm 的紫外线能否使处于基态的氢原子电离？电离后的电子速率将是多大？（氢原子的基态能量为-13.6eV ，电子质量为0.91×10-30kg ）3、电子撞击一群处于基态的氢原子，氢原子激发后能放出6种不同频率的的光子，然后让这6种光子照射逸出功为2.49eV 的金属钠，已知氢原子的能级图如图所示，求：(1)氢原子跃迁过程中释放的最大能量； (2)金属钠发出的光电子的最大动能。
4、根据玻尔理论，电子绕氢原子核运动可以看作是仅在库仑引力作用下的匀速圆周运动，已知普朗克常数h ，真空中光速为c ，电子的电荷量为e ，质量为m ，电子在第1轨道运动的半径为r 1，静电力常量为k . 氢原子在不同的能量状态，对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动，电子做圆周运动的轨道半径满足r n =n 2r 1，其中n 为量子数，即轨道序号，r n 为电子处于第n 轨道时的轨道半径。
电子在第n 轨道运动时氢原子的能量E n 为电子动能与“电子-原子核”这个系统电势能的总和。
理论证明，系统的电势能E p 和电子绕氢原子核做圆周运动的半径r 存在关系：E p =-k 2er（以无穷远为电势能零点）。
请根据以上条件完成下面的问题。
①试证明电子在第n 轨道运动时氢原子的能量E n 和电子在第1轨道运动时氢原子的能量E 1满足关系式12n E E n =；②假设氢原子甲核外做圆周运动的电子从第2轨道跃迁到第1轨道的过程中所释放的能量，恰好被量子数n =4的氢原子乙吸收并使其电离，即其核外在第4轨道做圆周运动的电子脱离氢原子核的作用范围。
人教版本(2019)高中物理必修第三册第九章《 静电场及其应用》测试卷
第九章《静电场及其应用》测试卷一、单选题(共15小题)1.对于处在静电平衡状态的导体，以下说法中正确的是( )A．导体内部既无正电荷，又无负电荷B．导体内部和外表面处的电场均为零C．导体处于静电平衡时，导体表面的电荷代数和为零D．导体内部电场为零是外加电场与感应电荷产生的电场叠加的结果2.关于元电荷和点电荷的理解正确的是A．元电荷就是电子B．元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量C．体积很小的带电体就是点电荷D．点电荷是一种理想化模型，对于任何带电球体总可把它看作电荷全部集中在球心的点电荷3.如图所示，以O点为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f，等量正、负点电荷分别放置在a、d两点时，在圆心O产生的电场强度大小为E，现仅将放于a点的正点电荷改放于其他等分点上，使O点的电场强度改变，则下列判断正确的是( )A．移至c点时，O点的电场强度大小仍为E，沿Oe方向B．移至e点时，O点的电场强度大小为，沿Oc方向C．移至b点时，O点的电场强度大小为E，沿Oc方向D．移至f点时，O点的电场强度大小为E，沿Oe方向4.用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近一个塑料小球时A．若塑料球被硬橡胶棒吸引，说明塑料小球必定带正电B．若塑料球被硬橡胶棒吸引，说明塑料小球必定带负电C．若塑料球被硬橡胶棒排斥，说明塑料小球必定带正电D．若塑料球被硬橡胶棒排斥，说明塑料小球必定带负电5.如图所示，空间正四棱锥型的底面边长和侧棱长均为a，水平底面的四个顶点处均固定着电量为＋q的小球，顶点P处有一个质量为m的带电小球，在库仑力和重力的作用下恰好处于静止状态。
若将P处小球的电荷量减半，同时加竖直方向的匀强电场强度E，此时P处小球仍能保持静止。
重力加速度为g，静电力常量为k，则所加匀强电场强度大小为( )A．B．C．D．6.如图所示，将一束塑料包扎带一端打结，另一端撕成细条后，用手迅速捋细条，观察到细条散开了，则产生这种现象的原因是A．细条之间相互感应起电，相互排斥散开B．撕成细条后，所受重力减小，细条自然松散C．撕成细条后，由于空气浮力作用，细条散开D．由于摩擦起电，细条带同种电荷，相互排斥散开7.)如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置．工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在两金属极板中间，则( )A．乒乓球的左侧感应出负电荷B．乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上C．乒乓球共受到电场力、重力和库仑力三个力的作用D．用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞8.如图所示，两个电荷量均为＋q的小球用长为l的轻质绝缘细绳连接，静止在光滑的绝缘水平面上．两个小球的半径r≪l，k表示静电力常量，则轻绳的张力大小为( )A． 0B．C．D．9.下列关于点电荷的说法中，正确的是( )A．体积大的带电体一定不是点电荷B．当两个带电体的形状对它们间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷C．点电荷就是体积足够小的电荷D．点电荷是电荷量和体积都很小的带电体10.把两个完全相同的金属小球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间互相排斥，则A、B 两球原来的带电情况不可能是A．带等量异种电荷B．带等量同种电荷C．带不等量异种电荷D．一个带电，另一个不带电11.如图所示，在x轴上放置两正点电荷Q1、Q2，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r1、r2，则在y轴上与A 点对称的B点的电场强度大小为( )A． 0B．EC． 2ED．E＋k＋k12.两个半径为R的相同的金属球，分别带q和－3q的电荷量．当球心相距r＝3R放置时，两球相互作用力为F.若将两球接触后放回原来的位置，则两球之间的相互作用力( )A．等于FB．等于FC．大于FD．小于F13.如图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电介质小球a、b，左边放一个带正电的固定球＋Q时，两悬球都保持竖直方向．下面说法中正确的是( )A．a球带正电，b球带正电，并且a球带电荷量较大B．a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较小C．a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较大D．a球带正电，b球带负电，并且a球带电荷量较小14.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球后电荷全部传给A球，不计其他的影响，则下列叙述中正确的是( )A．第一液滴做自由落体运动，以后的液滴做变加速直线运动，而且都能到达A球B．当液滴下落到重力等于库仑力位置时，速度为零C．当液滴下落到重力等于库仑力位置时，开始做匀速运动D．一定有液滴无法到达A球15.如图所示，较厚的空腔球形导体壳中有一个正点电荷，则图中a、b、c、d各点的电场强度大小关系为( )A．Ea>Eb>Ec>EdB．Ea>Ec＝Ed>EbC．Ea>Ec>Ed>EbD．Ea<Eb<Ec＝Ed二、填空题(共3小题)16.长为l的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为＋q的点电荷放在距棒左端R处，如图1所示．当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点P处产生的电场强度大小等于，方向为．17.．如图1所示，A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点，∠B＝30°，现在A、B两点放置两点电荷q A、q B，测得C点电场强度的方向与AB平行，则q A带________电，q A∶q B＝________.18.一试探电荷q＝＋4×10－9C，在电场中P点受到的静电力F＝6×10－7N．则：(1)P点的场强大小为________；(2)将试探电荷移走后，P点的场强大小为________；(3)放一电荷量为q′＝1.2×10－6C的电荷在P点，受到的静电力F′的大小为________．三、计算题(共3小题)19.有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量QA＝6.4×10－9C，QB＝－3.2×10－9C，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了多少？20.有两个带电小球，电荷量分别为＋Q和＋9Q.在真空中相距0.4m．如果引入第三个带电小球，正好使三个小球都处于平衡状态．求：(1)第三个小球带的是哪种电荷？(2)应放在什么地方？(3)电荷量是Q的多少倍？21.如图所示，竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域，场强E ＝3×104N/C.在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m＝5×10－3kg的带电小球，静止时小球偏离竖直方向的夹角θ＝60°(g取10 m/s2)．试求：(1)小球的电性和电荷量；(2)悬线的拉力；(3)若小球静止时离右板d＝5×10－2m，剪断悬线后，小球经多少时间碰到右极板．答案解析1.【答案】D【解析】导体处于静电平衡状态时，其内部无净电荷，即其正、负电荷总量相等，电荷量为零. 其表面处有净电荷，以至于该处电场不为零2.【答案】B【解析】A.元电荷的电量等于电子的电量，但不是电子。
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2019-3-15 高中物理静电场计算题（考试总分：100 分考试时间： 120 分钟）一、计算题（本题共计 10 小题，每题 10 分，共计100分）1、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U2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U2，M、N两板间的电压为U2,两板间的距离为d，板长为L1,板右端到荧光屏的距离为L2，电子质量为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y；（3）P点到O点的距离Y；（4）该示波器的灵敏度D（荧光屏上每单位偏转电压引起的偏转量）。
2、电场中某区域的电场线如图所示，A、B是电场中的两点.一个电荷量q=+4.0×10-8C的点电荷在A点所受电场力F A=2.0×10-4N，将该点电荷从B点移到A点，电场力做功W=-8.0×10-7J.求：（1）A点电场强度的大小E A；（2）A、B两点间的电势差。
3、用绝缘丝线悬挂一质量为m的带电小球B，放置在电荷量为+Q的小球A附近，如图所示。
A、B两球在同一水平面上相距S，丝线与竖直方向夹角θ=37o，A、B两带电球可看成点电荷。
试求（1）丝线拉力（2）A、B两球之间的静电力（3）B球所带电荷的性质（4）B球的电荷量的大小4、如图所示，水平放置的平行板电容器与一恒定的直流电压相连，两极板间距离d =10 cm．距下板4cm处有一质量m = 0.01g的不带电小球由静止落下．小球和下极板碰撞间带上了q =1.0×10-8C的电荷，反跳的高度为8cm，这时下板所带电量为Q=1.0×10-6C．如果小球和下板碰撞时没有机械能损失（即速度的大小不变），（取g=10m/s2）试求：(1)该电容器极板间的电场强度多大？(2)该电容器的电容多大？5、如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两极板不带电，上极板接地，它的极板长L=0.1m，两板间距离d=0.4cm，有一束相同的带电微粒以相同的初速度先后从两极板中央平行极板射入，由于重力作用微粒能落到下极板上，微粒所带电荷立即转移到下极板且均匀分布在下极板上。
设前一微粒落到下极板上时后一微粒才能开始射入两极板间。
已知微粒质量为m=2×10－6kg、电荷量q=1×10－8C，电容器电容为C=1μF，取g=10 m/s2。
（1）为使第一个微粒恰能落在下极板的中点到紧靠边缘的B点之内，求微粒入射初速度v0的取值范围；（2）若带电微粒以第（1）问中初速度v0最小值入射，则最多能有多少个带电微粒落到下极板上？6、已知氢核（质子）的质量是1.67×10-27kg，电子的质量是9.1×10-31kg，质子的带电量为1.6×10-19C，在氢原子内它们之间的最短距离为5×10-11m。
已知静电力常量k=9×109N/C2m2，引力常量G=6.7×10-11N•m2/kg2。
（计算结果取一位有效数字）（1）计算出氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力各是多大?（2）求出库仑力与万有引力的比值。
（3）谈谈你对计算结果的看法。
7、如图所示，在310V/mE=的水平向左匀强电场中，有一光滑半圆绝缘轨道CPU竖直放置，轨道与一水平绝缘轨道MN平滑连接，半圆轨道所在紧直平面与电场线平行，其半径40cmR=，一带正电荷4310q C=⨯的小滑块质量为40gm=．与水平轨道间的动摩擦因数=0.5μ，小滑块运动过程中所带电荷量保持不变，取210m/sg=．滑块在水平轨道上某点由静止释放后，恰好能运动到圆轨道的最高点C，问：（1）小滑块是在水平轨道上离N点多远处释放的．（2）小滑块经过C点后落地，落地点离N点的距离多大．8、如图所示，MN板间存在匀强电场，场强，方向竖直向上电场上A、B两点相距10cm，AB连线与电场方向夹角，A点和M板相距求：(1)求AB两点间的电势差大小；(2)若M板接地电势为，A点电势；(3)将点电荷从A移到B，电场力做的功．9、如图,真空中有两个固定的点电荷相距r=2.0m,电荷量分别为q A=+2.0×10－5C,q B=+2.0×10－5C ,静电力常量为9.0×109N·m2/C2①判断A、B之间的库仑力是引力还是斥力?②求A、B之间的库仑力大小;③若A、B的距离不变,电荷量均变为原来的2倍,则库仑力变为原来的几倍?10、如图所示，一光滑斜面的直角点A处固定一带电量为+q，质量为m的绝缘小球。
另一同样小球置于斜面顶点B处，已知斜面长为L，现把上部小球从B点从静止自由释放，球能沿斜面从B点运动到斜面底端C处（静电力常量为k，重力加速度为g）求：（1）小球从B处开始运动到斜面中点D处时的速度？（2）小球运动到斜面底端C处时，球对斜面的压力是多大？一、计算题（本题共计 10 小题，每题 10 分，共计100分）1、【答案】（1）（2）（3）（4）【解析】（1）粒子在电场中加速，由动能定理可知：，解得：（2）粒子在偏转电场中做类平抛运动，则沿电场方向：垂直电场方向：，解得：（3）由几何关系可知：（4）该示波器的灵敏度解得：。
2、【答案】（1）5000N/C（2）20V【解析】（1）根据公式可知；（2）根据公式可知3、【答案】(1) (2) (3) B球带正电 (4)【解析】以小球为对象受力分析如图所示：（1）由，得拉力（2）静电力（3）由于相互排斥，所以B球带正电。
4、【答案】（1）5.0×103V/m，（2）2000pF【解析】（1）根据得，根据得；根据牛顿第二定律得：，解得．（2）两极板间的电势差为，电容器电容大小为．5、【答案】（1）2.5m/s≤v0≤5m/s（2）600个【解析】（1）设粒子打在下极板中点、边缘的初速度分别为12v v，，则偏转位移为2122dgt=，得20.4100.0210dt s sg-⨯===水平方向：122Lv t L v t==，联立解得：122.5/5/v m s v m s==，故粒子的初速度满足2.5m/s≤v0≤5m/s．（2）设粒子刚好从边缘飞出时极板带电为Q，场强为E，板间电压为U，由牛顿第二定律得：mg Eq ma-=偏转位移：2122dat=，水平位移：L v t=，又2.5/v m s=联立解得：31.510/E N C=⨯则U Ed Q CU==，，解得6610Q C-=⨯最多能落到下极板粒子的个数为：68610600110Qnq--⨯===⨯个6、【答案】（1）8.0×10-8N 4×10-47N （2）比值为2×1039（3）计算结果表明库仑力远大于万有引力，因此在研究微观粒子的运动时，可以忽略万有引力的影响。
【解析】试题分析：应用库仑定律和万有引力定律直接计算，再进行比较。
（1）氢原子中氢核与电子之间的库仑力：()1919981222111.610 1.6109.0108.010510q qF k N Nr----⨯⨯⨯==⨯⨯=⨯⨯库氢原子中氢核与电子之间的万有引力为：()273111471222111.67109.1106.710 4.010510m mF G N Nr-----⨯⨯⨯==⨯⨯=⨯⨯万（2）氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力的比值：39210FF=⨯库万（3）计算结果表明库仑力远大于万有引力，因此在研究微观粒子的运动时，可以忽略万有引力的影响。
7、【答案】（1）4L m=（2）0.2x m=【解析】（1）设滑块与N 点的距离为L ，由动能定理可得21202qEL mgL mg R mv μ--⋅=- 小滑块在C点时，重力提供向心力，根据牛顿第二定律可得2mv mg R=联立两个方程，代入数据解得2m/s v =， 4m L =．（2）滑块从C 点抛出后做类斜向上抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，由自由落体运动公式可得2122R gt= ， 解得40.4s Rt g==．在水平方向上做匀减速运动，由牛顿第二定律可得： qE ma =， 代入数据解得27.5m/s a =．由匀变速直线运动规律可得滑块在水平方向的位移为：212x vt at=- ，得0.2m x =．即滑块的落点离N 点的距离为0.2m x =．8、【答案】(1)15V ；(2)-6V ；(3)【解析】两点间的电势差为：；点的电势等于A 点与M 点的电势差， 故：；电场力做功为：。
9、【答案】（1）斥力；（2）0.9N ；( 3 )4倍【解析】①因为这两个的电荷电性相同，因此这两个电荷的相互作用力是斥力．②由库仑定律得： 55912222.010 2.010 =9.0100.92q q F k N N r ⨯⨯⨯⨯⨯=－－＝ ③根据库仑定律122q q F k r ＝知，电荷量均变为原来的2倍，则121222224'k q q kq q F r r⋅⋅＝＝ 库仑力变为原来的4倍．10、【答案】(1) (2)【解析】（1）由题意知：小球运动到D 点时，由于AD=AB ，所以有即①则由动能定理得：②，联立①②解得③（2）当小球运动到C 点时，对球受力分析如图所示则由平衡条件得：④由库仑定律得：⑤联立④⑤得：由牛顿第三定律即。