高中物理 “电场”练习题

“电场”练习题参考答案

1. D

2. A 3．ACD 4．B 5．A 6．C 7. D 8. B 9. A 10. A 11. AC 12. C 1

3. D 1

4. ACD 1

5. 0 , 2mg(1-cos θ) 1

6. 9，12，40 17．kq /d 2，水平向左

18 .⑴3mg /4，水平向右 ⑵9mv 02/32 ⑶3mv 0/5，与电场方向夹角为37º，斜向上. 19.解:(1)当拉力F 0作用于滑块m 上，木板能够产生的最 大加速度为:2/0.2)

(s m M

qE mg a M

=+=

μ

为使滑块与木板共同运动，滑块最大加速度a m ≤a M 对于滑块有:m ma qE mg F =+-)(0

μ

N

ma qE mg F m 0.6)(0=++=μ

即为使滑块与木板之间无相对滑动，力F 0不应超过6.0N .

(2)设滑块相对于水平面的加速度为a 1，木板的加速度为a 2，由运动学关系可知:

21121t a s =

， 2222

1

t a s =，L s s =-21 滑动过程中木板的加速度a 2=2.0m/s 2 ，则可得滑块运动的加速度a 1=5.0m/s 2 对滑块:N ma qE mg F

0.9)(1=++=μ

(3)在将小滑块从木板右端拉出的过程中，相同的内能增加了:

0.6)(=+=L qE mg Q μJ

20.解：(1)由Aa =Bb =

4

L

,O 为AB 连线的中点得：a 、b 关于O 点对称，则 U ab =0 ① (1分)

设小滑块与水平面间的摩擦力大小为f ，对于滑块从a →b 过程，由动能定理得：

002E L

f U q ab -=⋅

-⋅ ② (1分) 而f =μmg ③

由①——③式得：mgL

E 02=

μ

④ (1分)

（2）对于滑块从O →b 过程，由动能定理得：

004

nE L

f U q Ob -=⋅

-⋅ ⑤ (2分) 由③——⑤式得：q

E n U Ob

2)12(0

--

= ⑥ (1分)

(3)对于小滑块从a 开始运动到最终在O 点停下的整个过程，由动能定理得：

00E s f U q aO -=⋅-⋅ ⑦ (1分)

而q

E n U U Ob aO

2)12(0

-=

-= ⑧ (1分)

由③——⑧式得：L n S 4

1

2+=

⑨ (1分)

21. ⑴200V/m 0.01C ⑵20m/s 22.⑴m qEl v 21=

⑵m qEl v 25

22=

⑶

qEl W 25

49=

23. 解：⑴电场方向改为竖直向上后，物块相对木板运动的位移变小，说明摩擦力变大，它们之间的压力变大了，物块所受的电场力向下，所以物块带负电．（2分）

⑵设匀强电场的场强大小为E ，木板质量为M 、长度为L ，物块的初速度为v 0，物块和木板共同速度为v ． 当电场方向向下时：

由物块在竖直方向受力平衡得：N 1+qE = mg （2分）

由物块与木板组成的系统动量守恒得：mv 0 = (M + m )v （2分） 由系统能量守恒得：μN 1L = 12 mv 02- 12 (m +M )v 2

（3分）

当电场方向向上时：

由物块在竖直方向受力平衡得： qE +mg = N 2 （1分）

由物块与木板组成的系统动量守恒得：mv 0 = (M + m )v （2分） 由系统能量守恒得：μN 2•12 L =12 mv 02- 12 (m +M )v 2

（2分）

解得：E = mg

3q

（2分）

24. 解：⑴、⑵小球在电场和重力场的复合场中运动，因为小球在A 点具有最大动能，所以复合场的方向由O 指向A ，在AO 延长线与圆的交点B 处小球具有最小动能E kB ．设小球在复合场中所受的合力为F ，则有；

R

v m

F N A

2=-

即：4

.08.01202

kA A

E v m

F ==- （4分）

带电小球由A 运动到B 的过程中，重力和电场力的合力做功，根据动能定理有： -F •2R = E KB -E KA = -32 （4分） 由此可得：F = 20N ，E KB =8J

即小球的最小动能为8J （2分），重力和电场力的合力为20N ．（2分）

⑶带电小球在B 处时撤去轨道后，小球做类平抛运动，即在BA 方向上做初速度为零的匀加速运动，在垂直于BA 方向上做匀速运动．设小球的质量为m ，则：

2R = 12 F m

t 2

（2分）

得：m = Ft 2

4R

= 0.01kg （2分）

25 解:(1)设两滑块碰前A 的速度为v 1，由动能定理有:

2

12

1mv mgl qEl =

-μ (2分) 解得:v 1=3m /s (2分) A 、B 两滑块碰撞，由于时间极短动量守恒，设共同速度为v v m M mv )(1

+= (2分)

解得:v =1.0m /s (2分)

(2)碰后A 、B 一起压缩弹簧至最短，设弹簧压缩量为x 1，由动能定理有：