电场综合训练(答案)

电场综合训练1
一 不定项选择
1．导体A 带5Q 的正电荷，另一完全相同的导体B 带Q 的负电荷，将两导体接触一会儿后再分开，则B 导体的带电荷量为(c )
A ．－Q
B ．Q
C ．2Q
D ．4Q
2．如图所示，挂在绝缘细线下的小轻质通草球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以
( bc )
A ．甲图中两球一定带异种电荷
B ．乙图中两球一定带同种电荷
C ．甲图中两球至少有一个带电
D ．乙图中两球只有一个带电
3．(2011年北京四中高二检测)两个质量分别为m 1、m 2的小球，各用长为L 的丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷，且电荷量分别为q 1、q 2时，两丝线张开一定的角度θ1、θ2，如图1－2－12所示，则下列说法正确的是( bc )
图1－2－12
A ．若m 1>m 2，则θ1>θ2
B ．若m 1＝m 2，则θ1＝θ2
C ．若m 1<m 2，则θ1>θ2
D ．若q 1＝q 2，则θ1＝θ2
4.如图1－2－14所示，三个完全相同的金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上．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 受到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( b )
图1－2－14
A ．F 1
B ．F 2
C ．F 3
D ．F 4
5、如图1-3-11所示，M N 是电场中的一条电场线，一电子从a 点运动到b 点速度在不断地增大，则下列结论中正确的是（ b ）
A ．该电场是匀强电场
B ．电场线的方向由N 指向M
M
N
b
图1-3-11
C ．电子在a 处的加速度小于在b 处的加速度
D ．因为电子从a 到b 的轨迹跟M N 重合，所以电场线就是带电粒子在电场中的运动轨
6、一带电粒子从电场中的A 点运动到B 点，轨迹如图中虚线所示，不计粒子所受的重力则：（bcd ）
A 、粒子带正电
B 、粒子的加速度逐渐减小
C 、A 点的场强大于B 点的场强
D 、粒子的速度不断减小
7．某带电粒子仅在电场力作用下由A 点运动到B 点，电场线、粒子在A 点的初速度v 0及运动轨迹如图22所示，可以判定
( )
A ．粒子在A 点的加速度小于它在
B 点的加速度
B ．粒子在A 点的动能小于它在B 点的动能
C ．粒子在A 点的电势能小于它在B 点的电势能
D ．电场中A 点的电势低于B 点的电势
8．一质量为m 的带电小球，在竖直方向的匀强电场中以水平速度抛出，小球的加速度大小为2
3
g ，阻力不计，关于小球在下落h 的过程中能量的变化，以下说法中正确的是
(bc )
A ．动能增加了13mgh
B ．电势能增加了1
3mgh
C ．机械能减少了13mgh
D ．重力势能减少了2
3
mgh
9．图1-5-13中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势
面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a 、b 点时的动能分别为26 eV 和5 eV .当这一点电荷运动到某一位置时，其电势能变为-8 eV ，它的动能应为（ c ）
图1-5-13
A ．8 eV
B ．13 eV
C ．20 eV
D ．34 eV
10．如图6所示，A 、B 为平行金属板，两板相距为d ，分别与电
源两极相连，两板的中央各有一小孔M 和N .今有一带电质点，自A 板上方
图6
相距为d 的P 点由静止自由下落(P 、M 、N 在同一竖直线上)，空气阻力忽略不计，到达小孔N 时速度恰好为零，然后沿原路返回．若保持两极板间的电压不变，则 (ACD )
A ．把A 板向上平移一小段距离，质点自P 点自由下落后仍能返回
B ．把A 板向下平移一小段距离，质点自P 点自由下落后将穿过N 孔继续下落
C ．把B 板向上平移一小段距离，质点自P 点自由下落后仍能返回
D ．把B 板向下平移一小段距离，质点自P 点自由下落后将穿过N 孔继续下落 二 实验或 填空
11．(2010·北京高考)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 )
图8
A ．保持S 不变，增大d ，则θ变大
B ．保持S 不变，增大d ，则θ变小
C ．保持d 不变，减小S ，则θ变小
D ．保持d 不变，减小S ，则θ不变
12、如图所示，平行板电容器的极板接于电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合开关S ，电容器充电，此时悬线偏离竖直方向的夹角为θ。

若保持S 闭合，将A 板向B 板靠近，则θ ，若断开S ，将A 板向B 板靠近，则θ 。

三、计算题：
13、如图所示中质量为m 的带电小球用绝缘线悬挂于O 点，并处在水平向左的匀强电场中，场强为E ，球静止时丝线与垂直夹角为θ，求：
⑴小球带何种电荷，电量是多少？
⑵若烧断丝线，则小球将作什么运动？（设电场范围足够大）
答：、⑴由平衡条件得：Eq=mgtan θ q=
E
mg θ
tan 是正电荷 ⑵烧断丝线后，小球沿原悬线方向（与竖直方向成θ）斜向下作匀加速直线运动。

A
B
O
图1-49
E
q mg 3q mgl 23
mg 3
14．如图1-49所示,在方向水平的匀强电场中,一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m,带电量为q 小球,另一端固定于O 点,把小球拉起直至细线与场强平行,然后无初速由A 点释放,已知细线转过600角,小球到达B 点时速度恰为零.求(1)A 、B 两点的电势差；（2）电场强度E ；（3）小球到达B 点时，细线的拉力.
答：
11．为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘透明的有机玻璃，它
的上下底面是面积A ＝0.04 m 2
的金属板，间距L ＝0.05 m ，当连接到U ＝2500 V 的高压电源正负两极时，能在两金属板间产生一个匀强电场，如图9所示．现把一定量均匀分布的烟尘
颗粒密闭在容器内，每立方米有烟尘颗粒1013
个，假设这些颗粒都处于静止状态，每个颗粒
带电量为q ＝＋1.0×10－17 C ，质量为m ＝2.0×10－15
kg ，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力．求合上开关后：
(1)经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附？ (2)除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功？
(3)经过多长时间容器里烟尘颗粒的总动能达到最大？ 解析：(1)当最靠近上表面的烟尘颗粒被吸附到下板时，
烟尘就被全部吸附，烟尘颗粒受到的电场力F ＝qU L ，L ＝12
at
2
＝qUt 2
2mL
，t ＝L 2m
qU
＝0.02 s.
(2)W ＝12
NALqU ＝2.5×10－4
J.
(3)设烟尘颗粒下落距离为x
E k ＝1
2mv 2·N A (L －x )，
当x ＝L 2时，E k 达到最大，x ＝12
at 2
1.
t 1＝
2x
a
＝L
m
qU
＝0.014 s.
答案：(1)0.02 s (2)2.5×10－4
J (3)0.014 s
15．两块水平平行放置的导体板如图所示，大量电子（质量m 、电量e ）由静止开始，经电压为U 0的电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间。

当两板均不带电时，这些电子通过两板之间的时间为3t 0；当在两板间加如图所示的周期为2t 0，幅值恒为U 0的周期性电压时，恰好．．
能使所有电子均从两板间通过。

问： ⑴这些电子通过两板之
U 0间后，侧向位移的最大值和最小值分别是多少？
⑵侧向位移分别为最大值和最小值的情况下，电子在刚穿出两板之间时的动能之比为多少？
解答． (画出电子在t=0时和t=t 0时进入电场的v-t 图象进行分析 （
1）
00
1t m d
eU v y =
，
==
00
22t md eU v y m d
t eU 0
02 2
33)21(22
00010101max
d
md t eU t v t v t v s y y y y ===+=
4
235.1212
00010101min
d md t eU t v t v t v s y y y y ===+=解得
00
6t m
eU d =
m eU t d s y 00
max 622==
， m
eU t
d s y 00
min 644==（2）由此得m eU t m d eU v y 6)(02002
1==，==200
2
2)2(
t m d
eU v y m eU 320 (2分
)
00
00v 1v 2v 1
0000
而m eU v 02
02= 131612/3/2
1212121000021202
2
20min
max =
++=++=eU eU eU eU m mv mv mv E E
y y K K。