2022年高二物理3-1静电场经典习题 .pdf

第 1 页 共 10 页第一章静电场一、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221rqqkF中， k22rq是点电荷 q2所产生的电场在q1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E1和 E2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，E1E2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（）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 10 页第 2 页 共 10 页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W1，若由 c 经 b 移到 d，电场力做正功W2，则（）AW1W2，12 BW1W2，12CW1W2，12 DW1W2，128两块大小、 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。 接通开关 S， 电源给电容器充电，（）A保持 S 接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小B保持 S 接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大C断开 S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D断开 S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大9在图 3 所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计的金属小球相连接，极板B及静电计的金属外壳接地，并使A、B 两个极板充电。若极板B 稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是（）A两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小B两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大C极板上的电荷量几乎不变，两极板间的电压变小D极板上的电荷量几乎不变，两极板间的电压变大10一束正离子以相同的速率从同一位置、垂直于电场方向飞入匀强电场中，所有离子的轨迹都是一样的，这说明所有粒子（）A都具有相同的质量B都具有相同的电荷量图 1 图 3 图 2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 10 页第 3 页 共 10 页C电荷量与质量的比(又叫比荷 )相同D都属于同一元素的同位素11如图 4 所示， 两个带同种电荷的小球（可看作点电荷），电荷量分别为 q1和 q2，质量分别为m1和 m2，当两球处于同一水平面保持静止时， ，则造成的可能原因是（）Am1m2Bm1m2Cq1q2Dq1q212如图 5 所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏移量y 变大的是（）AU1变大， U2变大BU1变小， U2变大CU1变大， U2变小DU1变小， U2变小13如图 6 所示，实线为电场线，虚线表示等势面，相邻两个等势面之间的电势差相等，有一个运动的负电荷经过等势面L3上某点时的动能为20 J，运动至等势面L1上的某一点时动能变为0，若取 L2为零等势面，则此电荷的电势能为4 J 时，其动能为（）A16 J B10 J C6 J D4 J 14一金属球，原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图 7 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（）A Ea最大B Eb最大C Ec最大D EaEbEc图 4 图 5 图 7 图 6 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 10 页第 4 页 共 10 页15如图 8 所示，两块相对的平行金属板M、N 与电池相连接以保持两板间电压不变，N 板接地，在距两板等远的一点P 固定一个带正电的点电荷，如果将M 板向上平移一小段距离，则（）A点电荷受到的电场力减小B点电荷受到的电场力增大C点电荷的电势能减小D点电荷的电势能保持不变16如图 9 所示，水平固定的小圆盘A，带电荷量为Q，电势为零，从盘心处O 由静止释放一质量为m，带电荷量为q 的小球，由于电场的作用，小球竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的c 点， Och，又知道过竖直线上的b 点时，小球速度最大，由此可知在Q 所形成的电场中，可以确定的物理量是（）Ab 点场强Bc 点场强Cb 点电势Dc 点电势二、填空题17如图 10 所示， A、B、C、D 是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C 三点的电势分别为A15 V，B3 V，C 3 V，由此可知D 点电势DV。18相距 L 的两个点电荷A、B分别带的电荷量为9Q 和 Q，放在光滑绝缘的水平面上， 现引入第三个点电荷C，使三者在库仑力作用下都处于静止状态，则C 所带的电荷量大小为，电性为，并且 C 应放在位置上。19如图 11 所示，在匀强电场中有a、b、c三点， a、b 相距 4 cm，b、c 相距 10 cm。将一个带电荷量为210-8 C 的电荷从 a 点移到 b 点时，电场力做功为 410-6 J。将此电荷从b 点移到 c 点时电场力做功为J，a、c 间电势差为V。图 8 图 9 图 10 图 11 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 10 页第 5 页 共 10 页三、计算题20为使带负电的点电荷q 在一匀强电场中沿直线匀速地由A 运动到 B， 必须对该电荷施加一个恒力F，如图 12所示若AB0.4 m，37o ，q 3107C，F1.5104N，A 点电势A100 V （不计重力， sin 37o 0.6，cos37o 0.8）（1）在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过A、B 两点的等势线，并标明它们的电势值，求出场强和AB 间的电势差。（2）求 q 在由 A 到 B 的过程中电势能的变化量是多少？21 如图 13 所示，在平行金属带电极板MN 电场中将电荷量为4106C 的点电荷从A 点移到M 板，电场力做负功8104 J，把该点电荷从A 点移到N 板，电场力做正功为4104 J，N 板接地。则（1）A 点的电势A是多少？（2）UMN 等于多少伏？（3）M 板的电势M是多少？图 12 图 13 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 10 页第 6 页 共 10 页22 如图 14 所示，水平放置的A、B 两平行板相距h，有一个质量为m，带电量为 q 的小球在 B 板之下 H 处以初速度v0竖直向上进入两板间，欲使小球恰好打到A 板，试讨论 A、B 板间的电势差是多大？23喷墨打印机的结构简图如图15 所示，其中墨盒可以发出墨汁微滴，此微滴经过带电室时被带上负电，带电的多少由计算机按字体笔画高低位置输入信号控制。带电后的微滴以一定的初速度进入偏转电场后，打到纸上，显示出字体。无信号输入时，墨汁微滴不带电，径直通过偏转板而注入回流槽流回墨盒。设偏转板板长为L1.6 cm，两板间的距离为d0.50 cm，偏转板的右端距纸L13.2 cm，若一个墨汁微滴的质量为 m1.61010 kg，以v020 m/s 的初速度垂直于电场方向进入偏转电场，两偏转板间的电压是 U8.0103 V，此时墨汁微滴打到纸上的点距原射入方向的距离是Y2.0 mm。不计空气阻力和墨汁微滴的重力，可以认为偏转电场只局限在平行板电容器内部，忽略边缘电场的不均匀性。求：（1）上述墨汁微滴通过带电室带上的电量是多少？（2） 若用 （1） 中的墨汁微滴打字， 为了使纸上的字体放大10，偏转板间电压应是多大？图 14 图 15 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 10 页第 7 页 共 10 页24如图 16 所示，在竖直平面内建立xOy 直角坐标系， Oy 表示竖直向上的方向。已知该平面内存在沿 x 轴负方向的区域足够大的匀强电场，现有一个带电量为2.510-4C 的小球从坐标原点O 沿 y 轴正方向以 0.4 kgm/s 的初动量竖直向上抛出， 它到达的最高点位置为图中的 Q 点，不计空气阻力，g 取 10 m/s2。（1）指出小球带何种电荷；（2）求匀强电场的场强大小；（3）求小球从O 点抛出到落回x 轴的过程中电势能的变化量。图 16 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 10 页第 8 页 共 10 页参考答案一、选择题1BD 2D 3C 4C 5BD 6CD 7D 8BC 9D 10C 11B 12B 13C 14C 15AC 16AD 二、填空题179 解析：由于ADBC，且 ADBC，故有 UADUBC即：ADBCDABC15 V3 V3 V9 V 1849Q；正电荷； AB 的连线上距离B 等于2L，距离 A 等于L23（其它回答正确即可）19510-6；450 三、计算题20解：（1）由题可知，电荷所受电场力应与F 方向相反，如图所示，大小相同。EqF5102 V/m UABEdAB5102 V/m 0.4 mcos37o 160 V （2）电场力做负功，电势能增加EpqUAB4.8105 J 21解：（1） WANqUANUAN 100 V N0 A 100 V （2） WAMqUAMUAM 200 V UMN UAMUAN 300 V （3） UMN 300 V，N0 M 300 V 22分析：小球在B 板下方时，只受重力作用，做匀减速运动；小球进入到两板间时，除受向下的重力外，还受到电场力的作用，但电场力的方向未知，欲使小球恰好打到A 板，应使小球在板间向上做减速运动。如果由动能定理来讨论，可以使问题变得简单：带电小球以初动能抛出后，克服重力做功，电场力做功（可能为正，也可能为负），最终到达A 板时动能恰为零。解：当电场力方向向下时，UAUB，电场力做负功，由动能定理得：qUABmg（Hh）12mv20精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 10 页第 9 页 共 10 页 UABqhHgm2)(220v当电场力方向向上时，UAUB，电场力做正功，由动能定理得：qUBAmg（Hh）12mv20 UBAqhHgm2)(220v23解：（1）墨汁微滴在平行板运动时，由电学知识可得：UEd墨汁微滴在竖直方向的加速度：amqE墨汁微滴在竖直方向的位移：y21at2墨汁微滴在平行板运动时间：Lv0t由几何学知识可得：122LLLYy联立可解得： q1.251013 C （2）要使字体放大10%，则墨汁微滴打到纸上的点距原射入方向的距离应是：YY（110%）设此时通过偏转电场墨汁微滴在竖直方向的位移是y，由几何知识可得：122LLLYy可解得： U8.8103 V 24解：（1）小球带负电（2） 小球在 y 方向上做竖直上抛运动，在 x 方向做初速度为零的匀加速运动，最高点 Q 的坐标为（1.6，3.2） ，则 v202gypmv0 m0.05 kg 又 x21at2amqE精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 10 页第 10 页 共 10 页y21gt2E1103 N/C （3）由 y21gt2可解得上升阶段时间为：t0.8 s 所以全过程时间为：t2tx 方向发生的位移为：x21at2mqEt22由于电场力做正功，所以电势能减少，设变化量为E，则： E qEx代入数据得：E 1.6 J 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 10 页