高二物理库仑定律与电场强度练习题(12页).doc

-高二物理库仑定律与电场强度练习题-第 12 页高二物理库仑定律与电场强度练习题一、电荷守恒定律和库仑定律 ，单位是库仑，符号是C。所有带电体的带电量都是电荷量e= 的整数倍，电荷量e称为 。 模型，当带电体本身 和 对研究的问题影响不大时，可以将带电体视为点电荷。真正的点电荷是不存在的，这个特点类似于力学中质点的概念。3.使物体带电有方法：_起电、_起电、_起电，其实质都是_的转移。 ，也不能 ，只能从一个物体 到另一个物体，或从物体的 转移到 ，在转移的过程中，电荷的总量 ，这就是电荷守恒定律。5真空中两个 之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量Q1、Q2的乘积成 ，跟它们的距离r的 成反比，作用力的方向沿着它们的 。公式F= 其中静电力常量k ,适用范围： 。1.一个点电荷对放在相距10cm处的另一个点电荷的静电力为F，如果两个点电荷之间的距离减少到5cm，此时它们之间的静电力为（ ）A2FB4FCF/2DF/42如图所示三个点电荷q1、q2、q3固定在一直线上，q2与q3距离为q1与q2距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电量之比为（ ）A9:4:36B9:4:36 C3:2:6 D3:2:63取一对用绝缘支柱支持的金属导体A和B，使它们彼此接触，起初它们不带电，现在把带正电荷的球C移近导体A，如图，用手触摸一下A，放开手，再移去C，再把A和B分开，此时A和B上带电情况是（ ）AA和B都带负电BA和B不带电CA带负电，B不带电 DA和B都带正电4图中A、B是两个不带电的相同的绝缘金属球，它们靠近带正电荷的金球C在下列情况中，判断A、B两球的带电情况：（1）A、B接触后分开，再移去C，则A_，B_；（2）A、B接触，用手指瞬间接触B后再移去C，则A_，B_；（3）A、B接触，用手指接触A，先移去C后再移去手指，则A_，B_的上夸克和两个电荷量为的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为的同一圆周上，如图1所示。图2给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是6.两个点电荷，电量分别是q1=4×109C和q2=9×109，两者固定于相距20cm的a、b两点上，要使一个点电荷放在某点恰好能静止不动，求这点的位置.7.如图所示，在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+4Q和-Q的点电荷。将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？二、电场强度电场电场是电荷之间发生相互作用的媒介物质， 周围存在电场，电场强度和定义式放入电场中某点的电荷所受的 跟该电荷所带 的比值叫做该点的电场强度公式： ，单位： ，或V/m物理意义是描述电场_的性质的物理量，能够反映电场的_.相关因素E的大小和 的大小无关，是由电场 决定的，只与形成电场的电荷和该点 有关，与试探电荷无关矢标性电场强度的方向与该点 所受电场力的方向相同，与 受电场力的方向相反，几个场强叠加时，需按矢量的运算法则，即 定则。（1）是电场强度的定义式，适用于 的静电场。（2）是点电荷在真空中形成的电场中某点场强的计算式，只适用于 在真空中形成的电场。3.电场的叠加：电场需按矢量的运算法则，即按平行四边形定则进行运算4.电场线:在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场方向一致，这样的曲线就叫做电场线;要注意电场线不一定与电荷运动轨迹重合。要牢记以下6种常见的电场的电场线：注意电场线的特点：电场线的方向为该点的场强方向，电场线的疏密表示场强的大小。电场线互不相交。起始正电荷，终止于负电荷的假想曲线。不是带电体的运动轨迹，带电体的运动轨迹是由受到的合外力情况和初速度共同决定。8.关于电场强度的大小，下列说法正确的是（ ）A电场线密处电场强度一定大，电场线疏处电场强度一定小B电荷在电场中某处受的电场力大，该处电场强度一定大C两等量同种电荷的连线上，各点的电场强度一定为零D点电荷Q产生的电场中，电场强度大小一定与Q有关9.法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场，图为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图，以下几种说法正确的是（ ）Aa、b为异种电荷，a带电量大于b带电量Ba、b为异种电荷，a带电量小于b带电量Ca、b为同种电荷，a带电量大于b带电量Da、b为同种电荷，a带电量小于b带电量10.图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条直线上有a、b两点，若用Ea、Eb表示a、b两点场强大小，（ ）AEa>EbBEa=Eb CEa<Eb D因不知a、b附近电场线的分布，不能确定Ea、Eb的大小关系11.a、b为两个带等量正电荷的固定的小球，O为ab连线的中点，如图所示，c、d为中垂线上的两对称点且离O点很近，若在C点静止释放一个电子，关于电子的运动，以下叙述正确的有( )COCO的过程中，做加速度减小的变加速运动Ocd间沿中垂线振动12.有两个带有等量异种电荷的小球，用绝缘细线相连后悬起，并置于水平方向的匀强电场中，如图（1）所示。当两小球都处于平衡时的可能位置是（ ）13.如图，在正六边形的a、c两个顶点上各放一带正电的点电荷，电量的大小都是q1，在b、d两个顶点上，各放一带负电的点电荷，电量的大小都是q2，q1q2。已知六边形中心O点处的场强可用图中的四条有向线段中的一条来表示，它是哪一条？ AE1BE2 CE3 DE4，下列说法中正确的是F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中的电荷的电量E与电场力F成正比，与放入电荷的电量q成反比中，是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1所在处的场强大小；而是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2所在处的场强大小Q位于如图1424所示的坐标原点，另一负电荷放在何处才能使P(1，0)点的电场强度为零x轴上，xx轴上，xx轴上，16.如图所示，绝缘细杆立于绝缘水平地面上，环上套一质量为m、带电量为q的小环，小环和绝缘杆之间的摩擦力f大小不变，且f<mg+Eq，开始时小环在离地面高为h的A点，并以初速度0向上运动，设小环与地面碰撞时电量无损失，且速度大小不变，方向改变，细杆所在空间有一匀强电场，方向竖直向下，大小为E，求小环最后停止时，通过的总路程s最多大？×102×107×107×105N/C的电场，连结A、B之间的线被拉紧后处于静止状态，如图所示，则AB线上的张力有多大？（取g=10m/s2）18.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质量为m的带电小球，另一端固定于O点，把小球拉起直至细线与场强平行，然后无初速释放，已知小球摆到最低点的另一侧，线与竖直方向的最大夹角为，求小球经过最低点时细线对小球的拉力。19.在光滑水平面上有一质量m×10-3 kg、电荷量q×10-10 C的带正电小球，静止在O点，以O点为原点，在该水平面内建立直角坐标系Oxy，现突然加一沿x轴正方向、场强大小E×106 V/m的匀强电场，使小球开始运动，经过1.0 s，所加电场突然变为沿y轴正方向、场强大小仍为E×106 V/m的匀强电场，再经过1.0 s，所加电场又突然变为另一个匀强电场，使小球在此电场作用下经1.0 s速度变为零，求此电场的方向及速度变为零时小球的位置.20.如图所示，一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置，圆轨道最低点与一条水平轨道相连，轨道都是光滑的轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，场强为E从水平轨道上的A点由静止释放一质量为m的带正电的小球，为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动，求释放点A距圆轨道最低点B的距离s已知小球受到的电场力大小等于小球重力的倍1.B 2. A 3.A 4（1）正、负（2）负、负（3）不带电、不带电5.B 620cmxq2q1q如图解得x=40cm 在q1和q2连线上距q1 40cm处7.分析与解：先判定第三个点电荷所在的区间：只能在B点的右侧；再由，F、k、q相同时rArB=21，即C在AB延长线上，且AB=BC。C处的点电荷肯定在电场力作用下平衡了；只要A、B两个点电荷中的一个处于平衡，另一个必然也平衡。由，F、k、QA相同，Qr2，QCQB=41，而且必须是正电荷。所以C点处引入的点电荷QC= +4Q.16. 由动能定理可得 S=17. 如图F1cos=mg Eq=F2+F3+F1sin （F1为OA绳的拉力，F2为电荷间的库仑力，F3为AB绳之间的张力）18. 由动能定理可得小球摇到最低点时 解得19. 电场方向指向第三象限，与x轴与225°角；小球速度变为零的位置（0.40 m，0.20 m）20. R 将电场和重力场等效为一个新的重力场，小球刚好沿圆轨道做圆周运动可视为小球到达等效重力场“最高点”时刚好由等效重力提供向心力求出等效重力加速度g及其方向角，再对全过程运用动能定理即可求解第一章复习一、选择题：1、下列做法中，能使两个点电荷间的库仑力的大小变为原来的一半的是（ ）A、不改变电荷间的距离，使每个电荷的电量都变为原来的一半B、不改变电荷的带电量，使电荷间的距离变为原来的两倍C、使一个点电荷的带电量加倍，同时使两电荷间的距离加倍D、使两个电荷的带电量和两电荷间的距离都增大到原来的两倍2、如图所示，A、B是两个等量异种点电荷，C、D是A、B连线的中垂线上且与连线距离相等的两点，则（ ）A、在A、B连线的中垂线上，从C到D，各点电势都相等，场强都相同B、在A、B连线的中垂线上，从C到D，场强先增大后减小，电势先升高后降低C、在A、B连线的中垂线上，从C到D，场强先增大后减小，各点的电势都相等D、在A、B连线上，从A到B，场强先减小后增大，电势逐渐升高3、如图所示，将带电粒子从电场中的A点无初速地释放，不计重力作用，则下列说法中正确的是（ ）A、带电粒子在电场中一定做加速直线运动B、带电粒子的电势能一定逐渐减少C、带电粒子一定向电势低的方向运动D、带电粒子的加速度一定越来越小4、如图所示，空间有一水平方向的匀强电场，初速度为v0的带电微粒从A点射入电场，在竖直平面内沿直线从A运动到B，在此过程中微粒的（ ）A、动能和电势能都减少，重力势能增加B、动能和重力势能都增加，电势能减少C、动能减少，重力势能和电势能都增加D、动能不变，重力势能增加，电势能减少5、图中所示是一个平行板电容器，其电容为C，带电荷量为Q，上极板带正电，现将一个试探电荷q由两极板间的A点移动到B点。A、B两点间的距离为s，连线AB与极板间的夹角为30°，则电场力对试探电荷q所做的功等于（ ）A、 B、 C、 D、6、如图所示，A、B两点各放有电量为+Q和+2Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且，将一正电荷从C点沿直线移到D点，则（ ）A、电场力一直做正功 B、电场力先做正功再做负功C、电场力一直做负功 D、电场力先做负功再做正功7、某静电场沿x方向的电势分布如图所示，则（ ）A、在0- x1之间不存在沿x方向的电场 B、在0-x1之间存在着沿x方向的匀强电场C、在x1-x2之间存在着沿x方向的匀强电场 D、在x1-x2之间存在着沿x方向的非匀强电场8、如图所示，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与c带正电，b带负电，a所带电量的大小比b的小。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（ ）A、F1 B、F2 C、F3 D、F49、如图所示，用绝缘细线拴住一带正电的小球，在方向竖直向上的匀强电场中的竖直平面内做圆周运动，则正确的说法是（ ）A、当小球运动到最高点a时，线的张力一定最小B、当小球运动到最低点b时，小球的速度一定最大C、小球可能做匀速圆周运动D、小球不可能做匀速圆周运动10、如图所示，ABCD为匀强电场中相邻的两个等势面，一个电子垂直经过等势面D时，动能为20eV，飞经等势面C时，电势能为-10 eV ，飞至等势面B时速度恰好为0，已知相邻等势面间的距离为5，则下列说法正确的是（ ）A、等势面A的电势为-10 V B、匀强电场的场强为200V/mC、电子再次飞经D等势面时，动能为10 eV D、电子的运动为匀变速直线运动二、填空题：11、如图所示，a、b、c、d为某电场中的四个等势面，一带正电的粒子飞入电场后，只在电场力作用下沿M点到N点的虚线运动，由此可知，这四个等势面的电势a、b、c、d由高到低的排列顺序是 ，带电粒子经M和N点时，在 点具有较大的电势能。12、如图所示，要在x轴上坐标为1的点上固定一个电量为4Q的点电荷，坐标原点O处固定一个电量为-Q的点电荷，则在x坐标轴上，电场强度方向沿x轴负方向的所在区域应是 。13、图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a、b点时的动能分别为26eV和5eV。当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为-8eV时，它的动能应为 eV。14、如图所示，在倾角为的很大的光滑绝缘斜面上，有一质量为m的小球，带电量为+q，初速度为v0，方向与斜面底边AB平行，欲使小球在斜面上沿初速度方向做匀速直线运动，需加一个匀强电场，场强的最小值为E= ，方向为 。三、计算题：15、如图所示，A、B、C三点是匀强电场中的三个点，各点电势分别是A=-4V，B=2V，C=8V。试画出该匀强电场的电场线分布图。16、如图所示，绝缘细杆立于绝缘水平地面上，环上套一质量为m、带电荷量为+q的小环，小环和绝缘杆之间的摩擦力f大小不变，且fmg+Eq，开始时小环在离地面高为h的A点，并以初速度v0向上运动，设小环与地面碰撞时电荷量无损失，且速度大小不变，方向改变，细杆所在空间有一匀强电场，方向竖直向下，大小为E，求小环最后停止时，通过的总路程s是多大？17、如图所示，在光滑绝缘平面上有A、B两个带同种电荷，大小可忽略的小球。开始时它们相距很远，A的质量为m，处于静止状态；B的质量为4m，以速度v正对着A运动。若开始时系统具有的电势能为零，则系统可能具有最大电势能为多大？×103×10-5×10-9C，开始时两质点位于同一等势面上，A的初速度vA=2.0m/s，B的初速度vB=1.2m/s，均沿场强方向，在以后的运动过程中，若用s表示任一时刻两质点间的水平距离，问当s的数值在什么范围内，可以判断哪个质点在前面（规定图中右方为前），当s的数值在什么范围内不可判断谁前谁后？第一章测试一、选择题：1、关于电子伏（eV），下列说法中正确的是（ ）A、电子伏是电势的单位 B、电子伏是电场强度的单位C、电子伏是能量的单位 D、1 eV=1.60×1019J2、两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球（可看成点电荷），其中一个球的带电量的绝对值是另一个的5倍，当它们静止于空间某两点时，静电力大小为F。现将两球接触后再放回原处，则它们间静电力的大小可能为（ ）A、 B、 C、 D、3、下列说法中正确的是（ ）A、电场线一定是闭合的曲线 A、 电场线是正电荷在电场中的运动轨迹B、 电场中某点的场强方向，就是电荷在该点所受电场力的方向C、 电场线的疏密表示场强的强弱4、一负电荷仅受电场力作用，从电场中的A点运动到B点，在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动，则A、B两点电场强度EA、EB及该电荷在A、B两点的电势能A、B之间的关系为（ ）A、EA=EB B、EAEB C、A=B D、AB5、如图所示，A、B为两个等量同种点电荷，a、O、b在点电荷A、B的连线上，c、O、d在连线的中垂线上Oa=Ob=Oc=Od，则（ ）A、a、b两点的场强相同，电势也相同 B、c、d两点的场强不相同，电势相同C、O点是A、B连线上电势最低的点，也是A、B连线上场强最小的点D、O点是中垂线cd上电势最高的点，也中垂线上场强最大的点6、如图所示在粗糙水平面上固定一点电荷Q,在M点无初速释放一带有恒定电量的小物块,小物块在Q的电场中运动到N点静止,则从M点运动到N点的过程中（ ）A、小物块所受电场力逐渐减小B、小物块具有的电势能逐渐减小C、M点的电势一定高于N点的电势D、小物块电势能的变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功7、如图所示，带电量相等、质量不同的带电粒子a和b从带电平行板M的边缘沿平行于极板的方向进入M、N两极板间的匀强电场中，都恰好能从N板的右缘飞出，不计重力作用，则（ ）A、两粒子进入电场时的动能一定相等 B、两粒子进入电场时的初动量的大小一定相等C、两粒子飞出电场时的动能一定相等 D、两粒子飞出电场时的动量大小一定相等8、如图所示，一个正检验电荷q在正点电荷Q的电场中，沿某一条电场线向右运动，已知它经过M点的加速度是经过N点时加速度的2倍，则（ ）A、它经过M点时的速度是经过N点的2倍B、它经过N点时的速度是经过M点时的速度的倍C、MQ之间的距离是NQ之间的距离的1/2D、NQ之间的距离是MQ之间距离的倍9、如图所示，两平行金属板A、B接于电池的两极，一摆球带正电的单摆悬挂在A板上，闭合开关S，让单摆做简谐振动，设周期为T，则（ ）A、保持S闭合，B板向A板靠近，则周期小于TB、保持S闭合，B板向A板靠近，则周期不变C、开关S断开，B板向A板靠近，则周期不变D、开关S断开，B板向A板靠近，则周期大于T10、如图所示，质量为m，带电量为-q的小球悬于O点，O点处于水平放置的相距为d、电势差为U的两带电的平行金属板正中，给小球一个水平冲量，小球能在电场中竖直面内做匀速圆周运动，那么小球在未受冲量前悬线张力为mg；小球做匀速圆周运动时张力保持不变U=mgd/q，则正确的有（ ）A、只有 B、只有 C、只有 D、二、填空题：11、某平行板电容器的带电量增加2.0×10-10C，两极板间的电压增加1V，已知电介质的介电常数=6，极板面积S=32，则此电容器的电容C= F= pF，两极板间距离d= m，两极板间的场强增加 V/m。12、在光滑水平面上的O点系一长为l的绝缘细线，线的另一端系一质量为m、带电量为q的小球。当沿细线方向加上场强为E的匀强电场后，小球处于平衡状态。现给小球一垂直于细线的初速度v0，使小球在水平面上开始运动，若v很小，则小球第一次回到平衡位置所需时间为 。13、将电量为q2的点电荷放在电量为q1的点电荷的电场中的P点，q2所受静电力的大小为F，则P点的场强大小为 ；若将点电荷q2从P点取走，q1的位置不变化，则q2取走后P点的场强大小为 ，P点到点电荷q1的距离为 。×10-19C。这束质子流打到靶上的质子数为 。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束与质子源相距l和4l的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则三、计算题：15、如图，两平行金属板A、B相距d=3，接在电压U=12V的电池组上，电池组的中点接地。计算两板间场强。在距A板d/=1处平行板面插入一块薄金属片C，计算AC、CB两区域的场强及AC、CB间的电势差。把C板接地后，AC、CB两区域的场强有何变化？16、为了研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面积A=2的金属板，间距，当连接到U=2500V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=+1.0×10-17C，质量为m=2.0×10-15，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略颗粒所受重力。求合上电键后：经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附？除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功？经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大？17、如图所示，两带电平行板A、B间的电场为匀强电场，场强E=4.0×102V/m，两板相距d=16，板长L=30。一带电量q=1.0×10-16C、质量m=1.0×10-22的粒子沿平行于板方向从两板的正中间射入电场后向着B板偏转，不计带电粒子所受重力，求：粒子带何种电荷？要使粒子能飞出电场，粒子飞入电场时的速度v0至少为多大？粒子飞出电场时最大偏角为多大？×10-2×10-7×106N/C的匀强电场，场强方向沿水平向右，平衡时A、B球的位置如图所示。现将O、B之间的线烧断，由于有空气阻力，A、B球最后会达到新的平衡位置。求最后两球的机械能和电势能的总和与烧断前相比改变了多少？（不计两带电小球间相互作用的静电力）19. （12分）如图24所示，相距为d的平行金属板A、B竖直放置，在两板之间水平放置一绝缘平板。有一质量m、 电荷量q(q为正)的小物块（可看成质点）在与金属板A相距l处静止。若某一时刻在金属板A、B间加一电压UAB ,小物块与金属板只发生了一次碰撞，碰撞后电荷量变为 q，并以与碰前大小相等的速度反方向弹回。已知小物块与绝缘平板间的动摩擦因数为，若不计小物块电量对板间电场的影响和碰撞时间。则（1）小物块与金属板A碰撞前瞬间的速度大小是多少？20. （2）小物块碰撞后经过多长时间停止运动？停在何位置？第一章复习一、选择题：1、C 2、CD 3、AB 4、C 5、C 6、B 7、AC 8、B 9、C 10、ABD二、填空题：11、 N 12、0x1，x-1 13、20 14、 沿斜面向上三、计算题：15、略 16、根据动能定理 -fs+mgh+Eqh=0- s=17、 18、s0.8m时，无法判断 s0.8m时，B一定在前第一章测试一、选择题：1、C 2、BD 3、D 4、AD 5、BC 6、ABD 7、AC 8、D 9、AC 10、B二、填空题：11、2×10-10 200 2.5×10-4 4×103 12、 13、×1025 2三、计算题：15、E=400V/mUAC=4V UCB=8V E=400V/mE/AC=600 V/m E/CB=300 V/m 16、每料烟尘都在极板作匀加速运动L= 0.05= W=0.04×0.05×1013q=2.5×10-4J t/ 17、正电荷 1.5×104m/s arctan×10-2J19、(1)AB之间的 电场强度为小物块所受的电场力与摩擦力方向相反，则合外力为故小物块运动的加速度为 设小物块与A板相碰时的速度为v1，解得：(2)小物块与A板相碰后以 v1大小相等的速度反弹，因电荷量及电性改变，电场力大小与方向发生变化，摩擦力的方向发生改变，小物块做匀减速直线运动。小物块所受的合外力大小为加速度大小为 设小物块碰后到停止的时间为t，注意到末速度为零解得：设小物块碰后停止时距离A板的距离为x，注意到末速度为零，则：