静电场专题(解析)9166.pdf

目录电荷 库仑定律电场 电势能 电势 电势差带电粒子在电场中的运动电荷 库仑定律 2019/02/131.A.B.C.D.答 案解 析静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，春秋纬考异邮中有“玳瑁吸偌”之说，但下列不属于静电现象的是（）梳过头发的塑料梳子吸起纸屑带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉CA、塑料梳子与头发摩擦起电，所以能吸引纸屑，这属于静电现象；B、带电小球移至不带电的金属球附近，金属球靠近带电小球的一端感应出异种电荷，所以两球相互吸引，这属于静电现象；C、通电线圈周围存在磁场，小线圈靠近通电线圈，穿过它的磁通量增加，产生感应电动势，闭合线圈内部产生感应电流，这不属于静电现象；D、从干燥的地毯上走过，鞋底与地毯摩擦起电，人体是导体，电荷从鞋底传导到全身，手碰到金属，电荷从手传导到金属，有小电流流过人体，所以有电击的感觉这属于静电现象所以答案选C2.A.B.C.D.答 案已知存在以下几种使物体带电的办法：摩擦起电；接触起电；静电感应；电介质的极化其中前三种方式是同学们熟悉的，对第种方式的简介如下：一些电介质（绝缘体）的分子在受到外电场的作用时，在跟外电场垂直的两个表面上会出现等量的正、负电荷，这种电荷不能离开电介质，也不能在电介质内部自由移动，叫做束缚电荷用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近碎纸屑，对于可能出现的情况及其分析，下列选项中正确的是（）玻璃棒会吸引纸屑，这是因为纸屑通过第种方式带了电有些纸屑会粘在玻璃棒上，这是因为纸屑通过第种方式带了电有些纸屑被玻璃棒吸引，吸上后又马上弹开，整个过程只包含第种带电方式有些纸屑被玻璃棒吸引，吸上后又马上弹开，整个过程包括第和第两种带电方式B3.A.B.C.D.答 案解 析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（）乒乓球的左侧感应出负电荷乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上乒乓球共受到电场力、重力和库仑力三个力的作用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DA、电源工作时，左侧金属板带负电，右侧金属板带正电，所以乒乓球的左侧感应出正电荷，故A项错误；学生版 教师版 答案版编辑目录电荷 库仑定律电场 电势能 电势 电势差带电粒子在电场中的运动电场 电势能 电势 电势差 2019/02/ 2019/02/13BC、乒乓球静止时，在水平方向上，乒乓球左右两端等量异种电荷在极板形成的匀强电场中受力平衡，乒乓球共受到电场力、重力和细线的拉力的作用处于平衡状态，受到扰动后细线倾斜，在水平方向产生的分力效果会阻碍乒乓球继续前进使乒乓球回到中心位置，故BC错误；D、乒乓球与右极板接触后带上正电，右极板与乒乓球产生斥力，左极板与乒乓球产生引力，所以乒乓球向左极板运动，当与左极板接触后乒乓球又带上负电，此时左极板与乒乓球产生斥力，右极板与乒乓球产生引力，所以乒乓球向右极板运动，当与右极板接触后又带上正电开始重复之前的过程，所以乒乓球会在两极板间来回碰撞，故D项正确故选D4.A.B.C.D.答 案解 析如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为的小球 悬挂到水平板的、两点，上带有的正电荷两线夹角为，两线上的拉力大小分别为和 的正下方处放有一等量异种电荷的小球，与绝缘支架的总质量为（重力加速度取；静电力常量，、球可视为点电荷），则（）支架对地面的压力大小为两线上的拉力大小为将 水平右移，使、在同一直线上，此时两线上的拉力大小，将 移到无穷远处，两线上的拉力大小B CA项，对支架 进行受力分析，受到竖直向上的库仑力、重力和支持力的作用平衡，设间距为，则，代入数据得，故A项错误；B项，对小球 进行受力分析，受到竖直向下的库仑力、重力及绳的拉力的作用平衡，由几何关系可知、与竖直方向的重力和库仑力的合力的大小相等，即，故B项正确；C项，当 水平右移，与、在同一直线上时，间距离增加到，库仑力减小为原来的，且与方向相反，重新对 进行受力分析可得，解得，故C项正确；D项，将 移到无穷远处，相当于之间的库仑力可以忽略不计，所以 受重力和两绳的拉力而三力平衡，由几何关系可得，故D项错误故选BC5.A.B.C.D.答 案解 析关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是（）电场强度的方向处处与等势面垂直电场强度为零的地方，电势也为零随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向A DA电场线与等势面垂直，而电场强度的方向为电场线的方向，所以电场强度的方向与等势面垂直，故A正确；学生版 教师版 答案版编辑目录电荷 库仑定律电场 电势能 电势 电势差带电粒子在电场中的运动 2019/02/13B电场强度与电势没有直接关系，电场强度为零时，电势不一定为零；电势为零，电场强度不一定为零，故B错误；C根据电势能可知，电势能与电场强度无直接关系，故C错误；D顺着电场线方向电势降低，由匀强电场可知，电场强度的方向是电势降低最快的方向，故D正确故选AD6.（1）两点电荷间的库仑力大小；答 案解 析（2）点的电场强度的大小和方向答 案解 析如图，真空中平面直角坐标系上的三点构成等边三角形，边长若将电荷量均为的两点电荷分别固定在、点，已知静电力常量，求：根据库仑定律，、两点电荷间的库仑力大小为代入数据得，场强 的方向沿 轴正向、点电荷在点产生的场强大小相等，均为、两点电荷形成的电场在点的合场强大小为由式并代入数据得场强 的方向沿 轴正向7.A.，沿 轴正向B.，沿 轴负向C.，沿 轴正向D.，沿 轴负向答 案解 析直角坐标系中，、两点位于 轴上，、两点坐标如图、两点各固定一负点电荷，一电量为 的正点电荷置于 点时，点处的电场强度恰好为零静电力常量用 表示若将该正点电荷移到 点，则点处场强的大小和方向分别为（）B根据“、两点各固定一负点电荷，一电量为 的正点电荷置于 点时，点处的电场强度恰好为零”则正电荷在 处产生的电场强度，方向向下；学生版 教师版 答案版编辑目录电荷 库仑定律电场 电势能 电势 电势差带电粒子在电场中的运动 2019/02/13/13两个负电荷在 处产生的电场强度，方向向上；因为和 对称，负电荷在处的，方向向下；若将正电荷移到 点，则正电荷在处的，方向向上；电场叠加可得：，方向向下故选B8.A.B.C.D.答 案解 析如图，两电荷量分别为()和的点电荷对称放置在 轴上原点 的两侧，点位于轴上 点与点电荷 之间，点位于轴 点上方取无穷远处的电势为零下列说法正确的是（）点电势为零，电场强度也为零正的试探电荷在 点电势能大于零，所受电场力方向向右将正的试探电荷从 点移到 点，必须克服电场力做功将同一正的试探电荷先后从、两点移到 点，后者电势能的变化较大B CA垂线为零电势面，但场强不为零，方向可以根据场强的矢量合成求出，方向为垂直于中垂线指向横轴的正方向，故A错误；B纵轴左侧电势为正，正电荷受电场力向右，故B正确；C从原点向左电势逐渐升高，正电荷是克服电场力做功，故C正确；D中垂线是等势面所以运动电荷做功相同，故D错误故选BC9.A.和B.和C.和D.和答 案解 析已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为，其中 为平面上单位面积所带的电荷量，为常量如图所示的平行板电容器，极板正对面积为，其间为真空，带电量为 不计边缘效应时，极板可看作无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为（）DBC由题意，单块极板产生的电场强度为，根据电场的叠加原理，极板间的电场强度大小，故BC错误；AD由于一块极板在另一块极板处产生的电场强度处处相同，借用微元和累加的思想，所以另一块极板所受电场力为，故A错误，D正确故选D10.一个质量为的带电小球，在竖直方向的匀强电场中水平抛出，不计空气阻力，测得小球的加速度大小为，方向向下，其中 为重力加速度则在小球下落 高度的过程中，下列说法正确的是（）学生版 教师版 答案版编辑目录电荷 库仑定律电场 电势能 电势 电势差带电粒子在电场中的运动 2019/02/ 2019/02/13A.小球的动能增加B.小球的电势能减小C.小球的重力势能减少D.小球的机械能减少答 案解 析D方法一：根据能量转化关系易得D正确故选D方法二：A由牛顿第二定律得知小球所受的合力，方向向下根据动能定理知小球的动能增加，故A错误；B由牛顿第二定律得：，解得电场力，且方向竖直向上则电场力做功，故小球的电势能增加，故B错误；C小球在竖直方向上下降 高度时重力做正功，因此，小球的重力势能减少，故C错误；D由上知，小球的电势能增加，根据能量守恒知，小球的机械能减少，故D正确故选D合电11.A.、两点的场强相等B.、两点的场强相等C.、两点的电势相等D.、两点的电势相等答 案如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面下列判断正确的是（）D12.A.点的电场强度比 点的大B.点的电势比 点的高C.点的电场强度比 点的大D.点的电势比 点的低答 案解 析两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示 是两负电荷连线的中点，点在正电荷的正上方，、到正电荷的距离相等，则（）A C DA由图看出，点处电场线比 点处电场线密，则 点的场强大于 点的场强，故A正确；B电场线从正电荷到负电荷，沿着电场线电势降低，所以 点的电势比 点的高，故B错误；C负电荷在 点的合场强为零，点只有正电荷产生的电场强度，在 正电荷产生的场强向上，两个负电荷产生的场强向下，合场强是它们的差值，所以 点的电场强度比 点的大，故C正确；D正电荷到 点的平均场强大于正电荷到 点的平均场强，根据可知，正电荷到 点电势降低的多，所以 点的电势比 点的低；也可以根据电势这样理解：由正电荷在，两点产生的电势相等，但两个负电荷在 点产生的电势高于 点，所以 点的总电势低于 点故D正确故选ACD13.学生版 教师版 答案版编辑目录电荷 库仑定律电场 电势能 电势 电势差带电粒子在电场中的运动 2019/02/13A.点的电场强度为零，电势最低B.点的电场强度为零，电势最高C.从 点沿 轴正方向，电场强度减小，电势升高D.从 点沿 轴正方向，电场强度增大，电势降低答 案解 析如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，轴垂直于环面且过圆心，下列关于 轴上的电场强度和电势的说法中正确的是（）BAB圆环上均匀分布着正电荷，根据对称性可知，圆环上各电荷在 点产生的场强抵消，合场强为零圆环上各电荷产生的电场强度在 轴有向右的分量，根据电场的叠加原理可知，轴上电场强度方向向右，根据顺着电场线方向电势降低，可知在 轴上 点的电势最高，故A错误，B正确；CD 点的场强为零，无穷远处场强也为零，所以从 点沿 轴正方向，场强应先增大后减小 轴上电场强度方向向右，电势降低，故CD错误故选B14.A.点的电势比 点的高B.无法比较、两点的电势高低C.点的电场强度比 点的大D.无法比较、两点的场强大小答 案解 析如图所示，虚线为电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等一个带正电的点电荷在 点的电势能大于其在 点的电势能，则下列说法正确的是（）A根据电势能公式 可知，正点电荷在 点的电势能大，点的电势一定高，所以选项 A 正确，选项 B错误；等势面越密的地方电场越强，因此，所以选项 CD错误故选A15.A.点电荷 一定在的连线上B.连接的线段一定在同一等势面上C.将正试探电荷从 点搬运到点，电场力做负功D.大于答 案解 析如图，在正点电荷 的电场中有、四点，为直角三角形的三个顶点，为的中点，四点的电势分别用、表示已知，点电荷 在三点所在的平面内，则（）A D方法一：AB根据题意，点电荷 必在的中垂线和的中垂线的交点处，过 作的垂直平分线交于 点，由几何关系可知恰好垂直平分，故点电荷 一定位于 点，故A正确，B错误；C因为是正电荷形成的电场，将正电荷从 点搬运到点，电场力做正功，故C错误；D因为是正电荷形成的电场，越靠近场源电荷的等势面电势越高，故D正确故选AD、学生版 教师版 答案版编辑目录电荷 库仑定律电场 电势能 电势 电势差带电粒子在电场中的运动 2019/02/1302/13方法二：A点电荷的等势面是一系列的同心圆，对于圆、圆弧上任意两点的连线的中垂线一定通过圆心，故场源电荷在的中垂线和的中垂线的交点上，在的连线上，如图所示，故A正确；B，线段是、所在等势面（球面）的一个弦，故B错误；C在正的点电荷的电场中，离场源越远，电势越低，将正试探电荷从 点搬运到点，电势能降低，故电场力做正功，故C错误；D在正的点电荷的电场中，离场源越远，电势越低，故，故D正确故选AD16.A.直线 位于某一等势面内，B.直线 位于某一等势面内，C.某电子由点运动到 点，电场力做正功D.若电子由 点运动到 点，电场力做负功答 案解 析如图，直线和是处于匀强电场中的两组平行线，是它们的交点，四点处的电势分别为、一电子从 点分别运动到 点和 点的过程中，电场力所做的负功相等，则（）BA、B据题，电子由 点分别到 点和 点的过程中，电场力做负功相等，则电势能增加相等，电势降低，则、两点的电势相等，位于同一等势面内，根据匀强电场等势面分布情况知，直线不是同一等势面，直线 位于某一等势面内，且故A错误，B正确；C由上分析知，直线 位于某一等势面内，、的电势相等，若电子由 点运动到 点电场力不做功，故C错误；D电子由 点运动到 点与电子由 点运动到点电场力做功相等，所以电场力做正功，故D错误故选B、17.A.正电荷由 静止释放能运动到B.正电荷在 的加速度小于在 的加速度C.负电荷在 的电势能高于在 的电势能D.负电荷从 移动到，其间必有一点电势能为零答 案解 析两个正、负点电荷周围电场线分布如图所示、为电场中两点，则（）DA根据电场线的疏密判断场强的大小根据电场线的方向判断电荷的正负顺着电场线电势逐渐降低，由电场线的方向可判断电势的正负正电荷在电场中受到的力沿该点的切线方向，故正电荷由静止释放不能运动到，故A错误；B电场线的疏密代表场强的大小，故，故正电荷在 的加速度大于在 的加速度，故B错误；C负电荷从 到 电场力做负功，电势能增加，故负电荷在 的电势能小于在 的电势能，故C错误；学生版 教师版 答案版编辑目录电荷 库仑定律电场 电势能 电势 电势差带电粒子在电场中的运动 2019/ 2019/02/13D从 到 的过程中，沿电场线方向电势降低，故在、间有一点电势为零点，故，故其间必有一点电势能为零，故D正确故选D18.A.，B.，C.，D.，答 案解 析如图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线两电子分别从、两点运动到 点，设电场力对两电子做的功分别为和，、两点的电场强度大小分别为和，则（）A如图，因为、两点在同一等势线上，所以，又，所以，电场线的疏密表示电场的强弱，所以，选项A正确故选A19.A.在和处电势能相等B.由运动到的过程中电势能增大C.由运动到的过程中电场力先增大后减小D.由运动到的过程中电场力先减小后增大答 案解 析静电场在 轴上的场强 随 的变化关系如图所示，轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿 轴运动，则点电荷（）B C方法一：A由图可知，将正电荷沿 轴正向移动，电场力沿 轴负方向，从移动到的过程电场力做功不为零，两点电势能不相等，故A错误；B从移动到的过程电场力沿 轴负方向，电场力做负功，电势能增大，故B正确；CD从到的过程场强先增大，后减小，所以电场力先增大后减小，C正确，D错误故选BC方法二：A类比速度时间图像中曲线与时间轴围成的面积表示位移得此时曲线与 轴围成的面积表示电势，所以处电势大于处，故A错误；B运动到过程中电势逐渐增大，正电荷电势能逐渐增大，故B正确；CD运动到过程中，电场强度大小先增大后减小，所以电场力先增大后减小，故C正确，D项错误故选BC20.如图（a），直线表示某电场中一条电场线，、是线上的两点，将一带负电荷的粒子从 点处由静止释放，粒子从 运动到 过程中的图线如图（b）所示，设、两点的电势分别为、，场强大小分别为、，粒子在、两点的电势能分别为、，不计重力，则有（）学生版 教师版 答案版编辑目录电荷 库仑定律电场 电势能 电势 电势差带电粒子在电场中的运动 2019/02/13A.B.C.D.答 案解 析B D由图像的斜率渐小可知由 到 的过程中，粒子的加速度渐小，所以场强渐小，；根据动能定理，速度增大，可知势能减小，故选BD21.A.电场强度与位移关系B.粒子动能与位移关系C.粒子速度与位移关系D.粒子加速度与位移关系答 案解 析一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动取该直线为 轴，起始点 为坐标原点，其电势能与位移 的关系如右图所示下列图象中合理的是（）D方法一：电势能的减少量等于电场力做的正功，在 轴上等间隔的取、，各点对应的电势能分别为、，带电粒子从 点沿 轴依次运动到、的过程中，、越来越小，即、越来越小，所以带电粒子所受的电场力越来越小，所以场强 随 的增大而减小，选项A错误;粒子的动能与电势能之和为定值，当电势能减小最快时，粒子的动能增加也最快，选项B错误；由前述分析，粒子做加速度减小的加速运动，选项C错误，D正确方法二：粒子仅受电场力作用，做初速度为零的加速直线运动，电场力做功等于电势能的减小量，故：，即图象上某点的切线的斜率表示电场力；A图象上某点的切线的斜率表示电场力，故电场力逐渐减小，根据，故电场强度也逐渐减小；故A错误；B根据动能定理，有：，故图线上某点切线的斜率表示电场力；由于电场力逐渐减小，与B图矛盾，故B错误；C按照C图，速度随着位移均匀增加，根据公式，匀变速直线运动的图象是直线，题图图象是直线；相同位移速度增加量相等，又是加速运动，故增加相等的速度需要的时间逐渐减小，故加速度逐渐增加；而电场力减小导致加速度减小；故矛盾，故C错误；D粒子做加速度减小的加速运动，故D正确；故选D22.A.静电场方向平行于 轴，其电势 随 的分布可简化为如图所示的折线一质量为、带电量为的粒子（不计重力），以初速度从 点进入电场，沿 轴正方向运动下列叙述正确的是（）粒子从 运动到的过程中速度逐渐增大学生版 教师版 答案版编辑目录电荷 库仑定律电场 电势能 电势 电势差带电粒子在电场中的运动 2019/02/1319/02/13B.C.D.答 案解 析粒子从运动到的过程中，电势能先减小后增大要使粒子能运动到处，粒子的初速度至少为若，粒子在运动过程中的最大速度为DA粒子从 运动到的过程中，电势升高，场强方向沿 轴负方向，粒子所受的电场力方向也沿 轴负方向，粒子做减速运动，故A错误；B粒子从运动到的过程中，电势不断降低，根据正电荷在电势高处电势越大，可知，粒子的电势能不断减小，故B错误；C当粒子恰好运动到处时，由动能定理得，解得，要使粒子能运动到处，粒子的初速度至少为，故C错误；D若，粒子运动到处电势能最小，动能最大，由动能定理得，解得最大速度为，故D正确故选D23.A.B.C.D.答 案解 析如图，半径为 的均匀带正电薄球壳，其上有一小孔，已知壳内的场强处处为零，壳外空间的电场与将球壳上的全部电荷集中于球心 时在壳外产生的电场一样，一带正电的试探电荷（不计重力）从球心以初动能沿方向射出，下列关于试探电荷的动能与离开球心的距离 的关系图线，可能正确的是（）A在球壳内，场强处处为零，试探电荷不受电场力，其动能不变；在球壳外，取一段极短距离内，认为库仑力不变，设为，根据动能定理得：；则得：；根据数学知识得知：等于图象上切线的斜率，由库仑定律知 增大，减小，图象切线的斜率减小，故A正确，BCD错误故选A24.A.的带电量比大B.带负电荷，带正电荷C.静止时受到的合力比大D.移动过程中匀强电场对做负功如图所示的水平匀强电场中，将两个带电小球和分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后，、保持静止，不计重力，则（）学生版 教师版 答案版编辑目录电荷 库仑定律电场 电势能 电势 电势差带电粒子在电场中的运动 2019/ 2019/02/13答 案解 析B DAB根据受力分析可知，、所受的库仑力等大反向，所以它们所受的电场力也等大反向，所以、带等量异种电荷，带负电，带正电，故A错误，B正确；C静止时合外力为零，故C错误；D因为带负电，所以移动过程中电场力做负功，故D正确故选BD25.A.增大的阻值B.增大的阻值C.增大两板间的距离D.断开电键答 案解 析如图所示，电路中、均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器 的极板水平放置闭合电键，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是（）BA为了保证带电油滴悬浮在两板之间静止不动，就要使电容器两板之间的场强 不变电路稳定后，和电容器相串联的电阻对电容器两端的电压不 产生影响，而增大的阻值将使电容器两端的电压增大，根据可知，增大，故A错误；B增大的阻值，电容器两端的电压不变，不变，故B正确；C增大两板间的距离，减小，故C错误；D断开开关，电容器两端的电压发生改变，D错误故选B26.A.B.C.D.答 案解 析一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地两板间有一个正试探电荷固定在 点，如图所示，以 表示电容器的电容、表示两板间的场强、表示 点的电势，表示正电荷在 点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离 的过程中，各物理量与负极板移动距离 的关系图象中正确的是（）CA当负极板右移时，减小，由可知，与 图象不是一次函数图象，故A错误；B由，可知，则，故 与 无关，故B错误；C因负极板接地，设 点原来距负极板为，则 点的电势，故C正确；学生版 教师版 答案版编辑目录电荷 库仑定律电场 电势能 电势 电势差带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动 2019/02/13D电势能，不是水平线，故D错误故选C27.A.带电粒子所受电场力越来越大B.带电粒子的运动速度越来越大C.带电粒子的加速度越来越大D.带电粒子的电势能越来越大答 案解 析在匀强电场中将一个带电粒子由静止释放若带电粒子仅在电场力作用下运动，则（）BAC带电粒子在匀强电场中运动，电场力、加速度大小均保持不变，AC错误；BD粒子由静止释放，电场力做正功，粒子速度增大，电势能减小，B正确，D错误故选B28.答 案解 析如图，一质量为、电荷量为（）的粒子在匀强电场中运动，、为其运动轨迹上的两点已知该粒子在 点的速度大小为，方向与电场方向的夹角为；它运动到 点时速度方向与电场方向的夹角为不计重力求、两点间的电势差设带电粒子在 点的速度大小为粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即，由此得，设、两点间的电势差为，由动能定理有，联立式得29.（1）求小球在电场中受到的电场力大小；答 案解 析（2）当小球处于图中 位置时，保持静止状态若剪断细绳，求剪断瞬间小球的加速度大小；答 案如图所示，长度为 的轻绳上端固定在 点，下端系一质量为，电荷量为的小球整个装置处于水平向右，场强大小为的匀强电场中小球所受的电场力学生版 教师版 答案版编辑目录电荷 库仑定律电场 电势能 电势 电势差带电粒子在电场中的运动 2019/02/132019/02/13解 析（3）现把小球置于图中位置 处，使沿着水平方向，轻绳处于拉直状态小球从位置 无初速度释放不计小球受到的空气阻力求小球通过最低点时的速度大小 答 案解 析根据平行四边形定则,小球受到的重力和电场力的的合力根据牛顿第二定律所以，小球的加速度根据动能定理有：解得：合合30.（1）小球到达小孔处的速度；答 案解 析（2）极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；答 案解 析（3）小球从开始下落运动到下极板处的时间答 案解 析如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容，极板间的距离是，上极板正中有一小孔质量为，电荷量为的小球从小孔正上方高处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰好为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为），求：由，在极板间带电小球受重力和电场力，有得得由综合可得31.一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左 不计空气阻力，则小球（）学生版 教师版 答案版编辑目录电荷 库仑定律电场 电势能 电势 电势差带电粒子在电场中的运动 2019/02/13A.做直线运动B.做曲线运动C.速率先减小后增大D.速率先增大后减小答 案解 析B C小球受到竖直向下的重力和水平向左的电场力的作用，合力为恒力，方向指向左下方，与速度方向不在同一直线上，所以做曲线运动刚开始时，合力方向与初速度方向夹角为钝角，做负功，所以小球速率先减小，且速度方向与合力方向的夹角变小，当夹角变为锐角时，合力做正功，小球速率将增大故选BC32.A.B.C.D.答 案解 析如图，场强大小为、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域，水平边长为，竖直边长为 质量均为、带电量分别为和的两粒子，由、两点先后沿和方向以速率进入矩形区（两粒子不同时出现在电场中）不计重力若两粒子轨迹恰好相切，则等于（）B粒子轨迹恰好相切，由对称性可知，切点为矩形的几何中心，由，可得，故选B33.A.B.C.D.答 案解 析如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是，最低点是，直径水平，、是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），固定在点，从点静止释放，沿半圆槽运动经过 点到达某点（图中未画出）时速度为零则小球（）从到 的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小从到 的过程中，速率先增大后减小从到 的过程中，电势能一直增加从 到 的过程中，动能减少量小于电势能增加量B CA 由到 的过程中，重力竖直向下，而库仑力一直沿二者的连线方向，则可知，重力与库仑力的夹角一直减小，同时库仑力在增大，故合力一直在增大，故A错误；B在整个过程中合力先与运动方向的夹角均为锐角，合力做正功，而后一过程中合力与运动方向夹角为钝角，合力做负功，故从到 的过程中，速率先增大后减小，故B正确；C由于在下降过程中，库仑力一直与运动方向夹角大于度，故库仑力一直做负功，电势能一直增加，故C正确；D从 到 的过程中，由动能定理可知，故动能的减小量等于重力势能增加量和电势能的增加量，故动能减少量大于电势能增加量，故D错误故选AC学生版 教师版 答案版编辑目录电荷 库仑定律电场 电势能 电势 电势差带电粒子在电场中的运动 2019/02/1334.A.B.C.D.答 案解 析如图，一充电后的平行板电容器的两极板相距 在正极板附近有一质量为、电荷量为（）的粒子；在负极板附近有另一质量为、电荷量为的粒子在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距的平面，粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则为（）A根据题意可知它们发生的位移之比为：，两种粒子在电场中受到电场力的作用，电场力产生加速度，所以加速度之比为：，故选A35.A.末速度大小为B.末速度沿水平方向C.重力势能减少了D.克服电场力做功为答 案解 析如图甲，两水平金属板间距为，板间电场强度的变化规律如图乙所示时刻，质量为的带电微粒以初速度沿中线射入两板间，时间内微粒匀速运动，时刻微粒恰好经金属板边缘飞出微粒运动过程中未与金属板接触重力加速度的大小为 关于微粒在时间内运动的描述，正确的是（）B C时间内微粒匀速运动，则，微粒做匀速直线运动；时间内，没有电场，则只受重力，微粒做平抛运动；时间内，电场强度为，则加速度向上，大小为 粒子刚好从下边界飞出，根据对称性可知，竖直方向上速度为，只有水平方向上的速度重力势能改变量：；克服电场力做功：故选BC36.A.保持静止状态B.向左上方做匀加速运动C.向正下方做匀加速运动D.向左下方做匀加速运动答 案解 析如图，两平行的带电金属板水平放置若在两板中间 点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态现将两板绕过 点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转，再由 点从静止释放一同样的微粒，该微粒将（）D在两板中间 点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态，微粒受重力和电场力平衡，故电场力大小，方向竖直向上；学生版 教师版 答案版编辑目录电荷 库仑定律电场 电势能 电势 电势差带电粒子在电场中的运动 2019/02/13m2019/02/13将两板绕过 点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转，电场强度大小不变，方向逆时针旋转，故电场力逆时针旋转，大小仍然为；故重力和电场力的大小均为，方向夹角为，故合力向左下方，微粒的加速度恒定，向左下方做匀加速运动；故ABC错误，D正确故选D37.A.偏转电场对三种粒子做功一样多B.三种粒子打到屏上时速度一样大C.三种粒子运动到屏上所用时间相同D.三种粒子一定打到屏上的同一位置答 案解 析如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场，之后进入电场线竖直向下的匀强电场发生偏转，最后打在屏上整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么（）A DA根据动能定理有，得三种粒子经加速电场加速后获得的速度在偏转电场中，由及得，带电粒子经偏转电场的侧位移，则三种粒子在偏转电场中的侧位移大小相等，又三种粒子带电荷量相同，根据得，偏转电场对三种粒子做功一样多，故A正确；B根据动能定理，得到粒子离开偏转电场打到屏上时的速度，由于三种粒子的质量不相等，故不一样大，故B错误；C粒子打在屏上所用的时间（为偏转电场左端到屏的水平距离），由于不一样大，所以三种粒子打在屏上的时间不相同，故C错误；D根据及得，带电粒子的偏转角的正切值，即：三种带电粒子的偏转角相等，又由于它们的侧位移相等，故三种粒子打到屏上的同一位置，故D正确故选AD38.（1）a求 点场强的大小和方向；b在图乙中定性画出场强 随 变化的图像（取向右为场强 的正方向）答 案解 析如图甲所示，、是真空中两个电荷量均为的固定点电荷，、间的距离为；沿连线的中垂线建立坐标轴，是 轴上的点，已知静电力常量为 a，方向沿 轴正方向；b见解析a由几何关系可知，、间的距离在 点场强的大小为，方向与 轴正方向成由场的叠加原理和对称性可知，点合场强的大小，方向沿 轴正方向学生版 教师版 答案版编辑目录电荷 库仑定律电场 电势能 电势 电势差带电粒子在电场中的运动 2019/02/13（2）如图所示，一个半径为、电荷量为的均匀带电圆环固定在真空中，环心为，是其中轴线现让一电荷量为、质量为的带电粒子从上的 点由静止释放，、间的距离为 不计粒子重力试证明：当时，带电粒子做简谐运动答 案解 析b场强 随 变化的示意图如图所示见解析【方法一】由场的叠加原理和对称性可知，带电圆环轴线上的场强 随 的变化关系与（1）b的图像相似当时，在区间内图像可近似看做一条直线，即，所以带电粒子在运动过程中所受的电场力大小，又因为 的方向与位移 的方向相反，所以当时，粒子做简谐运动【方法二】沿圆环的轴线建立坐标轴，是原点把圆环分成若干等份，每一份都很小，可视为点电荷设每一份的电荷量为，则它在 轴上某一点沿 轴方向的场强，由场的叠加原理和对称性可知，圆环在这一点的合场强当时，则圆环在轴线上的场强，即，所以带电粒子在运动过程中所受的电场力大小，又因为 的方向与位移 的方向相反，所以当时，粒子做简谐运动39.（1）判断小球所带电荷的性质，并求出小球所带的电荷量；答 案解 析（2）如图 所示，将小球拉至 点，使细线处于水平拉直状态释放小球，小球由静止开始向下摆动，当小球摆到点时速度恰好为零a求小球摆动过程中最大速度的大小；b三位同学对小球摆动到点时所受合力的大小进行了讨论：第一位同学认为；第二位同学认为；第三位同学认为你认为谁的观点正确？请给出证明如图 所示，一长为且不可伸长的绝缘细线，一端固定于 点，另一端拴一质量为的带电小球空间存在一场强为、方向水平向右的匀强电场当小球静止时，细线与竖直方向的夹角为已知重力加速度为，小球带正电因为 所以；小球带正电因为 所以；合合合合学生版 教师版 答案版编辑目录电荷 库仑定律电场 电势能 电势 电势差带电粒子在电场中的运动 2019/02/13答 案解 析见解析a小球在场中静止时的位置是小球摆动过程中的平衡位置，故小球到达此位置时速度最大根据动能定理有所以 b第三位同学的观点正确【方法一】根据对称性，小球摆到 点时所受的合力与小球在 点时所受合力的大小相等小球到达点时的受力如图所示，因为，所以小球所受合力的大小【方法二】设小球摆到 点时，细线与竖直方向的夹角为，根据动能定理有又因为 所以，则 合合40.（1）飞机模型的起飞距离（离地前的运动距离）以及起飞过程中平均阻力的冲量；答 案解 析（2）若飞机起飞利用电磁弹射技术，将大大缩短起飞距离图甲为电磁弹射装置的原理简化示意图，与飞机连接的金属块（图中未画出）可以沿两根相互靠近且平行的导轨滑动使用前先给电容 的大容量电容器充电，弹射飞机时，电容器释放储存的电能，产生的强大电流从一根导轨流入，经过金属块从另一根导轨流出；导轨中的强大电流形成的磁场使金属块受磁场力而加速，从而推动飞机起飞在图乙中画出电源向电容器充电过程中电容器两极板间电压 与极板上所带电荷量 的图象，在此基础上求电容器充电电压为时储存的电能；质量为的飞机模型，在水平跑道上由静止匀加速起飞，假定起飞过程中受到的平均阻力为飞机所受重力的 倍，发动机牵引力恒为，离开地面起飞时的速度为，重加加速度为 求：平均阻力为，依据牛顿第二定律和运动学规律有设飞机的起飞距离为，依据运动学公式解得设飞机的起飞时间为 依据运动学公式平均阻力的冲量解得平均阻力冲量的方向与飞机运动方向相反学生版 教师版 答案版编辑目录电荷 库仑定律电场 电势能 电势 电势差带电粒子在电场中的运动 2019/02/13om 2019/02/13当电容器电压为时弹射上述飞机模型，在电磁弹射装置与飞机发动机同时工作的情况下，可使起飞距离缩短为 若金属块推动飞机所做的功与电容器释放电能的比值，飞机发动机的牵引力 及受到的平均阻力不变求完成此次弹射后电容器剩余的电能答 案解 析见解析如图依据图象可得电容器储存电能的规律由于则电容器充电电压为 时，电容器储存电能 电容器电压为时，电容器储存电能设电容器释放的电能为，由动能定理有解得电容器剩余的电能解得电电41.（1）未施加力 时物块、间的距离；答 案解 析（2）、分离前 上滑的距离；答 案如图所示，可视为质点的物块、放在倾角为、足够长的光滑、绝缘斜面上，斜面固定 与 紧靠在一起，紧靠在固定挡板上物块的质量分别为、其中 不带电，、的带电量分别为、，且保持不变开始时三个物块均能保持静止现给施加一平行于斜面向上的力，使、一起在斜面上做加速度为的匀加速直线运动经过一段时间物体、分离（如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为，则相距为时，两点电荷具有的电势能可表示为已知，静电力常量）求：三物块均静止时，以、为整体研究：由力的平衡得：解得：学生版 教师版 答案版编辑目录电荷 库仑定律电场 电势能 电势 电势差带电粒子在电场中的运动 2019/02/13解 析（3）、分离前力 所做的功答 案解 析当、物块分离时，、之间弹力为零以 物块为研究对象，由牛顿第二定律得：解得物体上滑距离以、整体为研究对象，当、分离时的速度为解得：从、开始运动到分离，由动能定理得：电场力做功为重力做功为解得：电电42.（1）粒子从 到 过程中电场力对它做的功；答 案解 析（2）粒子从 到 过程所经历的时间；答 案解 析（3）粒子经过 点时的速率答 案在平面内，有沿 轴负方向的匀强电场，场强大小为（图中未画出），由 点斜射出一质量为，带电量为的粒子，和 是粒子运动轨迹上的两点，如图所示，其中 为常数粒子所受重力忽略不计，求：xyO电场力做功与路径无关，、间沿电场线方向的距离，所以电场力做功；由对称性知，轨迹最高点在 轴上，设为 点，带电粒子在水平方向做匀速直线运动，又、的水平间距相等，均为，所以三段轨迹经历时间也相等，设为，由 到竖直方向做初速为零的匀加速直线运动，有，由 到，有，解得，所以粒子从 到过程所经历的时间：；学生版 教师版 答