高二物理电场练习题.pdf
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1、 OK B P O A 2d h d U Q K 高二物理电场习题精选 1.宇航员在探测某星球时发现:该星球带负电,而且带电均匀;该星球表面没有大气;在一次实验中,宇航员将一个带电小球(其带电量远远小于星球电量)置于离星球表面某一高度处无初速释放,恰好处于悬浮状态.如果选距星球表面无穷远处的电势为零,则根据以上信息可以推断()A.小球一定带正电 B.小球的电势能一定小于零 C.只改变小球的电量,从原高度无初速释放后,小球仍处于悬浮状态 D.只改变小球离星球表面的高度,无初速释放后,小球仍处于悬浮状态 2.长度均为 L 的平行金属板 AB 相距为 d,接通电源后,在两板之间形成匀强磁场.在 A板
2、的中间有一个小孔 K,一个带+q 的粒子 P 由 A 板上方高 h 处的 O 点自由下落,从 K 孔中进入电场并打在 B 板上 K点处.当 P 粒子进入电场时,另一个与 P 相同的粒子 Q 恰好从两板间距 B 板2d处的 O点水平飞人,而且恰好与 P 粒子同时打在 K处.如果粒子进入电场后,所受的重力和粒子间的作用力均可忽略不计,判断以下正确的说法是()A.P 粒子进入电场时速度的平方满足adv42(a为粒子在电场中所受电场力产生的加速度大小)B.将 P、Q 粒子电量均增为2q,其它条件不变,P、Q 粒子同时进入电场后,仍能同时打在 K点 C.保持 P、Q 原来的电量不变,将 O 点和 O点均
3、向上移动相同的距离4d;且使 P、Q 同时进入电场,则P 粒子将先击中 K点 D.其它条件不变,将 Q 粒子进入电场时的初速度变为原来的 2 倍,将电源电压也增加为原来的 2 倍,P、Q 同时进入电场,仍能同时打在 K点 3 图中a、b是两个点电荷,它们的电量分别为Q1、Q2,MN是ab连线的中垂线,P是中垂线上的一点。下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的左侧?()A.Q1、Q2都是正电荷,且Q1|Q2|C.Q1是负电荷,Q2是正电荷,且|Q1|Q2|4.某一静电实验装置如图所示,验电器 A 不带电,验电器 B 的上面安一个几乎封闭的金属圆桶 C,并且 B 内的金属箔片是张开的,现手持一个带
4、绝缘柄的金属小球 D,使 D 接触 C 的内壁,再移出与 A 的金属小球接触,无论操作多少次,都不能使 A 带电.这个实验说明了()A C 是一个等势体(电势处处相等)B BC 的内部是不带电的 C C 的内部电势为零 DC 的内部场强为零 5.示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,如图所示.如果A B C D a b P M N 左 右 在荧光屏上P点出现亮斑,那么示波管中的()A.极板X应带正电 B.极板X应带正电 C.极板Y应带负电 D.极板Y应带正电 6.如图所示,圆 O 在匀强电场中,场强方向与圆 O 所在平面平行,带正电的微粒以相同的初动能沿着各个方向从 A
5、点进入圆形区域中,只在电场力作用下运动,从圆周上不同点离开圆形区域,其中从 C 点离开圆形区域的带电微粒的动能最大,图中 O 是圆心,AB 是圆的直径,AC 是与 AB 成 角的弦,则匀强电场的方向为()A.沿AB方向 B.沿AC方向 C.沿OC方向 D.沿BC方向 7.如图所示,质量分别为 m1和 m2的两个小球 A、B,带有等量异种电荷,通过绝缘轻弹簧相连接,置于绝缘光滑的水平面上.当突然加一水平向右的匀强电场后,两小球 A、B 将由静止开始运动,在以后的运动过程中,对两个小球和弹簧组成的系统(设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度),以下说法正确的是()A.因电场力分别
6、对球 A 和球 B 做正功,故系统机械能不断增加 B.因两个小球所受电场力等大反向,故系统机械能守恒 C.当弹簧长度达到最大值时,系统机械能最小 D.当小球所受电场力与弹簧的弹力相等时,系统动能最大 8.图中a、b和c分别表示点电荷的电场中的三个等势面,它们的电势分别为 6V、4V和 1.5V.一质子(H11)从等势面a上某处由静止释放,仅受电场力作用而运动,已知它经过等势面b时的速率为v,则对质子的运动有下列判断:质子从a等势面运动到c等势面电势能增加 4.5eV 质子从a等势面运动到c等势面动能增加 4.5eV 质子经过等势面c时的速率为 2.25v 质子经过等势面c时的速率为 1.5v
7、上述判断正确的是()A 和 B和 C和 D和 9.如图所示,中子内有一个电荷量为+23 e 的上夸克和两个电荷量为-13 e 的下夸克,3 个夸克都分布在半径为 r 的同一圆周上,则 3 个夸克在其圆心处产生的电场强度为()A.ker2 B.ke3r2 C.ke9r2 D.2ke3r2 10.一个点电荷产生的电场,两个等量同种点电荷产生的电场,两个等量异种点电荷产生的电场,两块带等量异种电荷的平行金属板间产生的匀强电场.这是几种典型的静电场.带电粒子(不计重力)在这些静电场中的运/m A O B C A B-+E a b c 动()A.不可能做匀速直线运动 B.不可能做匀变速运动 C.不可能做
8、匀速率圆周运动 D.不可能做往复运动 11.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在 P 点,如图所示.以 E 表示两极板间的场强,U 表示电容器的电压,表示正电荷在P 点的电势能,若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则()A.U 变小,E 不变 B.E 变大,变大 C.U 变小,不变 D.U 不变,不变 12.如图所示,在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心 O 处固定一点电荷,将质量为m,带电量为+q 的小球从圆弧管的水平直径端点 A 由静止释放,小球沿细管滑到最低点 B时,对管壁恰好无压力,则固定于圆心处的点电荷在 A B 弧中点处的
9、电场强度大小为()A mg/q B 2mg/q C 3mg/q D 4mg/q 13.如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线,A、B 是这条直线上的两点,一电子以速度 vA经过 A 点向 B 点运动,经过一段时间后,电子以速度 vB经过 B 点,且 vB与 vA的方向相反,则()A.A 点的场强一定大于 B 点的场强 B.A 点的电势一定低于 B 点的电势 C.电子在 A 点的速度一定小于在 B 点的速度 D.电子在 A 点的电势能一定小于在 B 点的电势能 14.在场强大小为 E 的匀强电场中,质量为 m、带电量为+q 的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动,其加速度大小为0.8qE
10、/m,物体运动s距离时速度变为零.则()A.物体克服电场力做功qEs B.物体的电势能减少了 0.8qEs C.物体的电势能减少了qEs D.物体的动能减少了 0.8qEs 15.质量为 m、带电量为+q 的小球用一绝缘细线悬于 O 点,开始时它在 A、B 之间来回摆动,OA、OB 与竖直方向 OC 的夹角为(如图所示).(1)如果当它摆到 B 点时突然施加一竖直向上的、大小为 E=mg/q 的匀强电场,则此时线中的拉力 T1=;(2)如果这一电场是在小球从 A 点摆到最低点 C 时突然加上去的,则 当小球运动到 B 点时线的拉力 T2=.16.如图所示,在竖直平面的xoy坐标系内,oy表示竖
11、直向上方向.该平面内存在沿x轴正向的匀强电场.一个带电小球从坐标原点沿oy方向竖直向上抛出,初动能为4J,不计空气阻力.它达到的最高点位置如图中M点所示,则小球在M点时的动能为 J,小球落回x轴时的位置N点的横坐标为 m,小球到达N点时的动能为 J.O B A C A B C O A vA B vB a b+d d d 17.如图,带电量为+q 的点电荷与均匀带电薄板相距为 2d,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心.若图中 a 点处的电场强度为零,根据对称性,带电薄板在图中 b 点处产生的电场强度大小为_,方向_.(静电力恒量为 k)18.真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场.在
12、电场中,若将一个质量为 m、带正电的小球由静止释放,运动中小球的速度与竖直方向夹角为 37(取 sin37=0.6,cos370=0.8).现将该小球从电场中某点以初速度 v0竖直向上抛出.求运动过程中 小球受到的电场力的大小和方向;小球从抛出点至最高点的电势能变化量;小球的最小动量的大小和方向.19.质量为 m=1.0kg、带电量 q=+2.5104C 的小滑块(可视为质点)放在质量为 M=2.0kg的绝缘长木板的左端,木板放在光滑水平面上,滑块与木板之间的动摩擦因数为=0.2,木板长 L=1.5m,开始时两者都处于静止状态,所在空间加有一个方向竖直向下强度为 E=4.0104N/C 的匀强
13、电场,如图所示.取 g=10m/s2,试求:(1)用水平力 F0拉小滑块,要使小滑块与木板以相同的速度一起运动,力 F0应满足什么条件?(2)用水平恒力 F 拉小滑块向木板的右端运动,在 1.0s 末使滑块从木板右端滑出,力 F应为多大?(3)按第(2)问的力F作用,在小滑块刚刚从木板右端滑出时,系统的内能增加了多少?(设m 与 M 之间最大静摩擦力与它们之间的滑动摩擦力大小相等,滑块在运动中带电量不变)20.如图所示,在绝缘水平面上,相距为 L 的 A、B 两点处分别固定着两个等量正电荷.a、b 是 AB 连线上两点,其中 Aa=Bb=4L,O 为 AB 连线的中点.一质量为 m 带电量为+
14、q 的小滑块(可视为质点)以初动能 E0从 a 点出发,沿 AB 直线向 b 运动,其中小滑块第一次经过 O 点时的动能为初动能的 n 倍(n1),到达 b 点时动能恰好为零,小滑块最终停在 O 点,求:(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数.(2)Ob 两点间的电势差 Uob.(3)小滑块运动的总路程 S.21.如图所示,在光滑绝缘的水平面上,有一静止在 A 点质量为 m=1.010-3kg 带负电的小球.现加一水平方向的匀强电场使小球由 A 点运动到 B 点,电场力做功为 W=0.2J,已知AB 两点间距离为 L=0.1m,电势差为 U=20V.判断匀强电场的场强方向并计算电场强度 E 的大小
15、和小球的电量 q;计算小球运动的加速度的大小和到达 B 点时的速率 v.22.如图所示,光滑水平面上放有用绝缘材料制成的“L”型滑板,其质量为M,平面部分的上表面光滑且足够长.在距滑板A端为l的B处放置一个质量为m、带电荷量为+q的物F M E m L A O b a B EO A B 体C(可视为质点),在水平的匀强电场作用下,由静止开始运动.已知:M=3m,电场强度为E.假设物体C在运动及与滑板A端相碰过程中电荷量不变.求物体C第一次与滑板A端相碰前瞬间的速度大小.若物体C与滑板A端相碰的时间极短,而且碰后弹回的速度大小是碰前速度大小的1/5,求滑板被碰后的速度大小.求物体C从开始运动到与
16、滑板A第二次碰撞这段时间内,电场力对小物体C做的功.23.如图所示,一矩形绝缘木板放在光滑水平面上,另一质量为 m、带电量为 q 的小物块沿木板上表面以某一初速度从 A 端沿水平方向滑入,木板周围空间存在足够大、方向竖直向下的匀强电场已知物块与木板间有摩擦,物块沿木板运动到 B 端恰好相对静止若将匀强电场的方向改为竖直向上,大小不变,且物块仍以原初速度沿木板上表面从 A 端滑入,结果物块运动到木板中点时相对静止求:物块所带电荷的性质 匀强电场场强的大小 24.如图所示,半径 R=0.8m 的光滑绝缘导轨固定于竖直平面内,加上某一方向的匀强电场时,带正电的小球沿轨道内侧做圆周运动圆心 O 与 A
17、 点的连线与竖直成一角度,在 A 点时小球对轨道的压力 N=120N,此时小球的动能最大若小球的最大动能比最小动能多 32J,且小球能够到达轨道上的任意一点(不计空气阻力)则:小球的最小动能是多少?小球受到重力和电场力的合力是多少?现小球在动能最小的位置突然撤去轨道,并保持其他量都不变,若小球在 0.04s 后的动能与它在 A 点时的动能相等,求小球的质量 25.在绝缘水平面上放一质量 m=2.010-3kg 的带电滑块 A,所带电荷量 q=1.010-7C.在滑块 A 的左边 l=0.3m 处放置一个不带电的绝缘滑块 B,质量 M=4.010-3kg,B 与一端连在竖直墙壁上的轻弹簧接触(不
18、连接)且弹簧处于自然状态,弹簧原长 S=0.05m.如图所示,在水平面上方空间加一水平向左的匀强电场,电场强度的大小为 E=4.0105N/C,滑块 A 由静止释放后向左滑动并与滑块 B 发生碰撞,设碰撞时间极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动并一起压缩弹簧至最短处(弹性限度内),此时弹性势能 E0=3.210-3J,两滑块始终没有分开,两滑块的体积大小不计,与水平面间的动摩擦因数均为=0.5,g 取 10m/s2.求:(1)两滑块碰撞后刚结合在一起的共同速度 v;(2)两滑块被弹簧弹开后距竖直墙壁的最大距离 s.26.图 1中B为电源,电动势E=27V,内阻不计.固定电阻R1=500,R2为
19、光敏电阻.C为平行板电容器,虚线到两极板距离相等,极板长l1=8.010-2m,两极板的间距d=1.010-2m.S为屏,与极板垂直,到极板的距离l2=0.16m.P为一圆盘,由形状相同、透光率不同的三个扇形a、b和c构成,它可绕AA/轴转动.当细光束通过扇形a、b、c照射光敏电阻R2时,R2的阻值分别为 1000、2000、4500.有一细电子束沿图中虚线以速度v0=8.0106m/s连续不断地射入C.已知电子电量e=1.610-19C,电子质量m=910-31kg.忽略细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力.假设照在R2上的光强发生变化时R2阻值立即有相应的改变.E A B C
20、 l E S A B l 设圆盘不转动,细光束通过b照射到R2上,求电子到达屏S上时,它离O点的距离y.(计算结果保留二位有效数字).设转盘按图 1中箭头方向匀速转动,每 3 秒转一圈.取光束照在a、b分界处时t=0,试在图 2 给出的坐标纸上,画出电子到达屏S上时,它离O点的距离y随时间t的变化图线(06s间).要求在y轴上标出图线最高点与最低点的值.(不要求写出计算过程,只按画出的图线评分.)a b c A A/P 细光束 R2 R1 图 1 图 2 O t/s y/10-2m 10 20 12345 参考答案 1.D 2.A 3 ACD 4 B 5 A 6 C 7.D 8.B 9.A 1
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- 物理 电场 练习题
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