高中物理靜電場題經(jīng)典例題

高中物理靜電場高中物理靜電場練習(xí)題ABabPm、q。U+-1、如圖所示，中央有正對小孔的水平放置的平行板電容器與電源連接，電源電壓為U。將一帶電小球從兩小孔的正上方P點(diǎn)處由靜止釋放，小球恰好能夠達(dá)到B板的小孔b點(diǎn)處，然后又按原路返回。那么，為了使小球能從B板的小孔b處出射，下列可行的辦法是（ ）A.將A板上移一段距離B.將A板下移一段距離C.將B板上移一段距離D.將B板下移一段距離2、ABCDEF如圖所示，A、B、C、D、E、F為勻強(qiáng)電場中一個(gè)正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn)，已知A、B、C三點(diǎn)的電勢分別為1V、6V和9V。則D、E、F三點(diǎn)的電勢分別為（ ）A、+7V、+2V和+1V B、+7V、+2V和1VC、-7V、-2V和+1V D、+7V、-2V和1V3、質(zhì)量為m、帶電量為-q的粒子（不計(jì)重力），在勻強(qiáng)電場中的A點(diǎn)以初速度0沿垂直與場強(qiáng)E的方向射入到電場中，已知粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為20，A、B間距為d，如圖所示。則（1）A、B兩點(diǎn)間的電勢差為（ ）EA0BA、 B、C、 D、（2）勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小和方向（ ）A、方向水平向左 B、 方向水平向右C、 方向水平向左 D、 方向水平向右4、一個(gè)點(diǎn)電荷從竟電場中的A點(diǎn)移到電場中的B點(diǎn)，其電勢能變化為零，則（ ）A、A、B兩點(diǎn)處的場強(qiáng)一定相等B、該電荷一定能夠沿著某一等勢面移動(dòng)C、A、B兩點(diǎn)的電勢一定相等D、作用于該電荷上的電場力始終與其運(yùn)動(dòng)方向垂直5、在靜電場中（ ）A.電場強(qiáng)度處處為零的區(qū)域內(nèi)，電勢也一定處處為零B.電場強(qiáng)度處處相等的區(qū)域內(nèi)，電勢也一定處處相等C.電場強(qiáng)度的方向總是跟等勢面垂直D.沿著電場線的方向電勢是不斷降低的6、一個(gè)初動(dòng)能為EK的帶電粒子，沿著與電場線垂直的方向射入兩平行金屬板間的勻強(qiáng)電場中，飛出時(shí)該粒子的動(dòng)能為2EK，如果粒子射入時(shí)的初速度變?yōu)樵瓉淼?倍，那么當(dāng)它飛出電場時(shí)動(dòng)能為（ ）A、4EK B、4.25EK C、5EK D、8EK12347、如圖所示，實(shí)線為一簇電場線，虛線是間距相等的等勢面，一帶電粒子沿著電場線方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它位于等勢面1上時(shí)，其動(dòng)能為20eV，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到等勢面3上時(shí)，動(dòng)能恰好等于零，設(shè)2=0，則，當(dāng)粒子的動(dòng)能為8eV時(shí)，其電勢能為（ ）A、12eV B、2eV C、10eV D、0 8、如圖107所示，在兩電荷+Q1和-Q2連線的延長線上有a、b、c三點(diǎn)，測得b點(diǎn)的場強(qiáng)為零?，F(xiàn)將一個(gè)檢驗(yàn)電荷+q從a點(diǎn)沿此直線經(jīng)過b點(diǎn)移到c點(diǎn)，在次過程中檢驗(yàn)電荷+q的電勢能變化情況為（ ）圖107+Q1-Q2。 。 。a b cA、不斷增加 B、不斷減少C、先增加后減少 D、先減少后增加P+9、平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地，在兩極板之間有一個(gè)正電荷（電荷量很?。┕潭ㄔ赑點(diǎn)，以E表示極板之間的電場強(qiáng)度，U表示電容器兩極板間的電勢差，W表示正電荷在P點(diǎn)的電勢能。若保持負(fù)極板不動(dòng)，將正極板移動(dòng)到圖中虛線位置，則（ ）A、U變小，E不變 B、E變大，W變大 C、U變小，W變小 D、U不變，W不變10、一個(gè)金屬小球，原來不帶電，現(xiàn)沿球的直徑延長線放置一個(gè)均勻的帶電細(xì)棒MN，如圖所示。金屬球上的感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場在球內(nèi)直徑上M Na b c a、b、c三點(diǎn)場強(qiáng)大小分別為Ea、Eb、Ec，三者相比（ ）A、Ea最大 B、Eb最大 C、Ec最大 D、Ea=Eb=EC 二、填空題AB）30d+ + + + + + + 11、如圖所示，是一個(gè)平行電容器，其電容為C，帶電量為Q，上板帶正電?，F(xiàn)將一個(gè)試探電荷q由兩極板間的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，如圖所示，A、B兩點(diǎn)之間的距離為S，連線AB與極板的夾角為30。則電場力對試探電荷做的功為 。13、在光滑水平面上有一個(gè)質(zhì)量為m=1.010-3kg、電荷量q=1.010-10C的帶正電小球。靜止在O點(diǎn)，以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)，在該平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系Oxy。現(xiàn)突然加一沿著x軸正方向、場強(qiáng)大小為E=2.0106V/m的勻強(qiáng)電場，使小球開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過1.0s所加電場突然變?yōu)檠刂鴜軸正方向、大小仍為E=2.0106V/m的勻強(qiáng)電場，再經(jīng)過經(jīng)過1.0s所加電場突然變?yōu)榱硪粋€(gè)勻強(qiáng)電場，使小球在此電場作用下經(jīng)過1.0s速度變?yōu)榱?，求此電場的方向及速度變?yōu)闀r(shí)小球的位置。參考答案1、D解題分析：小球進(jìn)入極板之前作自由落體運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入極板后在電場力和重力的共同作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)，從能的觀點(diǎn)看，從P點(diǎn)到b過程重力做的功等于電場力做的功值，要使小球能通過b孔，則要求增加重力做的功才可，因?yàn)樾∏驈腶點(diǎn)到b點(diǎn)的過程中，電場力做的功跟兩板間的電壓成正比，跟板間距無關(guān)。故應(yīng)該將B板向下移動(dòng)。2、B解題分析：在勻強(qiáng)電場中，沿著任何方向等間距等電勢差，連接A、C，連接B、E，兩直線相交于K點(diǎn)，見圖所示，ABCDEFkR因?yàn)锳K=KC，故K點(diǎn)的電勢為+5V；連接F、D交BE直線于R，則由幾何知識(shí)可知，故UKR=2UBK=2(6-5)V=2 V，所以R點(diǎn)的電勢為UR=+3V。因?yàn)镵C與RD平行，故UKC=URD，所以UD=+7V，UFR=UAK故UF= -1V URE=UBK，故UE=+2V故，D、E、F三點(diǎn)的電勢分別為+7V、+2V和-1V。3、（1）A。解題分析：由于不計(jì)重力，那么粒子從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中只有電場力做功，由動(dòng)能定理可得選項(xiàng)A正確。（2）C。解題分析：（2）因?yàn)椴挥?jì)粒子的重力，粒子在豎直方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其加速度大小為：，則粒子在B點(diǎn)時(shí)的水平分速度大小為： 由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)有：所以由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí) 故： 方向水平向左4、C解題分析：電場力做功等于電勢能的變化，電荷在這一過程中的變化等于零表明電場力做功等于零，并不是電場力不做功，而是電場力做功為零，那么A、B兩點(diǎn)的電勢一定相等。5、CD解題分析：電勢和場強(qiáng)是兩個(gè)不同的物理量，沿著電場強(qiáng)度的方向電勢是逐漸降低的，場強(qiáng)的方向是電勢降低最快的方向。6、B解題分析：帶電粒子從平行金屬板一端射入，從另一端射出，若側(cè)移量為Y，那么這一過程電場力做功為qEY。由于側(cè)移量Y初速度的平方成反比，故，當(dāng)帶電粒子的初速度增大為原來的兩倍時(shí)，其側(cè)移量變?yōu)樵瓉淼乃姆种?，故這種情況下電場力做的功只有前一種情況的四分之一，又由于粒子的初動(dòng)能是4 EK，故粒子出射時(shí)的動(dòng)能為4.25EK7、B解題分析：帶電粒子在電場力作用下運(yùn)動(dòng)，并且等勢面間距相等，由此可知帶電粒子到達(dá)等勢面2時(shí)動(dòng)能為10eV，又因?yàn)?=0，帶電粒子在2等勢面上電勢能為零，那么粒子的總能量為10eV，所以，當(dāng)粒子的動(dòng)能為8eV，其電勢能為2eV。8、C解題分析：回答本問題的關(guān)鍵之處是判明b點(diǎn)的左側(cè)和右側(cè)的電場強(qiáng)度的方向，才可以根據(jù)電場力做功情況判斷出電荷電勢能的變化情況。正確解答因?yàn)閎點(diǎn)的場強(qiáng)為零，而b點(diǎn)的場強(qiáng)的大小是點(diǎn)電荷+Q1和-Q2產(chǎn)生的電場的疊加，由點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式可知，Q1|Q2|判斷b點(diǎn)右側(cè)的場強(qiáng)方向：方法一：設(shè)想考察點(diǎn)距離b點(diǎn)比較遠(yuǎn)，那么Q1、Q2相當(dāng)于緊靠在一起（這與c點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的距離相比）又因?yàn)镋b=0，故可知Q1Q2，因此c點(diǎn)的合場強(qiáng)方向必然向右，b點(diǎn)左側(cè)的電場方向必然向左。方法二：設(shè)ab間的距離為L，b點(diǎn)距離Q1和Q2的距離分別為r1、r2，因?yàn)镋b=0則 解得： 1可見EQ1a EQ2a，即是說a點(diǎn)的場強(qiáng)方向向左。這樣+q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)電場力做負(fù)功，從b點(diǎn)移到c點(diǎn)電場力做正功，由于電場力做功等于電勢能的減少，因此，點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn)的過程中點(diǎn)電荷的電勢能先增加后減少，選項(xiàng)C正確。9、A解題分析：平行板電容器充電后與電源斷開，電容器所帶的電量不變。故極板之間的電場強(qiáng)度不變，由電容器的電容跟極板之間的距離有關(guān)，當(dāng)距離減小時(shí)，電容增大，故極板間的電勢差相應(yīng)減小。由于P點(diǎn)到負(fù)極板的距離不變，則P點(diǎn)與負(fù)極板之間的電勢差保持不變，又因?yàn)樨?fù)極板接地，那么P點(diǎn)電勢不變，則粒子的電勢能也不變。10、C解題分析：金屬球處在帶電棒產(chǎn)生的電場中，當(dāng)金屬球達(dá)到靜電平衡時(shí)，其內(nèi)部場強(qiáng)處處為零，即，金屬球上感應(yīng)電荷所激發(fā)的電場，在金屬球內(nèi)部任何一點(diǎn)均與帶電棒所產(chǎn)生的電場大小相等方向相反，但由于C點(diǎn)距離近，帶電棒MN在C點(diǎn)產(chǎn)生的電場大于a、b兩點(diǎn)處的電場。故，感應(yīng)電荷在C點(diǎn)的場強(qiáng)為最大11、。解題分析：試探電荷在電容器的勻強(qiáng)電場中，從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)電場力做的功等于試探電荷的電量跟A、B兩點(diǎn)電勢差的乘積，即，而場強(qiáng)，聯(lián)立可解得。12、解題分析：帶電小球在運(yùn)動(dòng)過程中，只有重力和電場力做功，因此小球的電勢能與機(jī)械能守恒，也可以用動(dòng)能定理求得電場力做功和重力做功的數(shù)值關(guān)系，進(jìn)而可以求出小球在最低點(diǎn)時(shí)的速度。正確解答：小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，小球受到的重力和電場力的合力是小球的向心力，設(shè)細(xì)線長度為L，由牛頓第二定律有： 小球從開始運(yùn)動(dòng)到左邊最大位置，由動(dòng)能定理有：從開始到最低點(diǎn)由動(dòng)能定理有：解得：13、解題分析：由牛頓第二定律可得，小球在電場力作用下的加速度大小當(dāng)場強(qiáng)沿著X軸正方向時(shí)，經(jīng)過1s小球的速度達(dá)到，速度方向沿X軸正方向，小球沿X方向移動(dòng)的距離為；在第2秒內(nèi)，電場方向沿Y軸正方向，故，小球在X方向上做速度為的勻速運(yùn)動(dòng)，在Y方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，在這1s內(nèi)，又沿X方向移動(dòng)的距離為，沿Y方向上移動(dòng)的距離為，故小球在第2秒末達(dá)到的位置坐標(biāo)為，。在第2秒末，小球在X方向的分速度為，在Y方向的分速度為，由此可知，小球運(yùn)動(dòng)方向與X軸成45角，要使小球速度變?yōu)榱?，則在第3秒內(nèi)所加電場的方向必須與此方向相反，即指向第三象限，與X軸成225角，在第3秒內(nèi)小球做勻減速運(yùn)動(dòng)，則小球的發(fā)生的位移故：，所以，小球在第3秒末的坐標(biāo)為（強(qiáng)化訓(xùn)練1下列公式中，既適用于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的靜電場，也適用于勻強(qiáng)電場的有場強(qiáng)E=F/q場強(qiáng)E=U/d 場強(qiáng)E=kQ/r2 電場力做功W=Uq (A)(B)(C)(D)2、已知A為電場中一固定點(diǎn)，在A點(diǎn)放一電量為q 的電荷，受電場力為F，A點(diǎn)的場強(qiáng)為E，則A若在A點(diǎn)換上q，A點(diǎn)場強(qiáng)方向發(fā)生變化B若在A點(diǎn)換上電量為2q 的電荷，A點(diǎn)的場強(qiáng)將變?yōu)?2EC若在A點(diǎn)移去電荷q，A點(diǎn)的場強(qiáng)變?yōu)榱鉊A點(diǎn)場強(qiáng)的大小、方向與q 的大小、正負(fù)、有無均無關(guān)4 、 兩帶電小球，電量分別為+q和，固定在一長度為L的絕緣細(xì)桿的兩端，置于電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中，桿與場強(qiáng)方向平行，其位置如圖1048所示。若此桿繞過O點(diǎn)垂直于桿的軸線轉(zhuǎn)過，則在此轉(zhuǎn)動(dòng)過程中電場力做的功為（ ） A. 零B. C. D. 5