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點處由靜止釋放，小球恰好能夠達到B板的小孔b點處，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為勻強電場中一個正六邊形的六個頂點，已知A、B、C三點的電勢分別為1V、6V和9V。則D、E、F三點的電勢分別為（ ）A、+7V、+2V和+1V B、+7V、+2V和1VC、-7V、-2V和+1V D、+7V、-2V和1V3、質量為m、帶電量為-q的粒子（不計重力），在勻強電場中的A點以初速度0沿垂直與場強E的方向射入到電場中，已知粒子到達B點時的速度大小為20，A、B間距為d，如圖所示。則（1）A、B兩點間的電勢差為（ ）EA0BA、 B、C、 D、（2）勻強電場的場強大小和方向（ ）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、一個點電荷從竟電場中的A點移到電場中的B點，其電勢能變化為零，則（ ）A、A、B兩點處的場強一定相等B、該電荷一定能夠沿著某一等勢面移動C、A、B兩點的電勢一定相等D、作用于該電荷上的電場力始終與其運動方向垂直5、在靜電場中（ ）A.電場強度處處為零的區(qū)域內(nèi)，電勢也一定處處為零B.電場強度處處相等的區(qū)域內(nèi)，電勢也一定處處相等C.電場強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、一個初動能為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電場中，飛出時該粒子的動能為2EK，如果粒子射入時的初速度變?yōu)樵瓉淼?倍，那么當它飛出電場時動能為（ ）A、4EK B、4.25EK C、5EK D、8EK12347、如圖所示，實線為一簇電場線，虛線是間距相等的等勢面，一帶電粒子沿著電場線方向運動，當它位于等勢面1上時，其動能為20eV，當它運動到等勢面3上時，動能恰好等于零，設2=0，則，當粒子的動能為8eV時，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，測得b點的場強為零。現(xiàn)將一個檢驗電荷+q從a點沿此直線經(jīng)過b點移到c點，在次過程中檢驗電荷+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，負極板接地，在兩極板之間有一個正電荷（電荷量很?。┕潭ㄔ赑點，以E表示極板之間的電場強度，U表示電容器兩極板間的電勢差，W表示正電荷在P點的電勢能。若保持負極板不動，將正極板移動到圖中虛線位置，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、一個金屬小球，原來不帶電，現(xiàn)沿球的直徑延長線放置一個均勻的帶電細棒MN，如圖所示。金屬球上的感應電荷產(chǎn)生的電場在球內(nèi)直徑上M Na b c a、b、c三點場強大小分別為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，是一個平行電容器，其電容為C，帶電量為Q，上板帶正電。現(xiàn)將一個試探電荷q由兩極板間的A點移動到B點，如圖所示，A、B兩點之間的距離為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質量為m=1.010-3kg、電荷量q=1.010-10C的帶正電小球。靜止在O點，以O點為原點，在該平面內(nèi)建立直角坐標系Oxy?，F(xiàn)突然加一沿著x軸正方向、場強大小為E=2.0106V/m的勻強電場，使小球開始運動，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的勻強電場，再經(jīng)過經(jīng)過1.0s所加電場突然變?yōu)榱硪粋€勻強電場，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小球的位置。參考答案1、D解題分析：小球進入極板之前作自由落體運動，進入極板后在電場力和重力的共同作用下做勻減速運動，從能的觀點看，從P點到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，因為小球從a點到b點的過程中，電場力做的功跟兩板間的電壓成正比，跟板間距無關。故應該將B板向下移動。2、B解題分析：在勻強電場中，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，見圖所示，ABCDEFkR因為AK=KC，故K點的電勢為+5V；連接F、D交BE直線于R，則由幾何知識可知，故UKR=2UBK=2(6-5)V=2 V，所以R點的電勢為UR=+3V。因為KC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三點的電勢分別為+7V、+2V和-1V。3、（1）A。解題分析：由于不計重力，那么粒子從A點到B點的過程中只有電場力做功，由動能定理可得選項A正確。（2）C。解題分析：（2）因為不計粒子的重力，粒子在豎直方向上做勻速直線運動，水平方向上做初速度為零的勻加速直線運動，其加速度大小為：，則粒子在B點時的水平分速度大小為： 由運動學知識有：所以由運動學知識 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兩點的電勢一定相等。5、CD解題分析：電勢和場強是兩個不同的物理量，沿著電場強度的方向電勢是逐漸降低的，場強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，若側移量為Y，那么這一過程電場力做功為qEY。由于側移量Y初速度的平方成反比，故，當帶電粒子的初速度增大為原來的兩倍時，其側移量變?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，又由于粒子的初動能是4 EK，故粒子出射時的動能為4.25EK7、B解題分析：帶電粒子在電場力作用下運動，并且等勢面間距相等，由此可知帶電粒子到達等勢面2時動能為10eV，又因為2=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，當粒子的動能為8eV，其電勢能為2eV。8、C解題分析：回答本問題的關鍵之處是判明b點的左側和右側的電場強度的方向，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。正確解答因為b點的場強為零，而b點的場強的大小是點電荷+Q1和-Q2產(chǎn)生的電場的疊加，由點電荷的場強公式可知，Q1|Q2|判斷b點右側的場強方向：方法一：設想考察點距離b點比較遠，那么Q1、Q2相當于緊靠在一起（這與c點與兩個點電荷之間的距離相比）又因為Eb=0，故可知Q1Q2，因此c點的合場強方向必然向右，b點左側的電場方向必然向左。方法二：設ab間的距離為L，b點距離Q1和Q2的距離分別為r1、r2，因為Eb=0則 解得： 1可見EQ1a EQ2a，即是說a點的場強方向向左。這樣+q從a點移到b點電場力做負功，從b點移到c點電場力做正功，由于電場力做功等于電勢能的減少，因此，點電荷從a點移到c點的過程中點電荷的電勢能先增加后減少，選項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度不變，由電容器的電容跟極板之間的距離有關，當距離減小時，電容增大，故極板間的電勢差相應減小。由于P點到負極板的距離不變，則P點與負極板之間的電勢差保持不變，又因為負極板接地，那么P點電勢不變，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，當金屬球達到靜電平衡時，其內(nèi)部場強處處為零，即，金屬球上感應電荷所激發(fā)的電場，在金屬球內(nèi)部任何一點均與帶電棒所產(chǎn)生的電場大小相等方向相反，但由于C點距離近，帶電棒MN在C點產(chǎn)生的電場大于a、b兩點處的電場。故，感應電荷在C點的場強為最大11、。解題分析：試探電荷在電容器的勻強電場中，從A點移動到B點電場力做的功等于試探電荷的電量跟A、B兩點電勢差的乘積，即，而場強，聯(lián)立可解得。12、解題分析：帶電小球在運動過程中，只有重力和電場力做功，因此小球的電勢能與機械能守恒，也可以用動能定理求得電場力做功和重力做功的數(shù)值關系，進而可以求出小球在最低點時的速度。正確解答：小球運動到最低點時，小球受到的重力和電場力的合力是小球的向心力，設細線長度為L，由牛頓第二定律有： 小球從開始運動到左邊最大位置，由動能定理有：從開始到最低點由動能定理有：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場強沿著X軸正方向時，經(jīng)過1s小球的速度達到，速度方向沿X軸正方向，小球沿X方向移動的距離為；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動，在Y方向做初速度為零的勻加速運動，在這1s內(nèi)，又沿X方向移動的距離為，沿Y方向上移動的距離為，故小球在第2秒末達到的位置坐標為，。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，小球運動方向與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)小球做勻減速運動，則小球的發(fā)生的位移故：，所以，小球在第3秒末的坐標為（強化訓練1下列公式中，既適用于點電荷產(chǎn)生的靜電場，也適用于勻強電場的有場強E=F/q場強E=U/d 場強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，在A點放一電量為q 的電荷，受電場力為F，A點的場強為E，則A若在A點換上q，A點場強方向發(fā)生變化B若在A點換上電量為2q 的電荷，A點的場強將變?yōu)?2EC若在A點移去電荷q，A點的場強變?yōu)榱鉊A點場強的大小、方向與q 的大小、正負、有無均無關4 、 兩帶電小球，電量分別為+q和，固定在一長度為L的絕緣細桿的兩端，置于電場強度為E的勻強電場中，桿與場強方向平行，其位置如圖1048所示。若此桿繞過O點垂直于桿的軸線轉過，則在此轉動過程中電場力做的功為（ ） A. 零B. C. D. 5