提高班電場(2)

1、高二物理提高班高二物理提高班靜電場習(xí)題精選靜電場習(xí)題精選一基礎(chǔ)篇一基礎(chǔ)篇、年法國科學(xué)家?guī)靵霭l(fā)現(xiàn)真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間、年法國科學(xué)家?guī)靵霭l(fā)現(xiàn)真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用力遵循距離平方反比規(guī)律，并指出電荷間的相的相互作用力遵循距離平方反比規(guī)律，并指出電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的（）互作用是通過電場發(fā)生的（）、電場線是為了形象地描述電場而假想的曲線，它、電場線是為了形象地描述電場而假想的曲線，它不僅可以描述電場的強(qiáng)弱和各點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向，還不僅可以描述電場的強(qiáng)弱和各點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向，還可以反映電勢的升降情況（）可以反映電勢的升降情況（）、電場線從正電荷出來，從負(fù)電進(jìn)去，是一條閉合的、電場線從正電荷出

2、來，從負(fù)電進(jìn)去，是一條閉合的曲線（）曲線（）、在電場中，任意兩條電場線不能相交，任意兩條、在電場中，任意兩條電場線不能相交，任意兩條等勢線也不能相交（）等勢線也不能相交（）、電場強(qiáng)度、電勢、電勢差、電場力及電勢能都、電場強(qiáng)度、電勢、電勢差、電場力及電勢能都是描述電場性質(zhì)的物理量，僅由電場本身決定而跟是描述電場性質(zhì)的物理量，僅由電場本身決定而跟檢驗(yàn)電荷無關(guān)（）檢驗(yàn)電荷無關(guān)（）、在電場中確定的點(diǎn)，檢驗(yàn)電荷所受的電場力跟其、在電場中確定的點(diǎn)，檢驗(yàn)電荷所受的電場力跟其帶的電荷量成正比（）帶的電荷量成正比（）、在電場中確定的點(diǎn)，檢驗(yàn)電荷的電荷量越大其所、在電場中確定的點(diǎn)，檢驗(yàn)電荷的電荷量越大其所具有的電

3、勢能就越大（）具有的電勢能就越大（）、首先用油滴法測出元電荷電量的物理學(xué)家是美國的密、首先用油滴法測出元電荷電量的物理學(xué)家是美國的密立根（）立根（）、電場力作功跟電荷經(jīng)歷的路徑無關(guān)，跟始末位置的、電場力作功跟電荷經(jīng)歷的路徑無關(guān)，跟始末位置的電勢差有關(guān)，電場力作功的過程就是電勢能與其他形式電勢差有關(guān)，電場力作功的過程就是電勢能與其他形式能的轉(zhuǎn)化過程（）能的轉(zhuǎn)化過程（）、電場中某點(diǎn)的電勢可以理解為該點(diǎn)與電勢參考、電場中某點(diǎn)的電勢可以理解為該點(diǎn)與電勢參考點(diǎn)的電勢差。電勢差也叫電壓（）點(diǎn)的電勢差。電勢差也叫電壓（）、電荷在僅在電場力作用下，一定從電勢高的地、電荷在僅在電場力作用下，一定從電勢高的地方移

4、向電勢低的地方（）方移向電勢低的地方（）、只要電荷的初速度及電場線滿足一定的條件，、只要電荷的初速度及電場線滿足一定的條件，電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡可以與電場線重合（）電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡可以與電場線重合（）、因?yàn)檠仉妶鰪?qiáng)度方向電勢逐點(diǎn)減低，所以電、因?yàn)檠仉妶鰪?qiáng)度方向電勢逐點(diǎn)減低，所以電勢減低的方向就是電場強(qiáng)度的方向（）勢減低的方向就是電場強(qiáng)度的方向（）、靜電對人類有利也有弊，靜電除塵、靜電、靜電對人類有利也有弊，靜電除塵、靜電復(fù)印和避雷針都是利用靜電的實(shí)例（）復(fù)印和避雷針都是利用靜電的實(shí)例（）、在場源電荷均為的點(diǎn)電荷電場中，試探電、在場源電荷均為的點(diǎn)電荷電場中，試探電荷荷q可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（）可能做勻速圓

5、周運(yùn)動(dòng)（）1.如圖所示，質(zhì)量分別為如圖所示，質(zhì)量分別為m,2m,3m的三個(gè)小球的三個(gè)小球A，B，C，其中其中B帶帶Q電量。電量。A，C不帶電，絕緣細(xì)線將三球連接，不帶電，絕緣細(xì)線將三球連接，并將并將A球懸掛于天花板上，空間有一豎直向下的勻強(qiáng)電場，球懸掛于天花板上，空間有一豎直向下的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為電場強(qiáng)度為E，三球處于靜止?fàn)顟B(tài)。求，三球處于靜止?fàn)顟B(tài)。求（1）A，B間的細(xì)間的細(xì)線的拉力線的拉力FAB 。（2）將懸掛將懸掛A的細(xì)線剪斷后一小段時(shí)間內(nèi)，的細(xì)線剪斷后一小段時(shí)間內(nèi)， A，B間的細(xì)線的拉力間的細(xì)線的拉力FABABCEm2m3m答答:(1)FAB=5mg+EQ (2)FAB=EQ/3二平

6、衡篇二平衡篇2.如圖所示如圖所示,兩個(gè)大小相同的小球兩個(gè)大小相同的小球A,B帶有同種等量電荷帶有同種等量電荷,質(zhì)量分別為質(zhì)量分別為mA和和mB,分別用長為分別用長為L絕緣細(xì)線懸掛于絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)點(diǎn),B球靠在光滑絕緣的豎直墻上球靠在光滑絕緣的豎直墻上,因靜電力排斥而使因靜電力排斥而使A球的懸球的懸線張開線張開,平衡時(shí)兩球相距為平衡時(shí)兩球相距為d.求求(1)小球的電荷量小球的電荷量()要使要使兩球相距為兩球相距為d/2,可采取哪些措施可采取哪些措施?OABLdL2.L=L/8; 或或 mA=8mA;或或qA=qA/8;或或qB=qB/8klmgddq/. 1ab是長為是長為l的均勻帶電細(xì)桿，的

7、均勻帶電細(xì)桿，P1、P2是位于是位于ab所在直所在直線上的兩點(diǎn)，位置如圖所示。線上的兩點(diǎn)，位置如圖所示。ab上電荷產(chǎn)生的靜電場在上電荷產(chǎn)生的靜電場在P1處的場強(qiáng)大小為處的場強(qiáng)大小為E1，在，在P2處的場強(qiáng)大小為處的場強(qiáng)大小為E2。則以下說。則以下說法正確的是法正確的是 （）（） A.兩處的電場方向相同，兩處的電場方向相同，E1E2 B.兩處的電場方向相反，兩處的電場方向相反，E1E2 C.兩處的電場方向相同，兩處的電場方向相同，E1E2 D.兩處的電場方向相反，兩處的電場方向相反，E1 EKB EKA D. 三小球在電場中運(yùn)動(dòng)的三小球在電場中運(yùn)動(dòng)的加速度加速度關(guān)系是關(guān)系是aAaBaC答：答：A

8、 CABCV0PE如圖所示，如圖所示，AB是半徑為是半徑為R的圓的一條直徑，該圓處的圓的一條直徑，該圓處于勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)大小為于勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)大小為E，方向一定。在圓周平面，方向一定。在圓周平面內(nèi)將一帶正電內(nèi)將一帶正電q的小球從的小球從A點(diǎn)以相同的動(dòng)能點(diǎn)以相同的動(dòng)能mv02/2拋出，拋出，初速度方向不同，小球會(huì)經(jīng)過圓周上不同的點(diǎn)，在這些初速度方向不同，小球會(huì)經(jīng)過圓周上不同的點(diǎn)，在這些所有的點(diǎn)中，到達(dá)所有的點(diǎn)中，到達(dá)C點(diǎn)的小球動(dòng)能最大。已知點(diǎn)的小球動(dòng)能最大。已知CAB=300，若不計(jì)，若不計(jì) 重力和空氣阻力，試問：電場方重力和空氣阻力，試問：電場方向與向與AC的夾角為多大？在點(diǎn)的動(dòng)能多大？的

9、夾角為多大？在點(diǎn)的動(dòng)能多大？析與解：析與解：由題意可知，圖中的C點(diǎn)是唯一的，UAC是最大的，圓上沒有一個(gè)點(diǎn)的電勢是 和C點(diǎn)電勢相等的。這就意味著過C點(diǎn)的等勢線與圓只有一個(gè)交點(diǎn)，即C點(diǎn)，所以該等勢線必與圓是相切的，則電場E的方向與等勢線垂直且從高電勢指向低電勢（如圖所示），與AC的夾角是30。點(diǎn)評點(diǎn)評：本題最關(guān)鍵之處就是關(guān)于圓中C點(diǎn)的“唯一性”判斷。.如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m，帶有電量為，帶有電量為-q的小物塊，可的小物塊，可在水平軌道在水平軌道OX上運(yùn)動(dòng)，小物體與軌道間的摩擦因數(shù)為上運(yùn)動(dòng)，小物體與軌道間的摩擦因數(shù)為.。O端有一與軌道垂直的固定墻，軌道處于勻強(qiáng)電場中，端有一與軌

10、道垂直的固定墻，軌道處于勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度為電場強(qiáng)度為E，方向與，方向與OX軸成軸成，已知，已知Emg/q。小物塊以初速。小物塊以初速V0m/s從從X0=1.5m處沿處沿OX軌道運(yùn)軌道運(yùn)動(dòng)動(dòng). 設(shè)小物塊于墻碰撞時(shí)不損失機(jī)械能，且電量保持不變。設(shè)小物塊于墻碰撞時(shí)不損失機(jī)械能，且電量保持不變。求它在停止運(yùn)動(dòng)前所通過的總路程求它在停止運(yùn)動(dòng)前所通過的總路程SOm, -qEX0XV0mfmVXEqS10237cos22000答：例如圖所示，真空中一帶電粒子，質(zhì)量為、帶電量為，以例如圖所示，真空中一帶電粒子，質(zhì)量為、帶電量為，以初速度初速度從點(diǎn)豎直向上射入水平向左的勻強(qiáng)電場中，此帶電粒從點(diǎn)豎直向上射入水

11、平向左的勻強(qiáng)電場中，此帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)，速度大小為子在電場中運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)，速度大小為2，方向水平向左，求，方向水平向左，求該電場的場強(qiáng)和、間的電勢差？該電場的場強(qiáng)和、間的電勢差？ 圖EBv0Amg關(guān)鍵：把這個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)等效成豎直關(guān)鍵：把這個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)等效成豎直向上的勻減速運(yùn)動(dòng)和水平向左的勻加向上的勻減速運(yùn)動(dòng)和水平向左的勻加速運(yùn)動(dòng)速運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)等效運(yùn)動(dòng)等效 解：帶電粒子到點(diǎn)時(shí)速度水平向左。粒子在豎直解：帶電粒子到點(diǎn)時(shí)速度水平向左。粒子在豎直方向上做勻減速運(yùn)動(dòng)方向上做勻減速運(yùn)動(dòng),速度從速度從減為零，在相同的時(shí)減為零，在相同的時(shí)間內(nèi)，粒子在水平方向做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，速間內(nèi)，粒子在水平方向做

12、初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，速度從零增為度從零增為2，可得水平加速度，可得水平加速度2。(1)(2)2EqFmamg2/Emg q22/Umvq五等效篇五等效篇202021)2(21mvvmmghqU 靜電透鏡是利用靜電場使電子束會(huì)聚靜電透鏡是利用靜電場使電子束會(huì)聚或發(fā)散的一種裝置，其中某部分靜電場的或發(fā)散的一種裝置，其中某部分靜電場的分布如下圖所示。虛線表示這個(gè)靜電場在分布如下圖所示。虛線表示這個(gè)靜電場在xoy平面內(nèi)的一簇等勢線，等勢線形狀相平面內(nèi)的一簇等勢線，等勢線形狀相對于對于ox軸、軸、oy軸對稱。等勢線的電勢沿軸對稱。等勢線的電勢沿x軸正向增加，且相鄰兩等勢線的電勢差相軸正向增加，且相鄰兩

13、等勢線的電勢差相等。一個(gè)電子經(jīng)過等。一個(gè)電子經(jīng)過P點(diǎn)（其橫坐標(biāo)為點(diǎn)（其橫坐標(biāo)為-x0）時(shí)，速度與時(shí)，速度與ox軸平行。軸平行。 適當(dāng)控制實(shí)驗(yàn)條件，適當(dāng)控制實(shí)驗(yàn)條件，使該電子通過電場區(qū)域時(shí)僅在使該電子通過電場區(qū)域時(shí)僅在ox軸上方運(yùn)軸上方運(yùn)動(dòng)。通過電場區(qū)域過程中，該電子沿動(dòng)。通過電場區(qū)域過程中，該電子沿y方向方向的分速度的分速度vy隨位置坐標(biāo)隨位置坐標(biāo)x變化的示意圖是變化的示意圖是( )D.如圖所示，如圖所示，ABCD為絕緣光滑軌道為絕緣光滑軌道,其中其中AB是水平軌是水平軌道道,BCD是豎直平面內(nèi)半徑為是豎直平面內(nèi)半徑為R的的3/4圓周的圓形軌道圓周的圓形軌道.整個(gè)整個(gè)空間有一水平向右的勻強(qiáng)電場

14、空間有一水平向右的勻強(qiáng)電場.一個(gè)帶電小滑塊從一個(gè)帶電小滑塊從A點(diǎn)由靜點(diǎn)由靜止釋放后沿軌道運(yùn)動(dòng)止釋放后沿軌道運(yùn)動(dòng).已知滑塊所受的已知滑塊所受的電場力等于其重力電場力等于其重力,為了使滑塊能沿軌道運(yùn)動(dòng)到為了使滑塊能沿軌道運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)點(diǎn),則水平軌道則水平軌道AB的長度至的長度至少多長少多長?ABCDERRSAB2231答：這里是場等效這里是場等效 噴墨打印機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示，其中墨盒可以發(fā)出墨汁微滴，噴墨打印機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示，其中墨盒可以發(fā)出墨汁微滴，其半徑約為其半徑約為105m，此微滴經(jīng)過帶電室時(shí)被帶上負(fù)電，帶電的多少由計(jì)，此微滴經(jīng)過帶電室時(shí)被帶上負(fù)電，帶電的多少由計(jì)算機(jī)機(jī)按字體筆畫高低位置輸

15、入信號加以控制。帶電后的微滴以一定的算機(jī)機(jī)按字體筆畫高低位置輸入信號加以控制。帶電后的微滴以一定的初速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，帶電微滴經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場發(fā)生偏轉(zhuǎn)后打到紙上，顯初速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，帶電微滴經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場發(fā)生偏轉(zhuǎn)后打到紙上，顯示出字體。無信號輸入時(shí)，墨法微滴不帶電，徑直通過偏轉(zhuǎn)板而注入回示出字體。無信號輸入時(shí)，墨法微滴不帶電，徑直通過偏轉(zhuǎn)板而注入回流槽流回墨盒。偏轉(zhuǎn)板長流槽流回墨盒。偏轉(zhuǎn)板長1.6cm，兩板間的距離為，兩板間的距離為0.50cm，偏轉(zhuǎn)板的右，偏轉(zhuǎn)板的右端距紙端距紙3.2cm。若墨汁微滴的質(zhì)量為。若墨汁微滴的質(zhì)量為1.61010 Kg，以，以20m/s的初速度的初速度垂直于電場方向進(jìn)

16、入偏轉(zhuǎn)電場，兩偏轉(zhuǎn)板間的電壓是垂直于電場方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，兩偏轉(zhuǎn)板間的電壓是8.0103v，若墨，若墨汁微滴打到紙上的點(diǎn)距原射入方向的距離是汁微滴打到紙上的點(diǎn)距原射入方向的距離是2.0mm。1求這個(gè)墨汁微求這個(gè)墨汁微滴通過帶電室?guī)У碾娏渴嵌嗌伲浚ú挥?jì)空氣阻力和重力，忽略邊緣電場滴通過帶電室?guī)У碾娏渴嵌嗌伲浚ú挥?jì)空氣阻力和重力，忽略邊緣電場的不均勻性。）為了使紙上的字放大的不均勻性。）為了使紙上的字放大10%，請你分析提出一個(gè)可行，請你分析提出一個(gè)可行的方法。的方法。C131025. 1cmlorVU6 . 3108 . 8/3/六、高考題賞析六、高考題賞析電偶極子模型是指電量為電偶極子模型是指

17、電量為q、相距為、相距為l的一對正負(fù)點(diǎn)電荷組成的電結(jié)構(gòu)，的一對正負(fù)點(diǎn)電荷組成的電結(jié)構(gòu)，O是中是中點(diǎn)，電偶極子的方向?yàn)閺呢?fù)電荷指向正電荷，用圖點(diǎn)，電偶極子的方向?yàn)閺呢?fù)電荷指向正電荷，用圖(a)所示的矢量表示科學(xué)家在所示的矢量表示科學(xué)家在描述某類物質(zhì)的電性質(zhì)時(shí)，認(rèn)為物質(zhì)是由大量的電偶極子組成的，平時(shí)由于電偶極描述某類物質(zhì)的電性質(zhì)時(shí)，認(rèn)為物質(zhì)是由大量的電偶極子組成的，平時(shí)由于電偶極子的排列方向雜亂無章，因而該物質(zhì)不顯示帶電的特性當(dāng)加上外電場后，電偶極子的排列方向雜亂無章，因而該物質(zhì)不顯示帶電的特性當(dāng)加上外電場后，電偶極子繞其中心轉(zhuǎn)動(dòng)，最后都趨向于沿外電場方向排列，從而使物質(zhì)中的合電場發(fā)生變子繞其中心

18、轉(zhuǎn)動(dòng)，最后都趨向于沿外電場方向排列，從而使物質(zhì)中的合電場發(fā)生變化化 (1）如圖）如圖(b）所示，有一電偶極子放置在電場強(qiáng)度為）所示，有一電偶極子放置在電場強(qiáng)度為E。的勻強(qiáng)外電場中，若電偶。的勻強(qiáng)外電場中，若電偶極子的方向與外電場方向的夾角為極子的方向與外電場方向的夾角為，求作用在電偶極子上的電場力繞，求作用在電偶極子上的電場力繞O點(diǎn)的力矩；點(diǎn)的力矩； （2）求圖）求圖(b)中的電偶極子在力矩的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)到外電場方向的過程中，電場力所中的電偶極子在力矩的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)到外電場方向的過程中，電場力所做的功；做的功； （3）求電偶極子在外電場中處于力矩平衡時(shí)，其方向與外電場方向夾角的可能值）求電偶極子在

19、外電場中處于力矩平衡時(shí)，其方向與外電場方向夾角的可能值及相應(yīng)的電勢能；及相應(yīng)的電勢能； （4）現(xiàn)考察物質(zhì)中的三個(gè)電偶極子，其中心在一條直線上，初始時(shí)刻如圖）現(xiàn)考察物質(zhì)中的三個(gè)電偶極子，其中心在一條直線上，初始時(shí)刻如圖(c）排）排列，它們相互間隔距離恰等于列，它們相互間隔距離恰等于 L加上外電場加上外電場EO后，三個(gè)電偶極子轉(zhuǎn)到外電場方向，后，三個(gè)電偶極子轉(zhuǎn)到外電場方向，若在圖中若在圖中A點(diǎn)處引人一電量為點(diǎn)處引人一電量為+q0的點(diǎn)電荷的點(diǎn)電荷(q0很小，不影響周圍電場的分布），求很小，不影響周圍電場的分布），求該點(diǎn)電荷所受電場力的大小該點(diǎn)電荷所受電場力的大小解：（解：（1）由題意可知電場力的力臂為）由題意可知電場力的力臂為ME0qLsin（2）W2E0q L(1cos) （3）電偶極子在外電場中處于力矩平衡時(shí)，電