靜電場(chǎng)難題新題1(含答案)

（2015浙江-16）如圖所示為靜電力演示儀，兩金屬極板分別固定于絕緣支架上，且正對(duì)平行放置。工作時(shí)兩板分別接高壓直流電源的正負(fù)極，表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細(xì)線懸掛在金屬極板中間，則A乒乓球的左側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷B乒乓球受到擾動(dòng)后，會(huì)被吸在左極板上C乒乓球共受到電場(chǎng)力，重力和庫(kù)侖力三個(gè)力的作用D用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸，放開后乒乓球會(huì)在兩極板間來(lái)回碰撞【答案】D【解析】試題分析：從圖中可知金屬板右側(cè)連接電源正極，所以電場(chǎng)水平向左，故乒乓球上的電子移動(dòng)到右側(cè)，即乒乓球的右側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷，A錯(cuò)誤；乒乓球右側(cè)帶負(fù)電，受到的電場(chǎng)力向右，乒乓球左側(cè)帶正電，受到的電場(chǎng)力向左，因?yàn)樽笥覂蓚?cè)感應(yīng)出的電荷量相等，所以受到的電場(chǎng)力相等，乒乓球受到擾動(dòng)后，最終仍會(huì)靜止，不會(huì)吸附到左極板上，B錯(cuò)誤；乒乓球受到重力和電場(chǎng)力作用，庫(kù)侖力即為電場(chǎng)力，C錯(cuò)誤；用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸，乒乓球帶正電，在電場(chǎng)力作用下，與左極板接觸，然后乒乓球帶負(fù)電，又在電場(chǎng)力作用下，運(yùn)動(dòng)到右極板，與右極板接觸后乒乓球帶正電，在電場(chǎng)力作用下，運(yùn)動(dòng)到左極板，如此重復(fù)，即乒乓球會(huì)在兩極板間來(lái)回碰撞，D正確；考點(diǎn)：考查了庫(kù)侖力，靜電感應(yīng)9.(多選)(2014·長(zhǎng)春市調(diào)研測(cè)試)有三個(gè)質(zhì)量相等，分別帶正電、負(fù)電和不帶電的小球，從左上同一點(diǎn)以相同的水平速度先后射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，A、B、C三個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖9所示，A、B小球運(yùn)動(dòng)軌跡的末端處于同一豎直線上，則如圖運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的過程()圖9A．小球A帶負(fù)電，B不帶電，C帶正電B．三小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tA＝tB＜tCC．小球B和小球C的末動(dòng)能可能相等D．小球A和小球C的電勢(shì)能變化絕對(duì)值可能相等解析小球水平方向不受力，做勻速運(yùn)動(dòng)，豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，由水平位移公式x＝v0t，因初速度相同，xA＝xB＞xC，知tA＝tB＞tC，則選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由豎直位移公式y(tǒng)＝eq\f(1,2)at2，而yA＜yB，得：aA＜aB；又yA＜yC，tA＞tC，得：aA＜aC，同理aB＜aC，因場(chǎng)強(qiáng)方向向下，可以判定小球A帶負(fù)電，B不帶電，C帶正電，則選項(xiàng)A正確；因aB＜aC，得：合力maB＜maC，由動(dòng)能定理有：F合y＝ΔEk＝Ekt－Ek0，而初動(dòng)能Ek0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)相同，又yB<yC，所以末動(dòng)能EkC＞EkB，則選項(xiàng)C錯(cuò)誤；又電場(chǎng)力做功為qEy，yA＜yC，電荷量q未知，有可能qA＞qC，使qEy有可能相等，即電勢(shì)能變化絕對(duì)值有可能相等，故選項(xiàng)D正確。答案AD0．(多選)(2014·貴州六校聯(lián)考)如圖10所示，一個(gè)電荷量為－Q(Q＞0)的點(diǎn)電荷甲，固定在粗糙絕緣水平面上的O點(diǎn)，另一個(gè)電荷量為＋q(q＞0)、質(zhì)量為m的點(diǎn)電荷乙，從A點(diǎn)以初速度v0沿它們的連線向甲運(yùn)動(dòng)，到B點(diǎn)時(shí)速度減小到最小值v。已知點(diǎn)電荷乙與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，A、B間距離為L(zhǎng)0，靜電力常量為k，則下列說(shuō)法中正確的是()圖10A．O、B間的距離為eq\r(\f(kQq,μmg))B．在點(diǎn)電荷甲產(chǎn)生的電場(chǎng)中，B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為eq\f(μmg,q)C．點(diǎn)電荷乙在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能D．在點(diǎn)電荷甲產(chǎn)生的電場(chǎng)中，A、B間的電勢(shì)差UAB＝eq\f(mv2－mv\o\al(2,0),2q)解析因點(diǎn)電荷乙到B點(diǎn)時(shí)速度減小到最小值v，說(shuō)明加速度為零，有keq\f(Qq,r2)＝μmg，解得r＝eq\r(\f(kQq,μmg))，A對(duì)；聯(lián)立點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式得E＝keq\f(Q,r2)＝eq\f(μmg,q)，B對(duì)；點(diǎn)電荷乙由A點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中，電場(chǎng)力對(duì)點(diǎn)電荷乙做正功，點(diǎn)電荷乙的電勢(shì)能必減少，C錯(cuò)；點(diǎn)電荷乙從A點(diǎn)到B點(diǎn)過程中，由動(dòng)能定理可知W－μmgL0＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，此過程中電場(chǎng)力對(duì)點(diǎn)電荷乙做功為W＝qUAB，聯(lián)立可得UAB＝eq\f(2μmgL0＋mv2－mv\o\al(2,0),2q)，D錯(cuò)。答案AB1.【2015·淮安市高三第五次調(diào)研測(cè)試物理試題】如圖所示，把一個(gè)帶正電的小球放置在原來(lái)不帶電的枕形導(dǎo)體附近，由于靜電感應(yīng)，枕形導(dǎo)體的a、b端分別出現(xiàn)感應(yīng)電荷，則A.枕形導(dǎo)體a端電勢(shì)高于b端電勢(shì)B.僅閉合S1，有電子從大地流向枕形導(dǎo)體C.僅閉合S1，有電子從枕形導(dǎo)體流向大地D.僅閉合S2，有正電荷從枕形導(dǎo)體流向大地【答案】B考點(diǎn)：考查了靜電感應(yīng)1.【2015·江蘇省揚(yáng)州中學(xué)高三物理開學(xué)考試】空間某一靜電場(chǎng)的電勢(shì)在軸上分布如圖所示，軸上兩點(diǎn)B、C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度在方向上的分量分別是、，下列說(shuō)法中正確的有（）A．的大小大于的大小B．的方向沿軸正方向C．電荷在點(diǎn)受到的電場(chǎng)力在方向上的分量最大D．負(fù)電荷沿軸從移到的過程中，電場(chǎng)力先做正功，后做負(fù)功【答案】AD【解析】試題分析：根據(jù)，則-圖象的斜率表示場(chǎng)強(qiáng)，由圖線可知EB＞EC；據(jù)圖象可知，形成該電場(chǎng)的場(chǎng)源電荷為正電荷，所以B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸的負(fù)方向，故A正確，B錯(cuò)誤；同理可知O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小，電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力最小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；據(jù)E=qφ可知，負(fù)試探電荷沿x軸從B移到C的過程中，電勢(shì)能先減小再增大，即電場(chǎng)力先做正功，再做負(fù)功，故D正確．故選：AD．考點(diǎn)：電場(chǎng)強(qiáng)度；電勢(shì)及電勢(shì)能.2．【2015·蘇錫常鎮(zhèn)四市高三教學(xué)情況調(diào)研（一）】沿電場(chǎng)中某條直線電場(chǎng)線方向建立x軸，該電場(chǎng)線上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x的變化規(guī)律如圖所示，坐標(biāo)點(diǎn)0、x1、x2和x3分別與x軸上O、A、B、C四點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，相鄰兩點(diǎn)間距相等．一個(gè)帶正電的粒子從O點(diǎn)附近由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)處的動(dòng)能為Ek，僅考慮電場(chǎng)力作用．則（）（A）從O點(diǎn)到C點(diǎn)，電勢(shì)先升高后降低（B）粒子先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做變加速運(yùn)動(dòng)（C）粒子在AB段電勢(shì)能變化量大于BC段的（D）粒子運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)動(dòng)能小于3Ek【答案】CD

考點(diǎn)：本題考查電場(chǎng)的基本性質(zhì)

4.【2015·江蘇省揚(yáng)州市高三上學(xué)期期末考試物理試題】真空中，兩個(gè)固定點(diǎn)電荷A、B所帶電荷量分別為Q1和Q2，在它們共同形成的電場(chǎng)中，有一條電場(chǎng)線如圖實(shí)線所示，實(shí)線上的箭頭表示電場(chǎng)線的方向，電場(chǎng)線上標(biāo)出了C、D兩點(diǎn)，其中D點(diǎn)的切線與AB連線平行，AB連線中點(diǎn)為O，則OOCDBAA．A帶正電，B帶負(fù)電，且Q1>Q2B．O點(diǎn)電勢(shì)比D點(diǎn)電勢(shì)高C．負(fù)檢驗(yàn)電荷在C點(diǎn)的電勢(shì)能大于在D點(diǎn)的電勢(shì)能D．在C點(diǎn)由靜止釋放一帶正電的檢驗(yàn)電荷，檢驗(yàn)電荷將沿此電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)【答案】AB考點(diǎn)：電場(chǎng)線、電場(chǎng)強(qiáng)度，電勢(shì)能的概念等。6.【2015·淮安市高三第五次調(diào)研測(cè)試物理試題】回旋加速器的工作原理如圖所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時(shí)間可以忽略不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直。A處粒子源產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子，在加速電壓為U的加速電場(chǎng)中被加速。所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度、加速電場(chǎng)的頻率可調(diào)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值為Bm和加速電場(chǎng)頻率的最大值fm。則下列說(shuō)法正確的是A．粒子第n次和第n+1次半徑之比總是︰B．粒子從靜止開始加速到出口處所需的時(shí)間為QUOTEC．若fm<，則粒子獲得的最大動(dòng)能為QUOTED．若fm>，則粒子獲得的最大動(dòng)能為QUOTE【答案】BCD考點(diǎn)：考查了回旋加速器12．【江蘇省揚(yáng)州中學(xué)2014-2015學(xué)年第一學(xué)期質(zhì)量檢測(cè)高三物理試題】如圖所示，帶正電的金屬圓環(huán)豎直放置，AB是軸線上相對(duì)于圓心的對(duì)稱點(diǎn).某時(shí)刻一個(gè)電子從A點(diǎn)沿軸線向右運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)，此過程中電子運(yùn)動(dòng)的v-t圖象可能是【答案】ABCA10.D11.D12.C13.C14.BC15.D16.解析：(1)6(2)白復(fù)寫導(dǎo)電上(3)因A接電源正極，根據(jù)等量異號(hào)電荷等勢(shì)線的分布可知：f點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)電勢(shì)，而電流表指針右偏表明電流從紅表筆流進(jìn)，即接高電勢(shì)點(diǎn)，亦即電流表紅表筆接觸在f點(diǎn)．要使指針不偏轉(zhuǎn)，即要求d點(diǎn)的等勢(shì)點(diǎn)接f點(diǎn)的表筆向低電勢(shì)點(diǎn)移動(dòng)，即向右移動(dòng)．答案：(1)6(2)白復(fù)寫導(dǎo)電上(3)f右10．解析：(1)設(shè)微粒穿過B板小孔時(shí)的速度為v，根據(jù)動(dòng)能定理，有qU＝eq\f(1,2)mv2①解得v＝eq\r(\f(2qU,m))(2)微粒進(jìn)入半圓形金屬板后，電場(chǎng)力提供向心力，有qE＝meq\f(v2,R)＝meq\f(2v2,L)②聯(lián)立①②，得E＝eq\f(4U,L)(3)微粒從釋放開始經(jīng)t1射出B板的小孔，則t1＝eq\f(d,\f(v,2))＝eq\f(2d,v)＝2deq\r(\f(m,2qU))③設(shè)微粒在半圓形金屬板間運(yùn)動(dòng)經(jīng)過t2第一次到達(dá)最低點(diǎn)P點(diǎn)，則t2＝eq\f(πL,4v)＝eq\f(πL,4)eq\r(\f(m,2qU))④所以從釋放微粒開始，經(jīng)過(t1＋t2)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2d＋\f(πL,4)))eq\r(\f(m,2qU))微粒第一次到達(dá)P點(diǎn)；根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，易知再經(jīng)過2(t1＋t2)微粒再一次經(jīng)過P點(diǎn)；……所以經(jīng)過時(shí)間t＝(2k＋1)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2d＋\f(πL,4)))eq\r(\f(m,2qU))，k＝0,1,2，…微粒經(jīng)過P點(diǎn)。答案：(1)eq\r(\f(2qU,m))(2)E＝eq\f(4U,L)(3)(2k＋1)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2d＋\f(πL,4)))eq\r(\f(m,2qU))k＝0,1,2，…4.【2015·南通市高三第一次調(diào)研測(cè)試】（16分）如圖所示，足夠大的熒光屏ON垂直xOy坐標(biāo)面，與x軸夾角為30°，當(dāng)y軸與ON間有沿+y方向、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，一質(zhì)量為m、電荷量為-q的離子從y軸上的P點(diǎn)，以速度v0、沿+x軸方向射入電場(chǎng)，恰好垂直打到熒光屏上的M點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）．現(xiàn)撤去電場(chǎng)，在y軸與ON間加上垂直坐標(biāo)面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，相同的離子仍以速度v0從y軸上的Q點(diǎn)沿+x軸方向射入磁場(chǎng)，恰好也垂直打到熒光屏上的M點(diǎn)，離子的重力不計(jì)．求：（1）離子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1；（2）P點(diǎn)距O點(diǎn)的距離y1和離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度大小a；（3）若相同的離子分別從y軸上的不同位置以速度（，k為常數(shù)）、沿+x軸方向射入磁場(chǎng)，離子都能打到熒光屏上，k應(yīng)滿足的條件．【答案】（1）（2）（3）【解析】

試題分析：（1）設(shè)離子垂直打到熒光屏上的M點(diǎn)時(shí)，沿y方向的分速度大小為vy，在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度為a1，則 （1分） （1分） （1分）解得 （1分）（3）如圖所示，設(shè)從縱坐標(biāo)為y處射入磁場(chǎng)的離子，恰好能打到熒光屏上，對(duì)應(yīng)的圓周運(yùn)動(dòng)半徑為r0，則 （1分）此離子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度，設(shè)運(yùn)動(dòng)半徑為r，則 （1分）為使離子能打到熒光屏上應(yīng)滿足 （1分）而 （1分）解得 （2分）考點(diǎn)：帶點(diǎn)粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)13（1）要使小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，必須滿足

F電=Eq=mAg

所以

=2×103N/C

方向豎直向上