1、高二年上学期物理期末练习二 第十三章电场 1、 库仑定律结合平衡条件的综合应用 如图 1,三个在同一条直线上的点电荷,已知 q1 与 q2 之间的距离为 L1 ,q 2 与 q3 之间 的距离为 L2 ,且每个电荷都处于平衡状态。 (1) 如 q2 为正电荷,则 q1 为 电荷, q3 为 电荷。 (2) 三者电荷量大小之比是 : : 。 2、 电场强度 在真空中 O 点放一个点电荷 Q = +1.010- 9 C,直线 NM 通过 O 点,OM 的距离 r = 30 cm,M 点放一个点电荷 q =-1.010-10 C,如图 2 所示, 求: (1) q 在 M 点受到的作用力。 (2)
2、M 点的场强。 (3) 拿走 q 后 M 点的场强。 (4) M、N 两点的场强哪点大? (5) 如果把 Q 换成- 1.010- 9 C 的点电荷,情况如何? 3、 带电体的非平衡问题 在光滑的绝缘水平面上 A、B 两点分别放着质量为 m 和 2m 的两个带电小球 QA 和 QB ,将 两个小球同时释放,已知刚释放时 QA 的加速度为 a ,经过一段时间后,Q B 的加速度大小 是 a ,且此时 QB 的速度大小为 V。此时 QA 的速度和加速度各是多大? 4、 电场线 如图 3 所示,一电子沿等量异种电荷的中垂线由 AOB 匀速飞过, 电子重力不计,则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是
3、( ) A、 先变大后变小,方向水平向左 B、 先变大后变小,方向水平向右 C、 先变小后变大,方向水平向左 D、 先变小后变大,方向水平向右 5、 电场力的功 如图 4,O 是一固定的点电荷,另一点电荷 P 从很远处以初速度 V0 射入点电荷 O 的电场, 在电场力作用下的运动轨迹是曲线 MN。a 、b、c 是以 O 为中心,R a、R b、 Rc 为半径画 出的三个圆,R cR b = Rb R a 。1、2、3、4 为轨迹 MN 与三个圆的一些交点。以 W12 表示点电荷 P 由 1 到 2 的过程中电场力做的功的大小,W 34 表示由 3 到 4 的过 程中电场力做的功的大小,则( )
4、 A、W 12 = 2 W34 B、W 12 2 W34 C、P、O 两电荷可能同号,也可能异号 D、P 的初速度方向的延长线与 O 之间的距离可能为零 6、电势差、电势的计算及电势高低的判断 有一带电荷量 q = 310 -6C 的点电荷,从电场中的 A 点移到 B 点时,克服电场力做功 610-4 J。从 B 点移到 C 点时电场力做功 910-4 J。问: (1) AB、BC、CA 间电势差各为多少? (2) 如以 B 点电势为零,则 A、C 两点的电势各为多少? 7、 依带电粒子与运动轨迹和电场线(或等势面)来判断有关问题 图 5 中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚 线是
5、某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b 是轨 迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此 图可作出正确判断的是( ) A、 带电粒子所带电荷的符号 B、 带电粒子在 a、b 两点的受力方向 C、 带电粒子在 a、b 两点的速度何处较大 D、 带电粒子在 a、b 两点的电势能何处较大 8、等势面与电场线的关系 图 6 中的 A、B、C 三点是匀强电场中的三点,它们的电 势分别为 A = -5V, B = 9V, C = 2V,试在图中画 过 A、B、C 点的三条等势线,并画出一条过 C 点的电场线。 9、平行板电容器的动态分析 如图 7,电容器的 N 板接地,在其两板间的 P
6、点固定 一 个带负电的点电荷,分析以下过程后,电容器的电荷 量 Q、两极间的电压 U、两极间的场强 E,P 点的电势 、负电荷在 P 点的电势能 EP 各如何变化? (1) S 接通后再将 M 板上移一小段距离。 (2) S 接通后再断开,再将 N 板上移一小段距离。 10、 带电粒子在电场中的直线运动 如图 8,水平放置的 A、B 两平行板相距 h,上板 A 带 正电。现有质量为 m、电荷量为+q 的小球在 B 板下方 距离为 H 处,以初速度 V0 竖直向上从 B 板小孔进入板 间电场,欲使小球刚好打到 A 板,A、B 间电势差 UAB 应为多大? 11、 带电粒子在电场中的偏转 如图 9
7、,水平放置的两平行金属板,板长 l 为 10cm,两极板相距 d 为 2 cm,一 束电子以 V0 =4107 m/s 的初速度从两板中央水平射入板间,然后从板间飞出 射到距板 L 为 45 cm,宽 D 为 20 cm 的荧光屏上(不计重力,荧光屏中点在两 板间的中心线上,电子质量 m = 9.110 - 31kg , 电量 e = 1.610 - 19C) ,求: (1) 电子飞入两板前所经历的加速电场的电压 是多大? (2) 为了使带电粒子能射中荧光屏所有位置, 两板间所加电压应取什么范围? (答案:(1)4.5510 3V;(2)-364V 到 364V) 12、 静电感应和静电平衡
8、如图 10,实心金属球 A 半径为 R,带电量为 Q。点电 荷 B 带电量为 q。B 与 A 球的球心间的距离为 r。当 B 不存在而只有 A 存在且 达到静电平衡时,电荷 Q 在球心 O 处的电场强度等于 。当点电荷 B 也 同时存在并达到静电平衡时,球心 O 处的电场强度等于 ,金属球上的电 荷在球心 O 处产生的场强的大小等于 。 13、 其它问题 (1) 一半径为 R 的绝缘球壳上均匀地带有电量为+Q 的电荷,另一电量为+q 的点电荷放在球心 O 上,由于对称性,点电荷所受的力为零,现在球壳 上挖去半径为 r(r R)的一个小圆孔,则此时置于球心的点电荷所受 力的大小为 , (已知静电
9、系数为 k)方向 。 (2) 如图 11 是匀强电场中的一组等势面,若 A、B、C、D 相邻两点间距离都是 2 cm,则该 电场的场强为 V/m,到 A 点距离为 1.5 cm 的 P 点电势为 V。 (3) 如图 12,在匀强电场中,将一质量为 m,带电量为 q 的带 电小球,由静止释放,带电小球运动轨迹为一直线,该直线 与竖直方向夹角为 ,不能忽略小球的重力,则匀强电场 的场强大小为( ) A、唯一值是 mgtan/q B、最大值是 mgtan/q C、最小值是 mgsin/q C、最小值是 mgcos/q (4) 图 13 中实线为电场线,虚线为等势面,已知相邻两等势面 间电势差相等。有一正电荷在等势面 L3 处的 动能为 20J,运动到 L1 处的动能为零。若取 L2 为零势面,则当此电荷的电势能为 6J 时, 它的动能是(不计重力和空气阻力) ( ) A、16 J B、14 J C、6 J D、4 J