1、高中物理静电场- 1 -高中物理静电场练习题1、如图所示，中央有正对小孔的水平放置的平行板电容器与电源连接，电源电压为 U。将一带电小球从两小孔的正上方 P 点处由静止释放，小球恰好能够达到 B 板的小孔 b 点处，然后又按原路返回。那么，为了使小球能从 B 板的小孔 b 处出射，下列可行的办法是（ ）A.将 A 板上移一段距离B.将 A 板下移一段距离C.将 B 板上移一段距离D.将 B 板下移一段距离2、如图所示，A、B、C、D、E、F 为匀强电场中一个正六边形的六个顶点，已知 A、B、C 三点的电势分别为 1V、6V 和 9V。则 D、E、F 三点的电势分别为（ ）A、+7V 、+2V
2、和+1V B、+7V、+2V 和1VC、-7V、-2V 和 +1V D、+7V 、-2V 和1V3、质量为 m、带电量为-q 的粒子（不计重力） ，在匀强电场中的 A 点以初速度 0 沿垂直与场强 E 的方向射入到电场中，已知粒子到达 B 点时的速度大小为 2 0，A、B 间距为 d，如图所示。则（1）A、B 两点间的电势差为（ ）A、 B、qU23qmUA23C、 D、mABAB（2）匀强电场的场强大小和方向（ ）A、 方向水平向左 B、 方向水平向右qdE21 qdmE21C、 方向水平向左 D、 方向水平向右m2 24、一个点电荷从竟电场中的 A 点移到电场中的 B 点，其电势能变化为零
3、，则（ ）A、A、B 两点处的场强一定相等 B、该电荷一定能够沿着某一等势面移动C、A、B 两点的电势一定相等 D、作用于该电荷上的电场力始终与其运动方向垂直5、在静电场中（ ）A.电场强度处处为零的区域内，电势也一定处处为零B.电场强度处处相等的区域内，电势也一定处处相等C.电场强度的方向总是跟等势面垂直D.沿着电场线的方向电势是不断降低的6、一个初动能为 EK 的带电粒子，沿着与电场线垂直的方向射入两平行金属板间的匀强电场中，飞出时该粒子的动能为 2EK，如果粒子射入时的初速度变为原来的 2 倍，那么当它飞出电场时动能为（ ）A、4E K B、4.25E K C、5E K D、8E KAB
4、abPm、q。U+-ABCDEFEA 0B高中物理静电场- 2 -7、如图所示，实线为一簇电场线，虚线是间距相等的等势面，一带电粒子沿着电场线方向运动，当它位于等势面 1 上时，其动能为 20eV，当它运动到等势面 3 上时，动能恰好等于零，设 2=0，则，当粒子的动能为 8eV 时，其电势能为（ ）A、12eV B、2eV C、10eV D、0 8、如图 107 所示，在两电荷+Q 1 和-Q 2 连线的延长线上有 a、b、c 三点，测得 b 点的场强为零。现将一个检验电荷+q 从 a 点沿此直线经过 b 点移到 c 点，在次过程中检验电荷+q 的电势能变化情况为（ ）A、不断增加 B、不断
5、减少C、先增加后减少 D、先减少后增加9、平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板之间有一个正电荷（电荷量很小）固定在P 点，以 E 表示极板之间的电场强度，U 表示电容器两极板间的电势差，W 表示正电荷在 P 点的电势能。若保持负极板不动，将正极板移动到图中虚线位置，则（ ）A、U 变小，E 不变 B、E 变大，W 变大 C、U 变小，W 变小 D、U 不变， W 不变10、一个金属小球，原来不带电，现沿球的直径延长线放置一个均匀的带电细棒 MN，如图所示。金属球上的感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c 三点场强大小分别为 Ea、E b、E c，三者相比（ ）A、E a 最大
6、B、E b 最大 C、E c 最大 D、E a=Eb=EC 二、填空题11、如图所示，是一个平行电容器，其电容为 C，带电量为 Q，上板带正电。现将一个试探电荷 q 由两极板间的 A 点移动到 B 点，如图所示，A、B 两点之间的距离为 S，连线 AB 与极板的夹角为 30。则电场力对试探电荷做的功为 。13、在光滑水平面上有一个质量为 m=1.010-3kg、电荷量 q=1.010-10C 的带正电小球。静止在 O 点，以 O 点为原点，在该平面内建立直角坐标系 Oxy。现突然加一沿着 x 轴正方向、场强大小为E=2.0106V/m 的匀强电场，使小球开始运动，经过 1.0s 所加电场突然变
7、为沿着 y 轴正方向、大小仍为 E=2.0106V/m 的匀强电场，再经过经过 1.0s 所加电场突然变为另一个匀强电场，使小球在此电场作用下经过 1.0s 速度变为零，求此电场的方向及速度变为时小球的位置。P+M Na b c 图 107+Q1 -Q2 。 。 。a b c1 23 4AB） 30 d+ + + + + + + 高中物理静电场- 3 -参考答案1、D解题分析：小球进入极板之前作自由落体运动，进入极板后在电场力和重力的共同作用下做匀减速运动，从能的观点看，从 P 点到 b 过程重力做的功等于电场力做的功值，要使小球能通过 b 孔，则要求增加重力做的功才可，因为小球从 a 点到
8、b 点的过程中，电场力做的功跟两板间的电压成正比，跟板间距无关。故应该将 B 板向下移动。2、B解题分析：在匀强电场中，沿着任何方向等间距等电势差，连接 A、C，连接 B、E，两直线相交于 K 点，见图所示，因为 AK=KC，故 K 点的电势为+5V ；连接 F、D 交 BE直线于 R，则由几何知识可知， R2故 UKR=2UBK=2(6-5)V=2 V，所以 R 点的电势为 UR=+3V。因为 KC 与 RD 平行，故 UKC=URD，所以 UD=+7V，U FR=UAK故 UF= -1V URE=UBK，故 UE=+2V故，D、E、F 三点的电势分别为+7V、+2V 和-1V。3、 （1）
9、A。解题分析：由于不计重力，那么粒子从 A 点到 B 点的过程中只有电场力做功，由动能定理可得选项 A 正确。（2）C。解题分析：（2）因为不计粒子的重力，粒子在竖直方向上做匀速直线运动，水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，其加速度大小为： ，则粒子在 B 点时的水平分速度大小为：mqEa 由运动学知识有： 3)(2X tX所以 qEmt由运动学知识 tYtatX32122dY故： 方向水平向左qd214、C解题分析：电场力做功等于电势能的变化，电荷在这一过程中的变化等于零表明电场力做功等于零，并不是电场力不做功，而是电场力做功为零，那么 A、B 两点的电势一定相等。5、CD解题分析：电势
10、和场强是两个不同的物理量，沿着电场强度的方向电势是逐渐降低的，场强的方向是电势降低最快的方向。6、B解题分析：带电粒子从平行金属板一端射入，从另一端射出，若侧移量为 Y，那么这一过程电场力做功为 qEY。由于侧移量 Y 初速度的平方成反比，故，当带电粒子的初速度增大为原来的两倍时，其侧移量变为原来的四分之一，故这种情况下电场力做的功只有前一种情况的四分之一，又由于粒子的初动能是 4 EK，故粒子出射时的动能为 4.25EK7、B解题分析：带电粒子在电场力作用下运动，并且等势面间距相等，由此可知带电粒子到达等势面 2 时动能为 10eV，又因为 2=0，带电粒子在 2 等势面上电势能为零，那么粒
11、子的总能量为10eV，所以，当粒子的动能为 8eV， ，其电势能为 2eV。8、C解题分析：回答本问题的关键之处是判明 b 点的左侧和右侧的电场强度的方向，才可以根据电ABCDEFkR高中物理静电场- 4 -场力做功情况判断出电荷电势能的变化情况。正确解答因为 b 点的场强为零，而 b 点的场强的大小是点电荷+Q 1 和-Q 2 产生的电场的叠加，由点电荷的场强公式 可知，Q 1|Q2|2rKE判断 b 点右侧的场强方向：方法一：设想考察点距离 b 点比较远，那么 Q1、Q 2 相当于紧靠在一起（这与 c 点与两个点电荷之间的距离相比）又因为 Eb=0，故可知 Q1Q2，因此 c 点的合场强方
12、向必然向右，b 点左侧的电场方向必然向左。方法二：设 ab 间的距离为 L，b 点距离 Q1 和 Q2 的距离分别为 r1、r 2，因为 Eb=0 则 221rK 解得： 12122121 )()(LrQrbQa 221)(rLEbQa可见 EQ1a EQ2a，即是说 a 点的场强方向向左。这样+q 从 a 点移到 b 点电场力做负功，从 b 点移到 c 点电场力做正功，由于电场力做功等于电势能的减少，因此，点电荷从 a 点移到 c 点的过程中点电荷的电势能先增加后减少，选项 C 正确。9、A解题分析：平行板电容器充电后与电源断开，电容器所带的电量不变。故极板之间的电场强度不变，由电容器的电容
13、跟极板之间的距离有关，当距离减小时，电容增大，故极板间的电势差相应减小。由于 P 点到负极板的距离不变，则 P 点与负极板之间的电势差保持不变，又因为负极板接地，那么 P 点电势不变，则粒子的电势能也不变。10、C解题分析：金属球处在带电棒产生的电场中，当金属球达到静电平衡时，其内部场强处处为零，即，金属球上感应电荷所激发的电场，在金属球内部任何一点均与带电棒所产生的电场大小相等方向相反，但由于 C 点距离近，带电棒 MN 在 C 点产生的电场大于 a、b 两点处的电场。故，感应电荷在 C 点的场强为最大11、 。解题分析：试探电荷在电容器的匀强电场中，从 A 点移动到 B 点电场力做的功等于
14、dqQSW2试探电荷的电量跟 A、B 两点电势差的乘积，即 ，而场强30sinqEdqUWB，联立可解得 。CUE CdqQS212、解题分析：带电小球在运动过程中，只有重力和电场力做功，因此小球的电势能与机械能守恒，也可以用动能定理求得电场力做功和重力做功的数值关系，进而可以求出小球在最低点时的速度。正确解答：小球运动到最低点时，小球受到的重力和电场力的合力是小球的向心力，设细线长度为 L，由牛顿第二定律有： LmgF2小球从开始运动到左边最大位置，由动能定理有： 0)sin1(cosqELmg高中物理静电场- 5 -从开始到最低点由动能定理有： 21mqElgL解得： )sin1co23(
15、mgF13、解题分析：由牛顿第二定律可得，小球在电场力作用下的加速度大小 2/.0smqEa当场强沿着 X 轴正方向时，经过 1s 小球的速度达到 ，速度方向沿 X 轴正方向，小smatx/2.0球沿 X 方向移动的距离为 ；matx10.21在第 2 秒内，电场方向沿 Y 轴正方向，故，小球在 X 方向上做速度为 的匀速运动，satx/2.0在 Y 方向做初速度为零的匀加速运动，在这 1s 内，又沿 X 方向移动的距离为 ，沿mt.Y 方向上移动的距离为 ，故小球在第 2 秒末达到的位置坐标为maty10.2， 。xx30.211在第 2 秒末，小球在 X 方向的分速度为 ，在 Y 方向的分
16、速度为 ，sx/. smaty/2.0由此可知，小球运动方向与 X 轴成 45 角，要使小球速度变为零，则在第 3 秒内所加电场的方向必须与此方向相反，即指向第三象限，与 X 轴成 225 角，在第 3 秒内小球做匀减速运动，则小球的发生的位移 mttsyx10222故： ， ，s4.5co3 msy20.45in23所以，小球在第 3 秒末的坐标为（ )0.,高中物理静电场- 6 -强化训练1下列公式中，既适用于点电荷产生的静电场，也适用于匀强电场的有场强 E=F/q场强 E=U/d 场强 E=kQ/r2 电场力做功 W=Uq (A) (B) (C) (D)2、已知 A 为电场中一固定点，在
17、 A 点放一电量为 q 的电荷，受电场力为 F，A 点的场强为 E，则A若在 A 点换上q，A 点场强方向发生变化B若在 A 点换上电量为 2q 的电荷，A 点的场强将变为 2EC若在 A 点移去电荷 q，A 点的场强变为零DA 点场强的大小、方向与 q 的大小、正负、有无均无关4 、 两带电小球，电量分别为+q 和 ，固定在一长度为 L 的绝缘细杆的两端，置于电场强度为 E 的匀强电场中，杆与场强方向平行，其位置如图 1048 所示。若此杆绕过 O点垂直于杆的轴线转过 180，则在此转动过程中电场力做的功为（ ）A. 零 B. qLC. qEL2D. qE5.两个相同的金属小球带正、负电荷，固定在一定得距离上，现把它们相碰后放置在原处，则它们之间的库伦力与原来的相比将（ ）A.变小 B.变大 C.不变 D.以上情况均有可能 11 ,若带正电荷的小球只受到电场力作用，则它在任意一段时间内（ ）A. 一定沿电场线由高电势处向低电势处运动B. 一定沿电场线由低电势处向高电势处运动C. 不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动D. 不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动
