静电场总复习(题型归类)

1高二物理（选修3－1）第一章《静电场》总复习例题☆点电荷的场强、电场强度的迭加【例1】图中边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷+q、+q、-q，求该三角形中心O点处的场强大小和方向。☆静电力做功、电势、电势能、电势差【例2】如图所示，将一个电荷量为q=+3×10-10C的点电荷从电场中的A点移到B点的过程中，克服电场力做功6×10-9J。已知A点的电势为A=-4V，求B点的电势和电荷在B点的电势能。[例1]如图中虚线表示等势面，相邻两等势面间电势差相等。有一带正电的粒子在电场中运动，实线表示该带正电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，粒子在a点的动能为20eV，运动到b点时的动能为2eV。若取c点为零势点，则当粒子的电势能为一6eV时，它的动能是（）A.16eVB.14eVC.6eVD.4eV8.某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图所示，可以判定（）A.粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度B.粒子在A点的动能小于它在B点的动能C.粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能D.电场中A点的电势低于B点的电势☆电场线、等势面【例3】如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点。下列说法中正确的是（）A.三个等势面中，等势面a的电势最高B.带电质点一定是从P点向Q点运动C.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小D.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小☆静电平衡【例4】如图所示，在孤立点电荷＋Q形成的电场中，金属圆盘A处于静电平衡状态．若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内，试在圆盘内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线(用实线表示，要求严格作图)ABCOEBEAEC+ABFvabcPQ2【例5】将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不和球壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图所示，说法正确的有()答案CA．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向B．A和B的位置都不变C．A的位置不变，B往右偏离竖直方向D．A往左偏离竖直方向，B的位置不变[例2]如图所示，在真空中，两条长为60cm的丝线一端固定于O点，另一端分别系一质量均为0.1g的小球A和B。当两小球带相同的电荷量时，A球被光滑的绝缘挡板挡住，且使OB线保持与竖直方向成60?角而静止。求：（1）小球所带电荷量；（2）OB线受到的拉力。☆电容器【例6】绝缘金属平行板电容器充电后，静电计的指针偏转一定角度，若减小两极板a、b间的距离，同时在两极板间插入电介质，如图1－8－3所示，则()A．电容器的电势差会减小B．电容器的电势差会增大C．静电计指针的偏转角度会减小D．静电计指针的偏转角度会增大【例7】如图所示，两块较大的金属板A、B相距为d，平行放置并与一电源相连，S闭合后，两板间恰好有一质量为m、带电荷量为q的油滴处于静止状态．以下说法正确的是()A若将上板A向左平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G中有a→b的电流B若将上板A向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G中有b→a的电流C若将下板B向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G中有b→a的电流D．若将S断开，则油滴将做自由落体运动，G中无电流通过[例3]如图所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板之间有一个电荷q处于静止状态。现将两极板的间距变大，则（）A.电荷将向上加速运动B.电荷将向下加速运动C。电流表中将有从a到b的电流D。电流表中将有从b到a的电流☆带电粒子在电场中的运动【例8】如图所示，在点电荷＋Q的电场中有A、B两点，将质子和α粒子分别从A点由静止释放，到达B点时，它们的速度大小之比为多少？【例9】一束电子流在经U＝5000V的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示．若两板间距离d＝1.0cm，板长l＝5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最大能加多大电压？【例10】如图所示，长L＝0.20m的丝线的一端拴一质量为m＝1.0×10－4kg、带电荷量为q＝＋1.0×10－6C的小球，另一端连在一水平轴O上，丝线拉着小球可在竖直平面内做圆周运动，整个装置处在竖直向上的匀强电场中，电场强度E＝2.0×103N/C.现将小球拉到与轴O在同一水平面的A点上，然后无初速地将小球释放，取g＝10m/s2.求：3(1)小球通过最高点B时速度的大小．(2)小球通过最高点时，丝线对小球的拉力大小．[例4]如图所示，离子发生器发射出一束质量为m、电荷量为q的离子，从静止经加速电压U1加速后，获得速度vo，并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U2作用后，以速度v离开电场。已知平行板长为l，两板间距离为d，（重力忽略不计）求：（1）vo的大小；（2）离子在偏转电场中运动的时间t；（3）离子在偏转电场中受到的电场力的大小F；（4）离子在偏转电场中的加速度；。（5）离子在离开偏转电场时的横向速度vx；（6）离子在离开偏转电场时的速度vy的大小；（7）离子在离开偏转电场时的横向偏移量y；（8）离子离开偏转电场时的偏转角θ的正切值tanθ。[例5]如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N。今有一带电质点，自A板上方相距d的P点由静止自由下落（P、M、N在同一直线上），空气阻力忽略不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回。若保持两极间的电压不变，则：①把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回②把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落③把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回④把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落，以上判断正确的是（）A.①②③④B.①②④C.②③④D.①③④[例6]如图所示，M、N是水平放置的一对金属板，其中M板中央有一个小孔O，板间存在竖直向上的匀强电场。AB是一长9L的轻质绝缘细杆，在杆上等间距地固定着l0个完全相同的带正电小球，每个小球的电荷量为q、质量为m，相邻小球距离为L现将最下端小球置于O处，然后将AB由静止释放，AB在运动过程中始终保持竖直。经观察发现，在第4个小球进入电场到第5个小球进入电场这一过程中AB做匀速运动。求：（1）两板间电场强度E；（2）上述匀速运动过程中速度v的大小。[例7]如图所示，在x0的空间中，存在沿x轴正方向的匀强电场E；在x0的空间中存在沿x轴负方向的匀强电场，场强大小也为E。一电子（一e，m）在x＝d处的P点以沿y轴正方向的初速度v0开始运动，不计电子重力。求：（1）电子的x方向分运动的周期；（2）电子运动的轨迹与y轴的各个交点中，任意两个交点的距离。三、针对练习1．电场中有A、B两点，一个点电荷在A点的电势能为1.2×10-8J，在B点的电势能为0.80×10-8J。已知A、4B两点在同一条电场在线，如图所示，该点电荷的电荷量为1.0×10-9C，那么（）A.该电荷为负电荷B.该电荷为正电荷C.A、B两点的电势差UAB=4.0VD.把电荷从A移到B，电场力做功为W=4.0J2．某电场中等势面分布如图所示，图中虚线表示等势面，过a、b两点的等势面电势分别为40V和10V，则a、b联机的中点c处的电势应（）A.肯定等于25VB.大于25VC.小于25VD.可能等于25V3．如图所示，M、N两点分别放置两个等量种异电荷，A为它们联机的中点，B为联机上靠近N的一点，C为联机中垂在线处于A点上方的一点，在A、B、C三点中（）A.场强最小的点是A点，电势最高的点是B点B.场强最小的点是A点，电势最高的点是C点C.场强最小的点是C点，电势最高的点是B点D.场强最小的点是C点，电势最高的点是A点4．AB联机是某电场中的一条电场线，一正电荷从A点处自由释放，电荷仅在电场力作用下沿电场线从A点到B点运动过程中的速度图像如图所示，比较A、B两点电势的高低和场强E的大小，下列说法中正确的（）A.A＞φB，EA＞EBB.A＞φB，EA＜EBC.A＜φB，EA＞EBD.A＜φB，EA＜EB5．如图所示，平行板电容器经开关S与电池连接，a处有一电荷量非常小的点电荷，S是闭合的，a表示a点的电势，F表示点电荷受到的电场力.现将电容器的B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则（）A.a变大，F变大B.a变大，F变小C.a不变，F不变D.a不变，F变小6．如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为a、b和c，a＞b＞c，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知（）A.粒子从K到L的过程中，静电力做负功B.粒子从L到M的过程中，静电力做负功C.粒子从K到L的过程中，电势能增加D.粒子从L到M的过程中，动能减小7．如图所示，在球壳内部球心放置带电荷量＋Q的点电荷，球壳内有A点，壳壁中有B点，壳外有C点，则下列说法正确的是()A．A、B两点场强均为零B．EAEBECC．如果A、C和球心在一条直线上，则A、C两点的场强方向相同D．B点场强方向指向球心8．在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B.下列实验方法中能使验电器箔片张开的是()A．用取电棒(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触B．用取电棒先跟B的外壁接触一下后再跟A接触C．用绝缘导线把验电器跟取电棒的导体部分相连，再把取电棒与B的内壁接触D．使验电器A靠近B9．如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中．导体处于静电平衡时，下列说法正确的是()A．A、B两点场强相等，且都为零B．A、B两点场强不相等5C．感应电荷产生的附加电场EAEBD．当电键S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动10．如图所示，A、B为两个带等量异号电荷的金属球，将两根不带电的金属棒C、D放在两球之间，则下列叙述正确的是()A．C棒的电势一定高于D棒的电势B．若用导线将C棒的x端与D棒的y端连接起来的瞬间，将有从y流向x的电子流C．若将B球接地，B所带的负电荷全部流入大地D．若将B球接地，B所带的负电荷还将保留一部分11．如图所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板，a板接地．P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球；P板与b板用导线相连，Q板接地．开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度α.在以下方法中，能使悬线的偏角α变大的是()A．缩小a、b间的距离B．加大a、b间的距离C．取出a、b两极板间的电介质D．换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质12．如图所示，在平行板电容器正中有一个带电微粒。K闭合时，该微粒恰好能保持静止。在以下两种情况下，各用什么方法能使该带电微粒向上运动打到上极板？①保持K闭合；②充电后将K断开；A.上移上极板MB.上移下极板NC.左移上极板MD.把下极板N接地13．如图1(a)所示，两个平行金属板P、Q竖直放置，两板间加上如图(b)所示的电压．t＝0时，Q板比P板电势高5V，此时在两板的正中央M点放一个电子，速度为零，电子在静电力作用下运动，使得电子的位置和速度随时间变化．假设电子始终未与两板相碰．在0t8×10－10s的时间内，这个电子处于M点的右侧，速度方向向左且大小逐渐减小的时间是()答案DA．0t2×10－10sB．2×10－10st4×10－10sC．4×10－10st6×10－10sD．6×10－10st8×10－10s14．一平行板电容器中存在匀强电场，电场沿竖直方向．两个比荷(即粒子的电荷量与质量之比)不同的带正电的粒子a和b，从电容器边缘的P点(如图所示)以相同的水平速度射入两平行板之间．测得a和b与电容器极板的撞击点到入射点之间的水平距离之比为1∶2，若不计重力，则a和b的比荷之比是()A．1∶2B