静电场单元练习(带答案)

-1-静电场单元练习一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）1.竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，小球A、B带有同种电荷．现用指向墙面的水平推力F作用于小球B，两球分别静止在竖直墙和水平地面上，如图所示．如果将小球B向左推动少许，当两球重新达到平衡时，与原来的平衡状态相比较（）A.推力F将变大B.竖直墙面对小球A的弹力变大C.地面对小球B的支持力不变D.两小球之间的距离不变2.如图所示，一绝缘细线0a下端系一轻质带正电的小球a（重力不计），地面上固定一光滑的绝缘1/4圆弧管道AB，圆心与a球位置重合，一质量为m、带负电的小球b从A点由静止释放，小球a由于受到绝缘细线的拉力而静止，其中细线O'a水平，Oa悬线与竖直方向的夹角为θ，当小球b沿圆弧管道运动到a球正下方B点时对管道壁恰好无压力，在此过程中（a、b两球均可视为点电荷）（）A.b球所受的库仑力大小为2mgB.b球的机械能逐渐减小C.水平细线的拉力先增大后减小D.悬线Oa的拉力先增大后减小3.有两个完全相同的绝缘金属小球AB，A带的电量为Q，B带的电量为-，它们间的距离r远大于小球的半径，相互作用力为F．现将两个小球接触一下后放回原处，则相互作用力变为（）A.B.C.D.4.如图所示，Q1、Q2为两个等量同种正点电荷，在Q1、Q2产生的电场中有M、N和O三点，其中M和O在Q1、Q2的连线上（O为连线的中点），N为两电荷连线中垂线上的一点，则下列说法中正确的是（）A.O点电势等于N点电势B.O点场强一定大于M点场强C.将一个负点电荷从M点移到N点，电场力对其做负功D.若将一个正点电荷分别放在M、N和O三点，则该点电荷在O点时电势能最大5.如图，在点电荷-q的电场中，放着一块带有一定电量、电荷均匀分布的绝缘矩形薄板，MN为其对称轴，O点为几何中心．点电荷-q与a、O、b之间的距离分别为d、2d、3d．已知图中a点的电场强度为零，则带电薄板在图中b点处产生的电场强度的大小和方向分别为（）A.，水平向右B.，水平向左C.+，水平向右D.，水平向右-2-6.将头发微屑悬浮在蓖麻油里并放到电场中，微屑就会按照电场强度的方向排列起来，显示出电场线的分布情况，如图所示．图甲中的两平行金属条分别带有等量异种电荷，图乙中的金属圆环和金属条分别带有异种电荷．比较两图，下列说法正确的是（）A.微屑能够显示出电场线的分布情况是因为微屑都带上了同种电荷B.在电场强度为零的区域，一定没有微屑分布C.根据圆环内部区域微屑取向无序，可知圆环内部电场为匀强电场D.根据圆环内部区域微屑取向无序，可知圆环内部各点电势相等7.如图，电子在电势差为U1的电场中加速后，垂直进入电势差为U2的偏转电场，在满足电子能射出的条件下，下列四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是（）A.U1变大，U2变大B.U1变小，U2变大C.U1变大，U2变小D.U1变小，U2变小8.在下图四种电场中，分别有a、b两点．其中a、b两点的电势不相等，场强相同的是（）A.甲图：与点电荷等距的a、b两点B.乙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C.丙图：点电荷与带电平板形成的电场中离平板不远的a、b两点D.丁图：匀强电场中的a、b两点二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）9.图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹．粒子先经过M点，再经过N点．可以判定（）A.M点的电势小于N点的电势B.粒子带正电，M点的电势大于N点的电势C.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D.粒子在M点的电势能大于在N点的电势能-3-10.一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C点运动到D点，其v-t图象如图所示，则下列说法中正确的（）A.A点的电场强度一定大于B点的电场强度B.CD间各点电场强度和电势都为零C.粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能D.AB两点间的电势差大于CB两点间的电势差11.如图所示，是电视机显像管主聚焦电场中的电场线分布图，中间一根电场线是直线，电子从O点由静止开始只在电场力作用下运动到A点，取O点为坐标原点，沿直线向右为x轴正反向．在此过程中关于电子运动速度v、加速度a随时间t的变化，电子的动能Ek、运动径迹上电势φ随位移x的变化曲线，下列可能正确的是（）A.B.C.D.三、计算题（本大题共5小题，共56.0分）12、如图所示，有一水平方向的匀强电场，场强大小为900N/C，在电场内一水平面上作半径为10cm的圆，圆上取A、B两点，AO沿E方向，BO⊥OA，另在圆心处放一电量为10-9C的正点电荷，则A处场强大小EA=______N/C，B处的场强大小EB=______N/C．13、地面上方存在水平向右的匀强电场，一质量为m带电量为q的小球用绝缘丝线悬挂在电场中，当小球静止时丝线与竖直方向的夹角为θ，此时小球到地面的高度为h．求：（1）匀强电场的场强？（2）若丝线突然断掉，小球经过多长时间落地？14.如图所示，BC是半径为R的圆弧形的光滑且绝缘的轨道，位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E，P为一质量为m，带正电q的小滑块（体积很小可视为质点），重力加速度为g．（1）若小滑块P能在圆弧轨道上某处静止，求其静止时所受轨道的支持力的大小．（2）若将小滑块P从C点由静止释放，滑到水平轨道上的A点时速度减为零，已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ求：①滑块通过圆弧轨道末端B点时的速度大小以及所受轨道的支持力大小②水平轨道上A、B两点之间的距离．-4-15、示波器的示意图如图所示,金属丝发射出来的电子被加速后从金属板的小孔穿出,进入偏转电场.电子在穿出偏转电场后沿直线前进,最后打在荧光屏上.设加速电压11U640V,偏转极板长l=4cm,偏转板间距d=1cm,当电子加速后从两偏转板的中央沿板平行方向进入偏转电场.(1)偏转电压为多大时,电子束打在荧光屏上偏转距离最大(2)如果偏转板右端到荧光屏的距离L=20cm,则电子束最大偏转距离为多少?(3)电子离开偏转电场时的偏转量h和偏转电压2U的比叫做示波器的灵敏度,分析说明可采用哪些方法提高示波器的灵敏度（写出一种方案即可，需要有计算过程）.16.一光滑绝缘细直长杆处于静电场中，沿细杆建立坐标轴x，以x=0处的O点为电势零点，如图（a）所示．细杆各处电场方向沿x轴正方向，其电场强度E随x的分布如图（b）所示．细杆上套有可视为质点的带电环，质量为m=0.2kg，电荷量为q=-2.0×10-6C．带电环受沿x轴正向的恒力F=1.0N的作用，从O点静止开始运动，求：（1）带电环在x=1m处的加速度；（2）带电环运动区间内的电势最低值；（3）带电环动能为0.5J时的位置；（4）带电环电势能是动能3倍时的电势能．-5-2017-2018学年高中物理人教版选修3-1第一章静电场单元练习（带答案）【答案】1.C2.C3.A4.C5.A6.D7.B8.D9.BD10.AC11.BC12.0；1.27×10313.解：（1）对小球列平衡方程qE=mgtanθ所以．（2）丝线断后小球的加速度为由得答：（1）匀强电场的场强．（2）若丝线突然断掉，小球经过时间落地．14.解：（1）受力如图，滑块在某点受重力、支持力、电场力平衡，有：F=，由牛顿第三定律得：FN=F=（2）①小滑块从C到B的过程中，设滑块通过B点时的速度为vB，由动能定理得：mgR-qER=m代入数据解得：vB=通过B前，滑块还是做圆周运动，由牛顿第二定律得：F支-mg=m，由牛顿第三定律得：F压=F支代入数据解得：F压=3mg-2qE（3）令A、B之间的距离为LAB，小滑块从C经B到A的过程中，由动能定理得：mgR-qE（R+LAB）-μmgLAB=0解得：LAB=答：（1）滑块通过B点时的速度大小为；（2）滑块通过B点前瞬间对轨道的压力3mg-2qE；（3）水平轨道上A、B两点之间的距离．15.解：【解析】(1)要使电子束打在荧光屏上偏转距离最大,电子经偏转电场后必须从下板边缘出来.电子在加速电场中,由动能定理-6-2012mveU(2分)①得,电子进入偏转电场时的初速度120eUmv(1分)②,在偏转电场的飞行时间01lvt(1分)③,加速度2eUeEmmda(1分)④,要使电子从下极板边缘出来,应有22222102112242eUlUlddUmdvat(3分)⑤解得偏转电压2205UV(2分)⑥(2)电子束打在荧光屏上最大偏转距离22dyy(2分)⑦由于电子离开偏转电场的侧向速度201eUlymdvvat(1分)⑧电子离开偏转电场到荧光屏的时间02Lvt(1分)⑨222102220eUlLUlLydUmdvyvt.05m(1分)⑩电子最大偏转距离220dyy.055m.(1分(3)根据⑤可知2214UldUh则h/22Ul/4dU(2分可知:增大l、减小d、减小1U都可以提高灵敏度分)16.解：（1）由图可知：E=（x+2）×105N/C，可知带电环受到的电场力：FE=Eq=（x+2）×10-5×2×10-6=0.2x+0.4N带电环受到的合外力：F合=F-Eq=1-（0.2x+0.4）N=0.6-0.2x当x=1m时，F合=0.6-0.2x=（0.6-0.2）N=0.4N由F=ma得：（2）因为沿电场线方向电势降低，所以当带电环沿x轴正方向运动到了最远处电势最低点．由动能定理得：解得x=6m由E-x图象可知：U0-Umin=0-[（2+8）×105×6]/2=-3×106V（3）当W合=0.5J时，带电环动能为0.5J，由解得x=1m或x=5mW（4）带电环电势能是动能3倍的位置，即W合：WEq=1：3即解得x=3.5m-7-x=3.5m处的电势能为EP=Uxq答：（1）带电环在x=1m处的加速度2m/s2；（2）带电环运动区间内的电势最低值为-3×106V；（3）带电环动能为0.5J时的位置为3.5m；（4）当带电环电势能是动能3倍时的电势能为2.625J．【解析】1.解：A、B、C以A球为研究对象，分析受力，作出力图如图1所示．设B对A的库仑力F与墙壁的夹角为θ，由平衡条件得竖直墙面对小球A的弹力为：N1=mAgtanθ，将小球B向左推动少许时θ减小，则竖直墙面对小球A的弹力N1减小．故B错误．再以AB整体为研究对象，分析受力如图2所示，由平衡条件得：F=N1N2=（mA+mB）g则F减小，地面对小球B的支持力一定不变．故A错误，C正确．D、由上分析得到库仑力F库=，θ减小，cosθ增大，F库减小，根据库仑定律分析得知，两球之间的距离增大．故D错误．故选C先以A球为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件分析墙壁对A的弹力如何变化，再以AB整体为研究对象，根据平衡条件分析F如何变化和地面对小球B的弹力的变化．由库仑定律分析两球之间的距离如何变化．本题运用隔离法和整体法结合分析动态平衡问题，关键是确定研究对象（往往以受力较少的物体为研究对象），分析受力情况．2.解：AB、小球b在运动过程中受重力、库仑力以及弹力作用，由于库仑力和弹力不做功，只有重力做功，则可知，小球机械能守恒，由机械能守恒定律可知，mgR=mv2；而在最低点时恰好无压力，则有：F库-mg=m，联立解得：F库=3mg，故AB错误；CD、对球a分析可知，球a受两绳子的拉力以及库仑力的作用而处于平衡，由图可知，随着小球b的下落，库仑力与水平方向上的夹角越来越大，由于两绳子拉力的方向不变，而两力的合力始终等于库仑力，大小保持不变；球在A点时，此时oa没有拉力，水平细线的拉力等于库仑力；整过程中库仑力大小不变，过a点以库仑力大小为半径作圆弧，则平行四边形的另一顶点在圆弧上，图中1、2、3分别对应夹角增大过程中的平行四边形图；则由图可知，水平细线上的拉力先增大后减小；而Oa绳的拉力一直增大．故D错误，C正确．故选：C．分析物体的受力以及各力做功情况，从而明确机械能是否守恒，再根据功能关系即可明确小球到达B点的速度，再