静电场难题新题1(含答案)

（2015浙江-16）如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置。工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在金属极板中间，则A乒乓球的左侧感应出负电荷B乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上C乒乓球共受到电场力，重力和库仑力三个力的作用D用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞【答案】D【解析】试题分析：从图中可知金属板右侧连接电源正极，所以电场水平向左，故乒乓球上的电子移动到右侧，即乒乓球的右侧感应出负电荷，A错误；乒乓球右侧带负电，受到的电场力向右，乒乓球左侧带正电，受到的电场力向左，因为左右两侧感应出的电荷量相等，所以受到的电场力相等，乒乓球受到扰动后，最终仍会静止，不会吸附到左极板上，B错误；乒乓球受到重力和电场力作用，库仑力即为电场力，C错误；用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，乒乓球带正电，在电场力作用下，与左极板接触，然后乒乓球带负电，又在电场力作用下，运动到右极板，与右极板接触后乒乓球带正电，在电场力作用下，运动到左极板，如此重复，即乒乓球会在两极板间来回碰撞，D正确；考点：考查了库仑力，静电感应9.(多选)(2014·长春市调研测试)有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的小球，从左上同一点以相同的水平速度先后射入匀强电场中，A、B、C三个小球的运动轨迹如图9所示，A、B小球运动轨迹的末端处于同一竖直线上，则如图运动轨迹对应的过程()图9A．小球A带负电，B不带电，C带正电B．三小球运动的时间tA＝tB＜tCC．小球B和小球C的末动能可能相等D．小球A和小球C的电势能变化绝对值可能相等解析小球水平方向不受力，做匀速运动，竖直方向做匀加速运动，由水平位移公式x＝v0t，因初速度相同，xA＝xB＞xC，知tA＝tB＞tC，则选项B错误；由竖直位移公式y＝12at2，而yA＜yB，得：aA＜aB；又yA＜yC，tA＞tC，得：aA＜aC，同理aB＜aC，因场强方向向下，可以判定小球A带负电，B不带电，C带正电，则选项A正确；因aB＜aC，得：合力maB＜maC，由动能定理有：F合y＝ΔEk＝Ekt－Ek0，而初动能Ek0＝12mv20相同，又yByC，所以末动能EkC＞EkB，则选项C错误；又电场力做功为qEy，yA＜yC，电荷量q未知，有可能qA＞qC，使qEy有可能相等，即电势能变化绝对值有可能相等，故选项D正确。答案AD0．(多选)(2014·贵州六校联考)如图10所示，一个电荷量为－Q(Q＞0)的点电荷甲，固定在粗糙绝缘水平面上的O点，另一个电荷量为＋q(q＞0)、质量为m的点电荷乙，从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动，到B点时速度减小到最小值v。已知点电荷乙与水平面间的动摩擦因数为μ，A、B间距离为L0，静电力常量为k，则下列说法中正确的是()图10A．O、B间的距离为kQqμmgB．在点电荷甲产生的电场中，B点的场强大小为μmgqC．点电荷乙在A点的电势能小于在B点的电势能D．在点电荷甲产生的电场中，A、B间的电势差UAB＝mv2－mv202q解析因点电荷乙到B点时速度减小到最小值v，说明加速度为零，有kQqr2＝μmg，解得r＝kQqμmg，A对；联立点电荷场强公式得E＝kQr2＝μmgq，B对；点电荷乙由A点向B点运动过程中，电场力对点电荷乙做正功，点电荷乙的电势能必减少，C错；点电荷乙从A点到B点过程中，由动能定理可知W－μmgL0＝12mv2－12mv20，此过程中电场力对点电荷乙做功为W＝qUAB，联立可得UAB＝2μmgL0＋mv2－mv202q，D错。答案AB1.【2015·淮安市高三第五次调研测试物理试题】如图所示，把一个带正电的小球放置在原来不带电的枕形导体附近，由于静电感应，枕形导体的a、b端分别出现感应电荷，则A.枕形导体a端电势高于b端电势B.仅闭合S1，有电子从大地流向枕形导体C.仅闭合S1，有电子从枕形导体流向大地D.仅闭合S2，有正电荷从枕形导体流向大地【答案】B考点：考查了静电感应1.【2015·江苏省扬州中学高三物理开学考试】空间某一静电场的电势在轴上分布如图所示，轴上两点B、C点电场强度在方向上的分量分别是、，下列说法中正确的有（）A．的大小大于的大小B．的方向沿轴正方向C．电荷在点受到的电场力在方向上的分量最大D．负电荷沿轴从移到的过程中，电场力先做正功，后做负功【答案】AD【解析】试题分析：根据Ed，则-图象的斜率表示场强，由图线可知EB＞EC；据图象可知，形成该电场的场源电荷为正电荷，所以B点的场强方向沿x轴的负方向，故A正确，B错误；同理可知O点场强最小，电荷在该点受到的电场力最小，C项错误；据E=qφ可知，负试探电荷沿x轴从B移到C的过程中，电势能先减小再增大，即电场力先做正功，再做负功，故D正确．故选：AD．考点：电场强度；电势及电势能.2．【2015·苏锡常镇四市高三教学情况调研（一）】沿电场中某条直线电场线方向建立x轴，该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图所示，坐标点0、x1、x2和x3分别与x轴上O、A、B、C四点相对应，相邻两点间距相等．一个带正电的粒子从O点附近由静止释放，运动到A点处的动能为Ek，仅考虑电场力作用．则（）（A）从O点到C点，电势先升高后降低（B）粒子先做匀加速运动，后做变加速运动（C）粒子在AB段电势能变化量大于BC段的（D）粒子运动到C点时动能小于3Ek【答案】CD考点：本题考查电场的基本性质4.【2015·江苏省扬州市高三上学期期末考试物理试题】真空中，两个固定点电荷A、B所带电荷量分别为Q1和Q2，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向，电场线上标出了C、D两点，其中D点的切线与AB连线平行，AB连线中点为O，则A．A带正电，B带负电，且Q1Q2B．O点电势比D点电势高C．负检验电荷在C点的电势能大于在D点的电势能D．在C点由静止释放一带正电的检验电荷，检验电荷将沿此电场线运动到D点【答案】ABOCDBA考点：电场线、电场强度，电势能的概念等。6.【2015·淮安市高三第五次调研测试物理试题】回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生质量为m、电荷量为+q的粒子，在加速电压为U的加速电场中被加速。所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率可调，磁场的磁感应强度最大值为Bm和加速电场频率的最大值fm。则下列说法正确的是A．粒子第n次和第n+1次半径之比总是1n︰nB．粒子从静止开始加速到出口处所需的时间为UBRt22C．若fmmqBm2，则粒子获得的最大动能为2222RmfEmkmD．若fmmqBm2，则粒子获得的最大动能为2()2mkmqBREm【答案】BCD考点：考查了回旋加速器12．【江苏省扬州中学2014-2015学年第一学期质量检测高三物理试题】如图所示，带正电的金属圆环竖直放置，AB是轴线上相对于圆心的对称点.某时刻一个电子从A点沿轴线向右运动至B点，此过程中电子运动的v-t图象可能是【答案】ABC9.A10.D11.D12.C13.C14.BC15.D16.解析：(1)6(2)白复写导电上(3)因A接电源正极，根据等量异号电荷等势线的分布可知：f点电势高于d点电势，而电流表指针右偏表明电流从红表笔流进，即接高电势点，亦即电流表红表笔接触在f点．要使指针不偏转，即要求d点的等势点接f点的表笔向低电势点移动，即向右移动．答案：(1)6(2)白复写导电上(3)f右10．解析：(1)设微粒穿过B板小孔时的速度为v，根据动能定理，有qU＝12mv2①解得v＝2qUm(2)微粒进入半圆形金属板后，电场力提供向心力，有qE＝mv2R＝m2v2L②联立①②，得E＝4UL(3)微粒从释放开始经t1射出B板的小孔，则t1＝dv2＝2dv＝2dm2qU③设微粒在半圆形金属板间运动经过t2第一次到达最低点P点，则t2＝πL4v＝πL4m2qU④所以从释放微粒开始，经过(t1＋t2)＝2d＋πL4m2qU微粒第一次到达P点；根据运动的对称性，易知再经过2(t1＋t2)微粒再一次经过P点；……所以经过时间t＝(2k＋1)2d＋πL4m2qU，k＝0,1,2，…微粒经过P点。答案：(1)2qUm(2)E＝4UL(3)(2k＋1)2d＋πL4m2qUk＝0,1,2，…4.【2015·南通市高三第一次调研测试】（16分）如图所示，足够大的荧光屏ON垂直xOy坐标面，与x轴夹角为30°，当y轴与ON间有沿+y方向、场强为E的匀强电场时，一质量为m、电荷量为-q的离子从y轴上的P点，以速度v0、沿+x轴方向射入电场，恰好垂直打到荧光屏上的M点（图中未标出）．现撤去电场，在y轴与ON间加上垂直坐标面向里的匀强磁场，相同的离子仍以速度v0从y轴上的Q点沿+x轴方向射入磁场，恰好也垂直打到荧光屏上的M点，离子的重力不计．求：（1）离子在电场中运动的时间t1；（2）P点距O点的距离y1和离子在磁场中运动的加速度大小a；（3）若相同的离子分别从y轴上的不同位置以速度vky（0y，k为常数）、沿+x轴方向射入磁场，离子都能打到荧光屏上，k应满足的条件．【答案】（1）013mvtqE（2）20152mvyqE2qEam（3）0(233)2qEkmv【解析】试题分析：（1）设离子垂直打到荧光屏上的M点时，沿y方向的分速度大小为vy，在电场中运动的加速度为a1，则0otan30yvv（1分）1qEma（1分）11yvat（1分）解得013mvtqE（1分）（3）如图所示，设从纵坐标为y处射入磁场的离子，恰好能打到荧光屏上，对应的圆周运动半径为r0，则00ocos30rry（1分）此离子进入磁场时的速度vky，设运动半径为r，则2vqBvmr（1分）为使离子能打到荧光屏上应满足0rr（1分）而0qBvma（1分）解得0(233)2qEkmv（2分）考点：带点粒子在复合场中的运动13（1）要使小球在竖直平面内做匀速圆周运动，必须满足F电=Eq=mAg所以=2×103N/C方向竖直向上（2）由功能关系得，弹簧具有的最大弹性势能设小球运动到点时速度为，由功能关系得两球碰后结合为，设的速度为，由动量守恒定律得（3）加电场后，因所以不能做圆周运动，而是做类平抛运动，设经过时间绳子在Q处绷紧，由运动学规律得可得即：绳子绷紧时恰好位于水平位置，水平方向速度变为0，以竖直分速度开始做圆周运动设到最高点时速度为由动能定理得；得在最高点由牛顿运动定律得；求得