电场叠加资料

试卷第1页，总6页静电场选择题复习资料1．如图所示,空间有一竖直向下的匀强电场,一质量为m、带电荷量为+q的小滑块放在倾角为θ的绝缘斜面上,斜面固定在电场中。滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,电场强度大小E满足关系qE=mg。若滑块与斜面之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则A.将滑块由静止释放,如果μtanθ,滑块将向下滑动B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果μtanθ,则滑块将减速下滑C.用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,若μ=tanθ,则拉力大小应是2mgsinθD.用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动,如果μ=tanθ,则拉力大小应是2mgsinθ2．如图所示,两平行金属极板之间有一匀强电场,金属板长为L,一带电粒子以速度v0垂直于场强方向沿上极板边缘射入匀强电场,刚好贴下极板边缘飞出,如果带电粒子以某一垂直于场强方向的初速度v1射入电场并能从其中射出,当它的竖直位移等于板间距d时,它的水平射程为2L(轨迹未画出)。则粒子进入电场的初速度v1等于A.v0B.√v0C.√v0D.2v0二、双选题：共6题每题6分共36分3．如图所示的电路中,在平行金属板M、N内部的左侧中央P处有一质量为m的带电粒子(重力不计)以水平速度v0射入电场并打在N板的O点.改变R1或R2的阻值,粒子仍以v0射入电场,则A.该粒子带负电B.减小R2,粒子还能打在O点C.减小R1,粒子将打在O点右侧D.增大R1,粒子在金属板间运动的时间不变4．如图甲所示,在绝缘水平面上方的MM'和PP'范围内有电场强度方向水平向右的电场,电场强度大小沿电场线方向的变化关系如图乙所示。一质量为m、带电荷量为+q的小物块(可视为点电荷)试卷第2页，总6页从水平面上的A点以初速度v0向右运动,到达B点时速度恰好为零。若滑块与水平面之间的动摩擦因数为μ,A、B两点间的距离为l,重力加速度为g。则以下判断正确的是A.小物块在运动过程中所受到的电场力一直小于滑动摩擦力B.小物块在运动过程中的中间时刻,速度大小大于C.A、B两点间的电势差为D.此过程中产生的内能为m5．如图所示,一绝缘棒与水平面成α角倾斜放置,电荷量为-q、质量为m的小球套在棒上,小球与棒之间的动摩擦因数为μ。整个装置处在水平向右且与棒及其正投影所确定的平面平行的匀强电场中,电场强度大小为E。在小球沿棒下滑距离L的过程中,小球的动能增加了ΔEk,则该过程中A.小球电势能增加了EqLcosαB.小球的机械能增加了ΔEkC.小球因摩擦产生的内能为μ(Eqsinα+mgcosα)LD.小球受到的摩擦力和电场力做功的代数和等于ΔEk6．如图所示,MPQO为有界的竖直向下的匀强电场,电场强度为E,ACB为光滑固定的半圆形轨道,圆轨道半径为R,A、B为圆水平直径的两个端点,AC为圆弧。一个质量为m、电荷量为-q的带电小球,从A点正上方高为H处由静止释放,并从A点沿切线进入半圆轨道。不计空气阻力及一切能量损失,关于带电小球的运动情况,下列说法正确的是A.小球一定能从B点离开轨道B.小球在AC部分可能做匀速圆周运动C.若小球能从B点离开,上升的高度一定小于HD.小球到达C点的速度可能为零7．空间某区域内存在着电场,电场线在竖直平面上的分布如图所示,一个质量为m、电荷量为q的小球在该电场中运动,小球经过A点时的速度大小为v1,方向水平向右,运动至B点时的速度大小为v2,运动方向与水平方向之间的夹角为α,A、B两点之间的高度差与水平距离均为H,则以下判断中试卷第3页，总6页正确的是A.若v2v1,则电场力一定做负功B.A、B两点间的电势差U=(-)C.小球由A点运动到B点,电场力做的功W=m-m-mgHD.小球运动到B点时所受重力的瞬时功率P=mgv28．如图所示,在地面上方的水平匀强电场中,一个质量为m、电荷量为+q的小球,系在一根长为L的绝缘细线一端,可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径,CD为竖直直径。已知重力加速度为g,电场强度𝑬=。下列说法正确的是A.若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则它运动的最小速度为√B.若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则小球运动到B点时的机械能最大C.若将小球在A点由静止开始释放,它将在ACBD圆弧上往复运动D.若将小球在A点以大小为√的速度竖直向上抛出,它将能够到达B点三、多选题：共2题每题6分共12分9．如图所示,空间中存在一电场强度方向沿x轴正方向的静电场,电场强度大小随x的变化关系为E=kx(x为轴上某点到O点的距离),在O点下方有一长为L的绝缘细线连接A、B两个均带负电荷的小球(可视为质点),A球距O点的距离为L,B球距O点的距离为2L,两球恰好静止且细线处于伸直状态。若两球质量均为m,B球所带电荷量为-q,k=,不计两球之间的静电力作用。则有A.A球所带电荷量为-4qB.绝缘细线对A球的拉力大小为mgC.若将绝缘细线剪断,则剪断的瞬间,A、B两球的加速度大小均为gD.若将绝缘细线剪断,则B球在下落到距O点距离为3L时达到最大速度10．如图所示,一质量m=1×10-6kg、电荷量q=-2×10-8C的微粒以初速度v0竖直向上从A试卷第4页，总6页点射入一水平向右的匀强电场,当微粒运动到比A高2cm的B点时速度大小也是v0,但方向水平向左。已知A、B两点的连线与水平方向的夹角为45°,g取10m/s2,则下列说法正确的是A.从A到B电场力做正功B.从A到B微粒的机械能减小C.A、B两点间的电势差UAB=-10VD.匀强电场的场强E的大小为500V/m参考答案1.B【解析】本题主要考查带电物体在复合场中的运动和受力情况,意在考查考生的分析综合能力和应用数学知识解决物理问题的能力。对滑块进行受力分析可知,当小滑块匀速下滑时,由平衡条件得:(mg+qE)sinθ=μ(mg+qE)cosθ,即μ=tanθ,所以当μtanθ时,滑块由静止释放后是不会向下滑动的,A错误;当μtanθ时,有滑动摩擦力Ff(mg+qE)sinθ,故当给滑块沿斜面向下的初速度时,滑块要减速下滑,B正确;当滑块向上做匀速运动时,有F=(mg+qE)sinθ+μ(mg+qE)cosθ,又因为μ=tanθ,故F=4mgsinθ,C错误;当滑块向下匀速运动时,如果μ=tanθ,则不需要拉力,D错误。2.C【解析】本题考查带电粒子在电场中的运动,意在考查考生对带电粒子在电场中做类平抛运动问题的处理能力。设粒子在电场中的加速度为a。第一次,粒子恰好从下极板的边缘飞出,粒子做类平抛运动,有L=v0t,d=at2,解得:v0=L√。第二次,由类平抛运动的推论知粒子好像是从上极板的中点沿直线飞出,由几何相似可得,粒子飞出电场时竖直方向的位移为y=,可得L=v1t',y==at'2,解得:v1=L√=√v0,故C正确。3.AB【解析】由电场方向和粒子偏转方向知粒子带负电,选项A正确;由于R2与平行金属板相连,所以此支路断路,调节R2对平行板内电场无影响,粒子仍打在O点,选项B正确;当减小R1时,根据串联电路的电压分配关系知,平行板内的电场将增强,所以粒子将打在O点左侧,选项C错误;当增大R1时,试卷第5页，总6页平行板内的电场将减弱,所以粒子将打在O点右侧,粒子在平行板间运动的时间变长,选项D错误.4.AC【解析】本题考查牛顿运动定律与功和能、电场之间的关系,意在考查考生对物理知识的分析综合能力。如果小物块在运动过程中受到的电场力能大于小物块受到的滑动摩擦力,那么随着电场强度E继续增大,小物块将开始做加速运动,速度不会减为零,选项A正确;小物块做加速度逐渐减小的减速运动,则由运动学知识可知,小物块在运动过程中的中间时刻,速度大小要小于v0/2,选项B错误;由动能定理可得qUAB-μmgl=-m,解得UAB=,选项C正确;在此过程中产生的内能应为Q=μmgl,选项D错误。5.AC【解析】本题考查电势能、电场力做功、机械能等概念及功能关系,意在考查考生综合运用知识的能力。小球沿棒下滑距离L的过程中,小球受到的电场力做功为W=-EqLcosα,所以小球电势能增加了EqLcosα,A正确;小球的机械能的增加量等于除重力之外的其他力做功的代数和,B错误;小球因摩擦产生的内能为μ(Eqsinα+mgcosα)L,C正确;小球受到的摩擦力和电场力做功的代数和等于机械能的增加量,D错误。6.BC【解析】本题考查了电场力、牛顿第二定律、运动和力的关系等知识点,意在考查考生的综合应用能力。由题意可知:带电小球从A到C的过程中,由于电场力做负功,而重力做正功,二者间做功的大小关系不确定,故小球也可能不能从B点离开轨道,选项A错误;若二者间做功的大小相等,则小球在AC部分可能做匀速圆周运动,选项B正确;若小球能从B点离开,因电场力做负功,全过程中小球的机械能减小,故上升的高度一定小于H,选项C正确;若小球沿圆周从A到C,到达C点的最小速度为v,则qE-mg=𝑅,故小球能到达C点速度不可能为零,选项D错误。7.AC【解析】本题考查带电粒子在匀强电场中的运动、动能定理的应用、电势差、瞬时功率的定义等知识点,意在考查考生利用动能定理分析带电粒子在电场中运动的逻辑推理能力。选项A中若v2v1,小球的动能减小,但由于重力做正功,电场力一定做负功,故选项A正确;选项B、C中小球由A点运动至B点,由动能定理得:mgH+W=m-m,得电场力做功W=m-m-mgH,由电场力做功W=qU得,A、B两点间的电势差:U=(-)-𝐻,故选项B错误,选项C正确;选项D中小球运动到B点时所受重力与速度方向不同,则其重力的瞬时功率P=mgv2sinα,故选项D错误。试卷第6页，总6页8.BD【解析】本题考查电场中的圆周运动,意在考查考生对电场和圆周运动的综合分析能力。本题是等效“重力”场的问题,即重力和电场力合力等效为“重力”。小球运动到由圆心指向合力方向的位置时速度最大,对称位置速度最小,所以A选项错误;电场力做功等于机械能的变化,B点时电场力做功最多,机械能最大,所以B选项正确;由A点静止释放,先沿合力方向做匀加速度直线运动,所以C选项错误;在等效“重力”场中,小球在A点以大小为√𝑔𝐿的速度竖直向上抛出,可以运动到B点,所以D选项正确。9.ACD【解析】本题考查带电体在电场中的运动问题,意在考查考生的推理能力和分析综合能力。由题意可知,A小球所在处的电场强度大小为EA=k·L=,B小球所在处的电场强度大小为EB=k·2L=,设A小球所带电荷量为qA,将A、B两小球看作一个整体,进行受力分析可得:qA+qEB=2mg,将EA、EB代入可解得:qA=4q,选项A正确;设绝缘细线对A球的拉力大小为FT,对A小球进行受力分析可得:4qEA=mg+FT,解得FT=mg,选项B错误;设剪断绝缘细线后A小球的加速度大小为aA,B小球的加速度大小为aB,则对A小球有:qAEA-mg=maA,代入数据解得aA=g,方向竖直向上;同理可得aB=g,方向竖直向下,所以选项C正确;由题意可知,剪断绝缘细线后,B小球将向下做加速度逐渐减小的加速运动,当B小球受到的合力为零时,B小球的速度达到最大。设当B小球运动到距O点距离为x时达到最大速度,此时有:qEB'=mg,EB'=·x,联立解得:x=3L,选项D正确。10.ACD【解析】本题考查电场力做功、电势差、电场强度等。电场力和重力做功都与路径无关,与初末位置有关。从A到B重力做负功,电场力做正功,微粒的机械能增加,所以A正确,B错误;由A到B,由动能定理得:UABq-mgh=0,得:UAB=-10V,C正确;在匀强电场中,电势差的大小等于电场强度与沿着电场方向上的距离的乘积,由U=Ed,得E=500V/m,D正确