高三物理第一学期电场力的性质专题训练

高三物理第一学期电场力的性质专题训练注意事项：本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共120分．考试时间100分钟．1、答题前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的班级、姓名、学号、准考证号等填涂写清楚．第I卷（选择题共31分）一、单项选择题,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确。(3×5)1．如图9—1所示，在正六边形a、c两个顶点各放一带正电的点电荷，电量的大小都是q1，在b、d两个顶点上，各放一带负电的点电荷，电量的大小都是q2，q1q2．已知六边形中心0点处的场强可用图中的四条有向线段中的一条来表示，它是哪一条?()A．E1B．E2C．E3D．E42．一负电荷仅受电场力的作用，从电场中的A点运动到B点．在此过程中该电荷作初速度为零的匀加速直线运动，则A、B两点电场强度EA、EB及该电荷在A、B两点的电势能εA、εB之间的关系为()A．EA=EB，εA=εBB．EA＜EB，εA=εBC．EA=EB，εA＞εBD．EA＜EB，εA＞εB3．如图98所示，在粗糙、绝缘且足够大的水平面上固定着一个带负电荷的点电荷Q．将一个质量为m带电荷为q的小金属块(金属块可以看成质点)放在水平面上并由静止释放，金属块将在水平面上沿远离Q的方向开始运动．则在金属块运动的整个过程中()A．电场力对金属块做的功等于金属块增加的机械能B．金属块的电势能先减小后增大C．金属块的加速度一直减小D．电场对金属块所做的功一定等于摩擦产生的热4．如图所示，a、b是两个带有同种电荷的小球，用绝缘细线悬挂于同一点，两球静止时，它们距水平地面的高度相等，绳与竖直方向的夹角分别为α，β。若同时剪断两根细线，空气阻力不计，两球带电量不变，则（）A.两球a、b同时落地B.球a先落地C.球a水平飞行的距离比b球大D.两球a、b水平飞行的距离相等5.绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a，a的表面镶有铝膜。在a近旁有一个绝缘金属球b，开始时，a、b都不带电，如图所示，现使b带电，则A．b将吸引a，吸住后不放开B．b先吸引a，接触后又把a排斥开C．a、b之间不发生相互作用D．b立即把a排斥开二、多项选择题。在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。(4×4)6．下面关于电场线的说法，其中正确的是A．在静电场中释放的点电荷，在电场力作用下一定沿电场线运动B．电场线的切线方向一定与通过此处的正电荷运动方向相同C．电场线的切线方向一定与通过该点的正电荷的加速度方向相同D．电场线是从正电荷出发到负电荷中止ABF7.如图所示，水平放置的固定圆盘A带电为十Q，电势为零，从盘中心O处释放一质量为m、带电+q的小球，由于电场力的作用，小球最高可竖直上升高度为H的点C，且过点B时速度最大，由此可求出带电圆盘A上的所带电荷十Q形成的电场中（）A．B点场强B．C点场强C．B点电势D．C点电势8．如图6所示，在沿水平方向的匀强电场中有a、b两点，已知a、b两点在同一竖直平面但在不同的电场线上。一个带电小球在重力和电场力作用下由a点运动到b点，在这一运动过程中，以下判断中正确的是A．该带电小球的动能可能不变B．该带电小球运动的轨迹一定是直线C．该带小球做的一定是匀变速运动D．该带电小球在a点的速度可能为零9．如图在纸面内有一匀强电场，一带正电的小球（不计重力）在恒力F作用下沿虚线从A点匀速运动到B点。已知力F和AB间的夹角θ，点A、B间的距离为d，小球带电q，则下列结论正确的是A.场强大小为qFEcosB.A、B两点间的电势差为qFdcosC.带电小球从A点运动到B点的过程中电势能增加了FdcosθD.若带电小球从B点向A点做匀速直线运动，则F必须反向123456789三、实验题。本大题共2小题，共18分。把答案填在题中的空格中。10．在场强为E，方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m的带电小球，电荷量分别为+2q和-q，两小球用长为L的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O点处于平衡状态，如图所示，重力加速度为g，则细绳对悬点O的作用力大小为_______．11..相对太空静止的太空飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子，形成向外发射的粒子流，从而对飞行器产生反冲力使其获得加速度，已知飞行器质量为M，发射的是二价氧离子，每个氧离子质量为m，单位电荷的电量为e，氧离子由静止在加速电压U作用下发射氧离子流，则射出氧离子的速度大小为_______。12、有两条长度为L的细线，每条线的一端都系有质量为m的小球，并用同样长度的细线把两球连接起来，悬于O点，如图所示。当两小球带上等量异种电荷Q，并置于场强为E的水平匀强电场中，两小球连线张紧且小球处于静止。问此场强E至少为多大13．在场强为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一电量为+Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的两条直线和圆周的交点.当把一检验电荷+q放在d点恰好平衡时（如图10-29所示）.（1）匀强电场场强E的大小方向如何（2）检验电荷+q放在点c时，受力Fc的大小方向如何（3）检验电荷+q放在点b时，受力Fb的大小方向如何四、计算题,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。(16+18+12+16)14．(8分)一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图914所示，AB与电场线夹角Ө=30．已知带电微粒的质量m=1.0×10-7kg，电荷量q=1.0×10-10C，A、B相距L=20cm(g=10m／s2)．(1)试说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由．(2)求电场强度的大小和方向．(3)要使微粒从A点运动到B点，微粒进入电场时的最小速度是多大?15．(8分)电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根通过油滴实验测出的．油滴实验的原理如图9—15所示，两块水平放置的平行金属板与电源连接，上、下板分别带正、负电荷，油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而带电，油谪进入上板中央小孔后落到匀强电场中，通过显微镜可以观察到油滴的运动情况，两金属板问的距离为d．忽略空气对油滴的浮力和阻力．(1)调节两金属板问的电势差u，当u=：Uo时，设油滴的质量为m，使得某个油滴恰好做匀速运动．该油滴所带电荷量q为多少?(2)若油滴进入电场时的速度可以忽略，当两金属板问的电势差为u=U时，观察到某个质量为m带电的油滴进入电场后做匀加速运动，经过时间t运动到下极板，求此油滴所带电荷量Q．16．（16分）如图所示，在地球表面附近某处存在这样的电场，当质量为m、带电量为－q的小球从A点从静止释放后，小球恰能在A、B之间往复运动，AB连线长为L且在竖直方向，C为AB连线上一点，当带电小球经过C时速度最大。根据你学过的物理学规律和题中所给的信息，对反映电场本身性质的物理量，你能求得哪些定量结果.17．如图所示，绝缘斜面AC的倾角α=300，AB=BC，A、B之间斜面光滑，B、C之间斜面粗糙，在垂直于斜面的方向上分布着匀强电场，在A、B两点分别放置质量均为m，带电量均为q的小滑块甲和乙（不计两滑块之间的库仑力），当电场方向和图示方向相反时，两滑块释放后都能以相同的加速度下滑．现在图示的情况下释放这两滑块后，滑块乙仍静止，甲和乙碰撞后二者没有分开，为使它们不能到达C点，滑块与斜面间的动摩擦因数μ至少应为多大？(两滑块均可视为质点，g取10m／s2．)123456789BCDABCDADACDBC10．2mg+Eq先以两球整体作为研究对象，根据平衡条件求出悬线O对整体的拉力，再由牛顿第三定律即可求出细线对O点的拉力大小A0qEmgqmgE/11.meU41213.[剖析]由题意知，检验电荷是处在匀强电场和点电荷+Q产生的电场所组成的叠加场中.因此要求检验电荷在电场中某点所受的电场力，首先应确定该点的合场强，要确定合场强，就需要求匀强电场的场强.而题目已经告诉当检验电荷处在d点时恰好平衡，这恰恰是两电场共同作用的结果，据此则问题可解.[解析]（1）由题意可知：21rQqkF○1qEF2○2由F1=F2，所以22rQKErQqkqE，匀强电场方向沿db方向.（2）检验电荷放在c点：222122rQkEEEEc所以22rQqkqEFcc.方向与ac方向成45°角（如图10-30所示）.图10-3014.（1）由于微粒沿AB做直线运动，所以微粒所受外力的合力，应在AB直线上，其受力情况如答图9-1所示，合力F的方向与初速度vA的方向相反，因此微粒做匀减速直线运动。（2）由于qE=mgctgθ则电场强度E=方向水平向左（3）要使微粒由A运动到B，则当vB=0时，微粒进入电场中的速度vA最小，由动能定理可得，代入数据解得vAm=2.8/s15.（1）油滴匀速下落过程中受到电场力和重力平衡，可见所带电茶为负电荷，即q=解得（2）油滴加速下落，若油滴带负电荷，电荷量为Q1，油滴受电场力方向向上，设此时的加速度大小为a，根据牛顿第二定律，得而解得若油滴带正电荷，电荷量为Q2，油滴受电场力方向向下，设此时的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律，得m2g+Q2=m2a2解得Q2=16（14分）小球从A点释放后能在AB之间做往复运动，可以判定电场力方向竖直向上，电场强度方向竖直下（2分）小球在C点时速度最大，说明在该点小球合外力为零，即：（3分）解得C点的电场强度大小为（1分）223lkqqmgEN/C107.14ctgqmgAmmLmg221θsingmdUo1Uogdmq12121tad1212QamdUgm)2(Q221tdgUdmdU)2(22gtdUdm从A→B过程据动能定理得：0ABqUmgl（4分）若取B点的电势0B，则qmglA/（2分）知能求出C点电场强度、AB间电势差和A点的电势.（2分）17、解：当电场方向和图示方向相反时，两滑块释放后都能以相同的加速度下滑．说明滑块乙所受动摩擦力为零,有:F电=mgcos300甲从A到B,a1=gsin300=g/2设AB=BC=S有V1=gS甲、乙相碰有：mV1=2mV2得：V2=V1/2=gS/2从B到C，有：2mgsin300—μ（2mgcos300+2F电）=2ma2得：a2==g/2—2μgcos300而：—V22=2a2S得出：μ=53/24=0.36所以：μ＞0.36