电场单元练习.doc

2014届高三物理一轮复习电场单元练习
2013.10.9
一．单项选择题
1．A、B、C三点在同一直线上，AB∶BC＝1∶2，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷．当在A处放一电荷量为＋q的点电荷时，它所受到的电场力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为－2q的点电荷，其所受电场力为(　　)
A．－ B． C．－F D．F
2．如图所示，用绝缘轻质细线悬吊一质量为m、电荷量为q的小球，在空间施加一匀强电场，使小球保持静止时细线与竖直方向成θ角（已知θ满足0<θ<45o），则所加匀强电场的电场强度的最小值为 （ ）
A． B． C． D．
3．如图所示，一个平行板电容器，板间距离为d，当对其加上电压后，A、B两板的电势分别为＋φ和－φ，下述结论不正确的是(　　)
A．电容器两极板间可形成匀强电场，电场强度大小为E＝φ/d
B．电容器两极板间各点的电势，有的相同，有的不同；有正的，有负的，有的为零
C．若只减小两极板间的距离d，该电容器的电容C要增大，极板上带的电荷量Q也会增加
D．若有一个电子水平射入穿越两极板之间的电场，则电子的电势能一定会减小
4．如图所示，实线为电场线，虚线为等势面．一个正电荷在等势面L3时，动能为Ek3＝20 J；运动到L1时，动能为Ek1＝4 J．若以L2为零势面，且不计空气阻力和重力，则当电荷的电势能Ep＝4 J时，其动能为(　　)
A．Ek＝10 J B．Ek＝16 J
C．Ek＝4 J D．Ek＝8 J
E
P
5．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电量很少，可被忽略。一带负电油滴被固定于电容器中的P点。现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，则 （ ）
A．平行板电容器的电容将变小
B．静电计指针张角变小
C．带电油滴的电势能将变大
D．若先将上极板与电源正极的导线断开再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变
6．如图所示，有三个质量相等的分别带正电、负电和不带电的粒子从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度v0先后射入电场中，最后在正极板上打出A、B、C三个点，则 （ ）
A．三种粒子在电场中运动时间相等
B．三种粒子到达正极板时速度相等
C．三种粒子到达正极板时落在A、C处的粒子机械能增大，落在B处粒子机械能不变
D．落在C处的粒子带正电，落在B处的粒子不带电，落在A处的粒子带负电

二．多项选择题
7．如图甲所示，在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出)，O、A、B为轴上三点．放在A、B两点的试探电荷受到的电场力跟试探电荷所带电荷量的关系如图乙所示．以x轴的正方向为电场力的正方向，则(　　)

　甲　　　　　　　　　　乙
A．点电荷Q一定为正电荷 B．点电荷Q在AB之间
C．A点的电场强度大小为2×103 N/C D．同一电荷在A点的电场力比B点的大
8．如图所示，一边长为l的正方形，其中A、B、C三个顶点上分别固定了三个电荷量相等的正点电荷Q，O点为正方形的中心，D点为正方形的另一个顶点．下列判定正确的是(　　)
A．O点和D点的场强方向相同
B．O点和D点的场强方向相反
C．同一试探电荷＋q在D点比在O点受到的电场力大
D．同一试探电荷＋q在D点比在O点受到的电场力小
a
b
9．图中实线是由孤立负点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，以下说法正确的是（ ）
A．能判断带电粒子所带电荷的符号
B．带电粒子在a、b两点的受力方向沿电场线指向右侧
C．带电粒子在a点的速度较大
D．带电粒子在b点的电势能较大
10．将一电荷量为＋Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等．a、b为电场中的两点，则(　　)
A．a点的电场强度比b点的大
B．a点的电势比b点的高
C．检验电荷－q在a点的电势能比在b点的大
D．将检验电荷－q从a点移到b点的过程中，电场力做负功
A
B
O
C
L
11．如图所示，A、B、O、C为在同一竖直平面内的四点，其中A、B、O沿同一竖直线，B、C同在以O为圆心的圆周（用虚线表示）上，沿AC方向固定有一光滑绝缘细杆L，在O点固定放置一带负电的小球．现有两个质量和电荷量都相同的带正电的小球a、b，先将小球a穿在细杆上，让其从A点由静止开始沿杆下滑，后使 b从A点由静止开始沿竖直方向下落．各带电小球均可视为点电荷，则下列说法中正确的是（ ）
A．从A点到C点，小球a做匀加速运动
B．小球a在C点的动能大于小球b在B点的动能
C．从A点到C点，小球a的机械能先增加后减小，但机械能与电势能之和不变
D．小球a从A点到C点的过程中电场力做的功大于小球b从A点到B点的过程中电场力做的功
12．某静电场中的一条电场线与x轴重合，其电势的变化规律如图所示．在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则在－x0～x0区间内(　　)
A．该静电场是匀强电场
B．该静电场是非匀强电场
C．电子将沿x轴正方向运动，加速度逐渐减小
D．电子将沿x轴正方向运动，加速度逐渐增大
三．计算题
13．某静电场中的一条电场线与x轴重合，其电势的变化规律如图所示．在O点由静止释放质量为m，带＋q电荷量的带电微粒以水平初速度v0进入竖直向上的匀强电场中，如图甲所示．今测得微粒进入电场后在竖直方向上的高度y与水平方向的位移s之间的关系如图乙所示．根据题给已知量及图乙给出的信息，不计微粒所受重力，求：
(1)匀强电场的场强大小；
(2)微粒从进入匀强电场到上升到h高度的过程中，电场力做了多少功？
(3)微粒在h高度处的动能多大？

14．真空中存在空间范围足够大的、水平向左的匀强电场。在电场中，若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放，运动中小球速度与竖直方向夹角为37°。现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出，求运动过程中（已知sin37°＝0．6，cos37°=0．8）
（1）小球受到的电场力的大小；
（2）小球从抛出点至最高点的电势能变化量。

15．如图所示，ABCD为竖立放在场强为E＝104 V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的部分是半径为R的半圆环，轨道的水平部分与半圆环相切，A为水平轨道上的一点，而且＝R＝0.2 m．把一质量m＝0.1 kg、带电量q＝10－4 C的小球，放在水平轨道的A点由静止开始释放后，在轨道的内侧运动．(g取10 m/s2)求：
(1)它到达C点时的速度是多大？
(2)它到达C点时对轨道压力是多大？
(3)若让小球安全通过D点，开始释放点离B点至少多远？
16．如图甲所示，真空中水平放置的相距为d的平行金属板板长为L，两板上加上恒定电压后，板间可视为匀强电场．在t＝0时，将图乙中所示的交变电压加在两板上，这时恰有一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从两板正中间以速度v0水平飞入电场．若此粒子离开电场时恰能以平行于两板的速度飞出(粒子重力不计)，求：
(1)两板上所加交变电压的频率f应满足什么条件；
(2) 该交变电压U0的取值范围是什么．

参考答案：
选择题：
1．B 2．A 3．A 4．D 5．D 6．D 7．BCD 8．AD 9．ACD 10．ABD 11．BC 12．BC
计算题
13．解析：(1)小球进入电场后,水平方向做匀速直线运动,经时间t,水平方向,v0t=l, 竖直方向:解得
(2)电场力做功：
(3)由动能定理： 得：
14．解：（1）根据题设条件，电场力大小F=mgtan37° ＝．电场力的方向水平向右 
（2）小球沿竖直方向做匀减速运动，速度为vｙ，   vy=v0－gt 
沿水平方向做初速度为0的匀加速运动，加速度为a， a=g tan37° 
小球上升到最高点的时间t=，此过程小球沿电场方向位移电场力做功 W=Fx＝ 小球上升到最高点的过程中，电势能减少
15．解析：(1)由A点到C点应用动能定理
有Eq(AB＋R)－mgR＝mvC2
解得vC＝2 m/s.
(2)在C点应用牛顿第二定律得：
FN－Eq＝m
得FN＝3 N.
由牛顿第三定律知，
小球在C点对轨道的压力为3 N.
(3)在D点，小球要安全通过必有
mg≤m.
设释放点距B点的距离为s m，由动能定理得：
Eqs－mg2R＝mvD2
16．以上两式联立可得s≥0.5 m.
解：（1）带电粒子在电场中运动时间每经过一个周期，其在垂直于金属板方向的速度变为零，粒子的速度即恢复为入射时状态——平行于金属板，所以交变电压的频率应满足方程，所以
（2）因带电粒子在垂直于金属板方向做单方向的反复的加速、减速运动，每次加速和减速过程中在垂直金属板方向的位移大小都相等，其大小
欲使粒子恰能以平行于金属板的速度飞出，则应有
整理得U0＜（n=1，2。3，……）