全品复习方案2020届高考物理一轮复习第7单元静电澄时作业含解析.pdf

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1、静电场课时作业静电场课时作业 课时作业(十九) 第 19 讲 电场的力的性质 时间/40 分钟 基础达标 1.如图 K19-1 所示为无大气层、均匀带有大量负电荷且质量分布均匀的某星球,将一个带电微粒 置于距该星球表面一定高度处并将其无初速度释放,发现微粒恰好能保持静止.若给微粒一个如 图所示的初速度v,则下列说法中正确的是( ) 图 K19-1 A.微粒将做匀速直线运动 B.微粒将做圆周运动 C.库仑力对微粒做负功 D.万有引力对微粒做正功 2. 2018山东临沂一中月考 在如图 K19-2 所示的四种电场中分别标记有a、b两点.其中a、b 两点电场强度大小相等、方向相反的是( ) 图 K1

2、9-2 A.甲图中与点电荷等距的a、b两点 B.乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点 C.丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点 D.丁图中非匀强电场中同一条电场线上的a、b两点 3.(多选) 2018衡水一中月考 某电场的电场线的分布如图 K19-3 所示,一个带电粒子仅在静电 力作用下由M点沿图中虚线所示的路径运动通过N点.下列判断正确的是 ( ) 图 K19-3 A.粒子带正电 B.电场力对粒子做负功 C.粒子在N点的加速度大 D.粒子在N点的电势高 图 K19-4 4.A、B是一条电场线上的两个点,一个带负电的微粒仅在电场力的作用下以一定初速度

3、从A点沿 电场线运动到B点,其速度时间图像如图 K19-4 所示,则这一电场可能是图 K19-5 中的 ( ) 图 K19-5 图 K19-6 5.在场强为E=k(k为静电力常量)的匀强电场中,以O点为圆心,以r为半径作一个圆,在O点固 定一个带电荷量为+Q的点电荷,ac、bd为相互垂直的两条直径,其中bd与电场线平行,如图 K19- 6 所示.若不计试探电荷的重力,则( ) A.把一试探电荷+q放在a点,试探电荷恰好处于平衡状态 B.把一试探电荷-q放在b点,试探电荷恰好处于平衡状态 C.把一试探电荷-q放在c点,试探电荷恰好处于平衡状态 D.把一试探电荷+q放在d点,试探电荷恰好处于平衡状

4、态 技能提升 6. 2018保定质检 如图 K19-7 所示,在正方形四个顶点分别放置一个点电荷,所带电荷量已在图 中标出,则正方形中心处场强最大的是( ) 图 K19-7 图 K19-8 7.如图 K19-8 所示,16 个电荷量均为+q(q0)的小球(可视为点电荷)均匀分布在半径为R的圆周上. 若将圆周上处于P点的一个小球的电荷量换成-2q,则圆心O点处的电场强度的大小为( ) A.B. C.D. 图 K19-9 8. 2018青岛质检 如图 K19-9 所示,绝缘光滑圆环竖直放置,a、b、c为三个套在圆环上可自由 滑动的空心带电小球,已知小球c位于圆环最高点,ac连线与竖直方向成60角,

5、bc连线与竖直方 向成 30角,三个小球均处于静止状态.下列说法正确的是 ( ) A.a、b、c小球带同种电荷 B.a、b小球带异种电荷,b、c小球带同种电荷 C.a、b小球的电荷量的比值为 D.a、b小球的电荷量的比值为 9.如图 K19-10 所示,两根长度相等的绝缘细线的上端都系在水平天花板上,另一端分别连着质量 均为m的两个带电小球P、Q,两小球静止时,两细线与天花板间的夹角均为=30,重力加速度为g. 以下说法中正确的是( ) 图 K19-10 A.细线对小球的拉力大小为mg B.两小球间的静电力大小为mg C.剪断左侧细线的瞬间,P球的加速度大小为 2g D.当两球间的静电力瞬间消

6、失时,Q球的加速度大小为g 10.如图 K19-11 所示,绝缘的水平面上有一质量为 0.1kg 的带电物体,物体与水平面间的动摩擦因 数=0.75,物体恰能在水平向左的匀强电场中向右匀速运动,电场强度E=1103N/C,g取 10m/s2. (1)求物体所带的电荷量; (2)只改变电场的方向,使物体向右加速运动,求加速度的最大值及此时电场的方向. 图 K19-11 挑战自我 11.a、b两个带电小球的质量均为m,所带的电荷量分别为+3q和-q,两球间用一绝缘细线连接,用 长度相同的另一绝缘细线将a悬挂在天花板上,在两球所在的空间有方向向左的匀强电场,电场强 度为E,平衡时两细线都被拉紧,则平

7、衡时两球的位置可能是图 K19-12 中的( ) 图 K19-12 12. 2018郑州外国语学校月考 如图 K19-13 所示,在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O 处固定一点电荷,将质量为m、带电荷量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放,小球 沿细管滑到最低点B时,对管壁恰好无压力.(重力加速度为g) (1)求固定于圆心处的点电荷在AB弧中点处的电场强度大小; (2)若把O处固定的点电荷拿走,加上一个竖直向下、场强为E的匀强电场,带电小球仍从A点由 静止释放,下滑到最低点B时,小球对环的压力为多大? 图 K19-13 课时作业(二十) 第 20 讲 电场的能的性质 时间/40

8、分钟 基础达标 1.对于静电场中的A、B两点,下列说法正确的是( ) A.点电荷在电场中某点受力的方向一定是该点电场强度的方向 B.电势差的公式UAB=,说明A、B两点间的电势差UAB与静电力做功WAB成正比,与移动电荷的 电荷量q成反比 C.根据E=知,电场强度与电场中两点间的距离d成反比 D.若将一正电荷从A点移到B点电场力做正功,则A点的电势高于B点的电势 图 K20-1 2.(多选) 人教版选修 3-1 改编 某静电场的等势面分布如图 K20-1 所示,下列说法中正确的是 ( ) A.A点电场强度方向为曲线上该点的切线方向 B.负电荷在A点的电势能比在C点的电势能小 C.将正电荷由图中

9、A点移到C点,电场力做负功 D.将电荷从图中A点移到B点,电场力不做功 3.如图 K20-2 所示,实线表示电场线,虚线表示带电粒子运动的轨迹,带电粒子只受电场力的作用, 运动过程中电势能逐渐减少,关于它运动到b处时的运动方向与受力方向,正确的是图中的 ( ) 图 K20-2 图 K20-3 4. 2018武汉模拟 如图 K20-3 所示,在某电场中画出了三条电场线,C点是A、B连线的中点.已 知A点的电势A=30V,B点的电势B=-10V,则C点的电势( ) A.C=10V B.C10V C.C0)的两个点 电荷分别固定在a、c两点.静电力常量为k.不计重力.下列说法正确的是 ( ) A.b

10、点的电场强度大小为 B.过b、d点的直线位于同一等势面上 C.在两点电荷产生的电场中,ac中点的电势最低 D.在b点从静止释放的电子到达d点时速度为零 图 K20-8 9.(多选)如图 K20-8 所示,长为L的绝缘轻杆在水平向右的匀强电场中,杆与电场线垂直,杆两端 固定带电小球A和B,初始时处于图中实线位置.现将轻杆向右平移 2L,然后以球B为轴在纸面内 顺时针转动 90到图中虚线位置,杆与电场线平行.在实线位置和虚线位置,A、B两球电势能之和 相同.不考虑带电小球之间的相互作用,则( ) A.A球所带的电荷量绝对值比B球的大 B.A球所带的电荷量绝对值比B球的小 C.从实线位置到虚线位置的

11、过程中,电场力对A球一定做正功 D.从实线位置到虚线位置的过程中,电场力对B球可能做正功 图 K20-9 10. 2018长沙模拟 有一半径为R的均匀带电薄球壳,在通过球心的直线上,各点的场强E随与 球心的距离x变化的关系如图 K20-9 所示.在球壳外空间,电场分布与电荷量全部集中在球心时相 同.已知静电力常量为k,半径为R的球面面积为S=4R2.下列说法正确的是( ) A.均匀带电球壳带电密度为 B.图中r=1.5R C.在x轴上各点中有且只有x=R处电势最高 D.球面与球心间的电势差为E0R 图 K20-10 11.(多选) 2018黑龙江牡丹江一中月考 如图 K20-10 所示,纸面内

12、有一匀强电场,带正电的小球 (重力不计)在恒力F的作用下沿图中虚线由A匀速运动至B,已知力F和AB间的夹角为,A、B 两点间的距离为d,小球带电荷量为q,则下列结论正确的是 ( ) A.电场强度的大小为E= B.A、B两点的电势差为UAB= C.带电小球由A运动至B过程中,电势能增加了Fdcos D.带电小球若由B匀速运动至A,则恒力F必须反向 12.如图 K20-11 所示,在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方高为h的P点固定电荷量为+Q的点 电荷,一质量为m、 带电荷量为+q的物块(可视为质点)从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动, 运动到P点正下方的B点时速度为v.已知点电荷产生的电场

13、在A点的电势为(取无穷远处的电 势为零),PA连线与水平轨道的夹角为 60,重力加速度为g,求: (1)物块在A点时受到轨道的支持力大小; (2)点电荷产生的电场在B点的电势. 图 K20-11 挑战自我 13.如图 K20-12 所示,等量异种点电荷分别固定在水平线上的M、N两点处,O点位于M、N连线中 点B的正上方且与B点之间的距离为L,质量为m、电荷量为+q(可视为点电荷)的小球固定在长度 为L的绝缘轻质细杆的一端,细杆另一端可绕过O点且与M、N连线垂直的水平轴无摩擦转动.现 在把杆拉起到水平位置,由静止释放,小球经过最低点B时速度为v.取O点电势为零,忽略小球所 带电荷量对等量异种电荷

14、所形成的电场的影响,重力加速度为g. (1)求小球在经过B点时对杆的拉力大小; (2)在+Q、-Q形成的电场中,求A点的电势A; (3)小球继续向左摆动,求其在经过与A等高的C点时的速度大小. 图 K20-12 课时作业(二十一) 第 21 讲 电容器、带电粒子在电场中的运动 时间/40 分钟 基础达标 图 K21-1 1.如图 K21-1 所示,将平行板电容器的两极板分别与电池的正、负极相接,两板间一带电液滴恰好 处于静止状态.现紧贴下板迅速插入一个有一定厚度的金属板,则在此过程中( ) A.电路中流过逆时针方向的短暂电流 B.电容器的电荷量减小 C.带电液滴仍保持静止 D.带电液滴向下做加

15、速运动 图 K21-2 2. 人教版选修 3-1 改编 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图 K21-2 所示.下列说 法正确的是( ) A.实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,能使电容器带电 B.实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小 C.实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大 D.实验中,只增加极板带电荷量,静电计指针的张角变大,表明电容增大 图 K21-3 3.如图 K21-3 所示,一带电小球悬挂在竖直放置的平行板电容器内,当开关 S 闭合,小球静止时,悬 线与竖直方向的夹角为,则( ) A.当开关 S 断开时,若减小平行板间的距离,则夹角增大

16、 B.当开关 S 断开时,若增大平行板间的距离,则夹角增大 C.当开关 S 闭合时,若减小平行板间的距离,则夹角增大 D.当开关 S 闭合时,若减小平行板间的距离,则夹角减小 图 K21-4 4. 2018衡水调研 平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,两板间有一个固定在P点的正 检验电荷,如图 K21-4 所示.以C表示电容器的电容,E表示两板间的场强,表示P点处的电势,Ep 表示正电荷在P点的电势能.若正极板保持不动,将负极板缓慢向右平移一小段距离x0,则在此过 程中,各物理量与负极板移动距离x的关系图像正确的是图 K21-5 中的( ) 图 K21-5 图 K21-6 5.如图K21

17、-6 所示,水平放置的两平行金属板与一直流电源相连,一带正电的粒子仅在重力和电场 力作用下以某一初速度沿图中直线从A运动到B.现将平行金属板分别以O、O为圆心在平面内向 同一方向旋转相同角度后,带电粒子依旧能够沿直线从A运动到B,则 ( ) A.平行金属板一定顺时针旋转 45 B.平行金属板一定逆时针旋转 45 C.带电粒子电势能一定逐渐增加 D.带电粒子一定做匀变速直线运动 图 K21-7 6.(多选)如图K21-7所示,M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板,板间有匀强电场.质量为m、 所带电荷量为-q的带电粒子以初速度v0由小孔进入电场,当M、N间的电压为U时,粒子恰好能到 达N板.要

18、使带电粒子到达M、N两板间距的处返回,则下列做法中正确的是 ( ) A.使初速度减小为原来的 B.使M、N间电压提高到原来的 2 倍 C.使M、N间电压提高到原来的 4 倍 D.使初速度和M、N间电压都减小为原来的 技能提升 7.如图 K21-8 所示,在竖直放置间距为d的平行板电容器中,存在电场强度为E的匀强电场.有一 质量为m、电荷量为+q的点电荷从两极板正中间由静止释放,重力加速度为g,则点电荷运动到负 极板的过程( ) 图 K21-8 A.加速度大小为a=+g B.所需的时间为t= C.下降的高度为y= D.电场力所做的功为W=Eqd 图 K21-9 8.如图 K21-9 所示,带电粒

19、子由静止开始,经电压为U1的加速电场加速后,垂直于板间电场方向进 入电压为U2的平行板电容器,经偏转后落在下板的中间位置.为使与该粒子相同的带电粒子从相 同的初始位置由静止加速、偏转后能穿出平行板电容器,下列做法中可行的是 ( ) A.保持U2和平行板间距不变,减小U1 B.保持U1和平行板间距不变,增大U2 C.保持U1、U2和下板位置不变,向下平移上板 D.保持U1、U2和下板位置不变,向上平移上板 图 K21-10 9.(多选)如图 K21-10 所示,一平行板电容器连接在直流电源上,电容器的极板水平,两微粒a、b 所带电荷量大小相等、符号相反,使它们分别静止于电容器的上、下极板附近紧贴

20、极板处.现同时 释放a、b,它们由静止开始运动,在随后的某时刻t,a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水 平面,a、b间的相互作用和重力可忽略.下列说法正确的是 ( ) A.a的质量比b的大 B.在t时刻,a的动能比b的大 C.在t时刻,a和b的电势能相等 D.在t时刻,a和b的动量大小相等 图 K21-11 10. 2018长沙雅礼中学月考 如图 K21-11 所示,两块加上电压且水平放置的平行金属板之间有 一个厚度不计的带电金属网,使金属板间形成了上、下两个场强分别为E1、E2(方向均竖直向下) 的匀强电场空间.两个不计重力的带电微粒从离金属网分别为d1、d2的位置处先后水平射入电场 (

21、不考虑两微粒间的库仑力),两微粒的运动轨迹在金属网上相交于同一点.下列说法中错误的是 ( ) A.两微粒一定带异种电荷 B.若两微粒初速度相同,则到达金属网所用的时间相同 C.不改变其他物理量,仅将E1和d1同时减半,两微粒的运动轨迹仍然能相交于同一点 D.若E1E2,d1=d2,则上方微粒的比荷较小 挑战自我 11.(多选) 2018江西师大附中月考 如图 K21-12 所示,直流电源、滑动变阻器、平行板电容器 与理想二极管(正向电阻为0,反向电阻为)连接,电源负极接地.开始时电容器不带电,闭合开关S, 电路稳定后,一带电油滴恰能在电容器中的P点保持静止.在保持开关 S 接通的状态下,下列说

22、法 中正确的是( ) 图 K21-12 A.当滑动变阻器的滑片向上滑动时,带电油滴会向上运动 B.当电容器的上极板向上移动时,带电油滴会向下运动 C.当电容器的下极板向下移动时,P点的电势不变 D.当电容器的下极板向左移动时,P点的电势升高 12. 2018湖北恩施一中模拟 在真空中水平放置的平行板电容器的两极板间有一个带电油滴,电 容器两板间距为d,当平行板电容器两板间的电压为U0时,油滴保持静止状态,如图 K21-13 所示. 当给电容器突然充电使其电压增加U1时,油滴开始向上运动;经时间t后,电容器突然放电使其 电压减少U2,又经过时间t,油滴恰好回到原来位置.假设油滴在运动过程中没有失

23、去电荷,充 电和放电的过程均很短暂,这段时间内油滴的位移可忽略不计.重力加速度为g.求: (1)带电油滴所带电荷量与质量的比值; (2)第一个t与第二个t时间内油滴运动的加速度大小之比; (3)U1与U2之比. 图 K21-13 专题训练(五)A 专题五 带电粒子在电场中运动的综合问题 时间/40 分钟 基础达标 1.(多选)一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中,只受重力、电场力和空气阻力三个力的 作用.若小球的重力势能增加 5J,机械能增加 1.5J,电场力做功 2J,则 ( ) A.重力做功 5JB.电势能减少 2J C.空气阻力做功 0.5J D.动能减少 3.5J 图 Z5-1 2

24、.(多选) 2018泰安一模 如图 Z5-1 所示,竖直向上的匀强电场中,一竖直绝缘轻弹簧的下端固 定在地面上,上端连接一带正电小球,小球静止时位于N点,弹簧恰好处于原长状态.保持小球带的 电荷量不变,现将小球提高到M点由静止释放,则释放后小球从M运动到N过程中( ) A.小球的机械能与弹簧的弹性势能之和保持不变 B.小球重力势能的减少量等于小球电势能的增加量 C.弹簧弹性势能的减少量等于小球动能的增加量 D.小球动能的增加量等于电场力和重力做功的代数和 图 Z5-2 3.如图 Z5-2 所示,在竖直向上的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球, 另一端固定于O点,小球在竖直

25、平面内做匀速圆周运动,最高点为a,最低点为b.不计空气阻力,则 下列说法正确的是( ) A.小球带负电 B.电场力跟重力平衡 C.小球在从a点运动到b点的过程中,电势能减小 D.小球在运动过程中机械能守恒 图 Z5-3 4.(多选)如图 Z5-3 所示,竖直平面内有A、B两点,两点的水平距离和竖直距离均为H,空间存在水 平向右的匀强电场.一质量为m的带电小球从A点以水平速度v0抛出,经一段时间竖直向下通过B 点.重力加速度为g,小球在由A运动到B的过程中,下列说法正确的是( ) A.小球带负电 B.速度先增大后减小 C.机械能一直减小 D.任意一小段时间内,电势能的增加量总等于重力势能的减少量

26、 图 Z5-4 5. 2018吉林调研 真空中,在x轴上的原点处和x=6a处分别固定一个点电荷M、N,在x=2a处由 静止释放一个正试探电荷P,假设试探电荷P只受电场力作用沿x轴正方向运动,得到试探电荷P 的速度与其在x轴上的位置关系如图 Z5-4 所示,则下列说法正确的是( ) A.点电荷M、N一定都是负电荷 B.试探电荷P的电势能一定是先增大后减小 C.点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为 21 D.x=4a处的电场强度一定为零 图 Z5-5 6.(多选) 2018合肥联考 如图 Z5-5 所示,正方体真空盒置于水平面上,它的ABCD面与EFGH面 为金属板,其他面为绝缘材料.ABCD面带

27、正电,EFGH面带负电.从小孔P沿水平方向以相同速率射 入三个质量相同的带正电液滴 1、2、3,它们的落点如图所示,则下列说法正确的是 ( ) A.三个液滴在真空盒中都做平抛运动 B.三个液滴的运动时间一定相同 C.三个液滴落到底板时的速率相同 D.液滴 3 所带电荷量最多 技能提升 7.(多选)在地面附近存在一个有界电场,边界MN将空间分成上、下两个区域、,在区域中 有竖直向上的匀强电场.在区域中离边界某一高度处由静止释放一个质量为m的带电小球A,如 图 Z5-6 甲所示,小球运动的v-t图像如图乙所示,不计空气阻力,则( ) 图 Z5-6 A.小球受到的重力与电场力大小之比为 35 B.在

28、t=5s 时,小球经过边界MN C.在小球向下运动的整个过程中,重力做的功大于克服电场力做的功 D.在 14s 过程中,小球的机械能先减小后增大 8. 2018江西宜春调研 如图 Z5-7 所示,O、A、B、C为一粗糙绝缘水平面上的四点,不计空气阻力, 一电荷量为-Q的点电荷固定在O点,现有一质量为m、电荷量为-q的小金属块(可视为质点)从A 点由静止沿它们的连线向右运动,到B点时速度最大,其大小为vm,小金属块最后停止在C点.已知 小金属块与水平面间的动摩擦因数为,A、B间距离为L,静电力常量为k,重力加速度为g,则 ( ) 图 Z5-7 A.在点电荷-Q形成的电场中,A、B两点间的电势差U

29、AB= B.在小金属块由A向C运动的过程中,电势能先增大后减小 C.O、B间的距离为 D.从B到C的过程中,小金属块的动能全部转化为电势能 9. 2018温州模拟 如图 Z5-8 甲所示,倾角为的光滑绝缘斜面底端固定一带电荷量为Q的正点 电荷.将一带正电小物块(可视为质点)从斜面上A点由静止释放,小物块沿斜面向上滑动至最高点 B处,此过程中小物块的动能和重力势能随位移的变化图像如图乙所示(E1和x1为已知量).已知重 力加速度为g,静电力常量为k,由图像可求出 ( ) 图 Z5-8 A.小物块带的电荷量 B.A、B间的电势差 C.小物块的质量 D.小物块速度最大时到斜面底端的距离 10. 20

30、18济南八校联考 如图Z5-9所示,在E=103V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝 缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆形轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径 R=40cm.一带电荷量q=+110-4C 的小滑块质量为m=40g,与水平轨道间的动摩擦因数=0.2,g取 10m/s2. (1)要使小滑块恰好运动到半圆形轨道的最高点C,滑块应在水平轨道上离N点多远处由静止释放? (2)接(1)问,这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是多大?(P为半圆形轨道中点) (3)接(1)问,小滑块经过C点后最后落地,落地点离N点的距离为多大?落地时的速度为多大? 图 Z5-9 挑战自我

31、 11.质量为M、长度为l的矩形绝缘板放在光滑的水平面上,质量为m、带电荷量的绝对值为q的 物块(视为质点)以初速度v0从绝缘板上表面的左端沿水平方向滑入,绝缘板所在空间有范围足够 大的匀强电场,其场强大小E=(g为重力加速度),方向竖直向下,如图Z5-10所示. 已知物块与绝缘板间的动摩擦因数恒定,物块运动到绝缘板的右端时恰好相对绝缘板静止.若将 匀强电场的方向改为竖直向上,场强大小不变,且物块仍以原初速度从绝缘板左端的上表面滑入, 结果当二者相对静止时,物块未到达绝缘板的右端. (1)当场强方向竖直向下时,求物块在绝缘板上滑动的过程中系统产生的热量; (2)求场强方向竖直向下时与竖直向上时

32、物块受到的支持力大小的比值; (3)当场强方向竖直向上时,求物块相对于绝缘板滑行的距离. 图 Z5-10 专题训练(五)B 专题五 带电粒子在电场中运动的综合问题 时间/40 分钟 基础达标 1.真空中某竖直平面内存在一水平向右的匀强电场,一质量为m的带电微粒恰好能沿如图 Z5-11 所示虚线(与水平方向成角)由A向B做直线运动,已知重力加速度为g,微粒的初速度为v0,则 ( ) 图 Z5-11 A.微粒一定带正电 B.微粒一定做匀速直线运动 C.可求出匀强电场的电场强度 D.可求出微粒运动的加速度 2.(多选)如图 Z5-12 所示,在真空中倾斜平行放置着两块带有等量异号电荷的金属板A、B,

33、一个电 荷量q=1.4110-4C、质量m=1g 的带电小球自A板上的孔P以大小为 0.1m/s 的水平速度v0飞入 两板之间的电场,经 0.02s 后又回到P点,其间未与B板相碰,g取 10m/s2,则( ) 图 Z5-12 A.板间电场强度大小为 100V/m B.板间电场强度大小为 141V/m C.板与水平方向的夹角=30 D.板与水平方向的夹角=45 3.(多选)如图Z5-13所示,光滑绝缘斜面体ABC处于水平向右的匀强电场中,斜面AB的长度为0.5m, 倾角=37,带电荷量为+q、质量为m的小球(可视为质点)以大小为 2m/s 的速度v0沿斜面匀速 上滑.g取 10m/s2,sin

34、37=0.6,cos37=0.8.下列说法中正确的是( ) 图 Z5-13 A.小球在B点的电势能大于在A点的电势能 B.水平匀强电场的电场强度为 C.若电场强度变为原来的 2 倍,则小球运动的加速度大小为 3m/s2 D.若电场强度变为原来的一半,则小球运动到B点时的速度为初速度v0的一半 技能提升 4.(多选)如图 Z5-14 所示,两个带等量正电荷的点电荷分别位于x轴上的P、Q两点,其位置关于 坐标原点O对称,圆弧曲线是一个以O点为圆心的半圆,c点为半圆与y轴的交点,a、b两点为一 条平行于x轴的直线与半圆的交点.下列说法中正确的是( ) 图 Z5-14 A.a、b两点的电势相同 B.a

35、、b两点的场强相同 C.将一个正电荷q沿着圆弧从a点经c点移到b点,其电势能先增大后减小 D.将一个正电荷q放在半圆上的任意一点,两点电荷对q的作用力大小分别是F1、F2,则+为一定 值 5.(多选)如图 Z5-15 所示,光滑的水平轨道AB与半径为R的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点, 水平轨道部分存在水平向右的匀强电场,半圆形轨道在竖直平面内,B为最低点,D为最高点.一质 量为m、带正电的小球从距B点x的位置在电场力的作用下由静止开始沿AB向右运动,恰能通过 最高点,则( ) 图 Z5-15 A.R越大,x越大 B.R越大,小球经过B点后瞬间对轨道的压力越大 C.m越大,x越大 D.m与R

36、同时增大,电场力做功增大 6.在xOy平面内有沿y轴负方向的匀强电场(图中未画出),场强大小为E,由A点斜射出一质量为m、 带电荷量为+q的粒子,B和C是粒子运动轨迹上的两点,如图 Z5-16 所示,其中l0为常数.粒子所受 重力忽略不计.求: (1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功; (2)粒子从A到C过程所经历的时间; (3)粒子经过C点时的速率. 图 Z5-16 7. 2018河北定州中学模拟 如图 Z5-17 所示,两平行金属板A、B长为L=8cm,两板间距离d=8cm,A 板比B板电势高 300V,一电荷量为q=1.010-10C、质量为m=1.010-20kg 的带正电的粒子沿电

37、场 中心线RO垂直于电场线飞入电场,初速度v0=2.0106m/s,粒子飞出电场后经过界面MN、PS间的 无电场区域,然后进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域(设界面PS右侧点电荷的电场分布 不受界面的影响).已知两界面MN、PS相距为 12cm,D是中心线RO与界面PS的交点,O点在中心线 上,距离界面PS为9cm,粒子穿过界面PS后做匀速圆周运动,最后垂直打在放置于中心线上的荧光 屏bc上.(静电力常量k=9.0109Nm2/C2,粒子的重力不计) (1)求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离和到达PS界面时离D点的距离; (2)在图上粗略画出粒子的运动轨迹; (3)确定点电荷Q的电性

38、并求其电荷量. 图 Z5-17 8. 2018河南南阳一中月考 如图Z5-18甲所示,两块导电板水平平行放置,两板间距为d,大量电 子(质量为m,电荷量为e)连续不断地从中点O沿与极板平行的OO方向射入两板之间,当两板不带 电时,这些电子通过两板之间的时间为 3t0,当在两板间加如图乙所示的周期为 2t0、幅值恒为U0 的周期性电压时,所有的电子均能从两板间通过(不计电子重力).求这些电子穿过平行板时距OO 的最大距离和最小距离. 图 Z5-18 挑战自我 9.一个带电荷量q=+110-6C 的物体放在绝缘的水平地面上,如图 Z5-19 甲所示,空间若加上水平 方向的变化电场,其加速度随电场力

39、变化的图像如图乙所示.现从静止开始计时,改用图丙中周期 性变化的水平电场作用.(g取 10m/s2) (1)求物体的质量及物体与地面间的动摩擦因数; (2)在如图丙所示周期性变化的水平电场作用下,求物体在一个周期内的位移大小; (3)在如图丙所示周期性变化的水平电场作用下,求 23s 内电场力对物体所做的功. 图 Z5-19 课时作业(十九) 1.A 解析微粒处于静止状态,受力平衡,说明库仑力和万有引力大小相等,方向相反,由于库仑 力与万有引力都与距离的二次方成反比,所以微粒的高度改变对库仑力和万有引力的二力平衡没 有影响,微粒将做匀速直线运动,A 正确,B 错误;星球对微粒的万有引力向下,库

40、仑力向上,微粒远 离星球时,万有引力对微粒做负功,库仑力对微粒做正功,C、D 错误. 2.C 解析甲图中,与点电荷等距的a、b两点电场强度大小相同,方向不相反,选项 A 错误;乙图 中,根据电场线的疏密及对称性可判断,a、b两点的电场强度大小相等,方向相同,选项 B 错误;丙 图中,两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点电场强度大小相同,方向相反,选 项 C 正确;丁图中,根据电场线的疏密可判断,b点的电场强度大于a点的电场强度,选项 D 错误. 3.AC 解析根据粒子的运动轨迹及电场线的方向可知,粒子带正电,故 A 正确;从M点到N点,静 电力方向与速度方向成锐角,电场力做正功

41、,电势能减小,电势降低,故 B、D 错误;电场线密的地方 电场强度大,电场线疏的地方电场强度小,所以粒子在N点时受力大,加速度大,故 C 正确. 4.A 解析由微粒的vt图像可知,带负电的微粒在电场中做加速度逐渐增大的减速运动,故顺 着电场线运动,且场强增大,只有 A 正确. 5.B 解析点电荷在a点产生的电场强度方向水平向右,大小为Ea=k,与电场E叠加后,合场 强斜向右上方,合场强不为零,故试探电荷受力不平衡,A 错误;点电荷在b点产生的电场强度方向 竖直向下,大小为Eb=k,与电场E叠加后,合场强为零,试探电荷受力平衡,B 正确;在c点的合场 强方向斜向左上方,合场强不为零,试探电荷受力

42、不平衡,C 错误;在d点的合场强方向竖直向上, 合 场强不为零,试探电荷受力不平衡,D 错误. 6.B 解析设正方形顶点到中心的距离为r,根据点电荷的电场强度公式E=k,结合矢量合成 法则可知,A 选项中电场强度EA=0,B 选项中电场强度EB=2k,C 选项中电场强度EC=k,D 选 项中电场强度ED=k,B 正确. 7.C 解析在P点处的小球的电荷量没换成-2q之前,小球均匀分布在半径为R的圆周上,圆心O 处的场强为 0,P点处的小球的电荷量换成-2q后,O点的电场强度为带电荷量为-2q的小球和处于 与P点对称的位置的带电荷量为q的小球在O点产生的电场强度的矢量和,所以EO=+=, 故 C

43、 正确. 8.D 解析对c小球受力分析可知,a、b小球只有带同种电荷才能使c小球受力平衡,对b小球 受力分析可知,b、c小球只有带异种电荷才能使b小球受力平衡,故 A、B 错误;对c小球受力分析, 由平衡条件,可得ksin60=ksin30,又racrbc=1,解得qaqb=9,故C错 误,D 正确. 9.C 解析对P球受力分析,根据共点力平衡条件得,细线的拉力大小T=2mg,静电力大 小F=mg,A、B 错误;剪断左侧细线的瞬间,P球受到的重力和静电力不变,因此两力的 合力与剪断细线前细线的拉力等大反向,根据牛顿第二定律得P球的加速度大小为 2g,C 正确;当 两球间的静电力消失时,Q球开始

44、做圆周运动,将重力沿细线方向和垂直于细线方向分解,由重力 沿垂直于细线方向的分力产生加速度,根据牛顿第二定律得a=g,D 错误. 10.(1)-7.510-4C (2)m/s2 斜向左下方且与水平方向成 37角 解析(1)物体向右匀速运动,则电场力与摩擦力大小相等,方向相反,因摩擦力方向向左,故电场 力方向向右,而电场方向向左,则物体带负电.由Eq=mg 解得q=7.510-4C. (2)设电场方向与水平方向的夹角为,由牛顿第二定律得 Eqcos-(mg-qEsin)=ma 解得a=(cos+sin)-g 由数学知识可知,当=37时,cos+sin有极大值,此时a=m/s2 即电场方向与水平方

45、向的夹角为 37斜向左下时,加速度有最大值,为a=m/s2. 11.D 解析a带正电,受到的电场力水平向左,b带负电,受到的电场力水平向右.以整体为研究 对象,整体所受的电场力大小为 2qE,方向水平向左,受力分析如图所示,则上面悬挂a的细线应向 左偏转,设上面的细线与竖直方向的夹角为,由平衡条件得 tan=; 以b球为研究对象,设a、b间的细线与竖直方向的夹角为,由平衡条件得 tan=,可得=, 根据几何知识可知,b球应在悬点的正下方,故 D 正确,A、B、C 错误. 13.(1) (2)3(mg+qE) 解析(1)从A到B过程,由动能定理得mgr=mv2-0 在B点时,由牛顿第二定律得qE

46、-mg=m 联立解得E= 因为O点固定的是点电荷-Q,由E=k可知,等势面上各处的场强大小均相等,故AB弧中点处的电 场强度为E= (2)设小球到达B点时的速度为v,由动能定理得(mg+qE)r=mv2 设在B点处环对小球的弹力为FN,由牛顿第二定律得FN-mg-qE=m 联立解得FN=3(mg+qE) 由牛顿第三定律知,小球在B点对环的压力大小为FN=FN=3(mg+qE) 课时作业(二十) 1.D 解析正点电荷所受的电场力与电场强度方向相同,负点电荷所受的电场力与电场强度方向 相反,故 A 错误;电势差是利用比值法定义的,电势差UAB与静电力做功、移动电荷的电荷量无关, 故B错误;E=中d

47、是两点沿电场方向的距离,只适用于匀强电场,而匀强电场的电场强度处处相同, 场强与d无关,故C错误;根据公式WAB=qUAB知,WAB0,q0,则UAB0,所以A点的电势高于B点的电势, 故 D 正确. 2.BD 解析电场线和等势面垂直,电场强度的方向沿电场线的切线方向,所以A点的电场强度方 向不是沿等势面上A点的切线方向,故 A 错误;A点的电势高于C点的电势,根据Ep=q知,负电荷 在A点的电势能比在C点的电势能小,故 B 正确;A点的电势高于C点的电势,沿电场线方向电势逐 渐降低,可知电场线方向大致向左,所以正电荷从A点到C点,电场力做正功,故 C 错误;A、B两点 处于同一等势面上,电势

48、相等,所以将电荷从A点移到B点,电场力不做功,故 D 正确. 3.D 解析由于带电粒子只受电场力的作用,而且运动过程中电势能逐渐减少,可判断电场力做 正功,即电场力方向与粒子速度方向夹角为锐角,且电场力方向沿着电场线指向轨迹凹侧,故 D 正 确. 4.C 解析由于A、C之间的电场线比C、B之间的电场线密,相等距离之间的电势差较大,即UACUCB, 所以A-CC-B,可得Cab,对微粒a,由牛顿第二定律得 qE=maaa,对微粒b,由牛顿第二定律得qE=mbab,联立解得,可得出a的质量比b的小,选项A 错误;在a、b两微粒运动过程中,a微粒所受的合外力大小等于b微粒的,a微粒的位移大于b微 粒

49、的,根据动能定理可知,在t时刻,a的动能比b的大,选项 B 正确;由于在t时刻两微粒经过同一 水平面,电势相等,电荷量大小相等,符号相反,所以在t时刻,a和b的电势能不等,选项 C 错误;由 于a微粒受到的电场力(合外力)大小等于b微粒受到的电场力(合外力)大小,根据动量定理可知, 在t时刻,a微粒的动量与b微粒的动量大小相等,选项 D 正确. 10.D 解析根据两微粒的运动轨迹可知,二者所受的电场力方向相反,而电场强度的方向相同, 因此两微粒的电性相反,故 A 正确;若两微粒的初速度相同,根据平抛运动的规律可知,它们在水平 方向上做匀速运动,因此到达金属网所用的时间相同,故B正确;根据运动学公式,在竖直方向有d= at2=,若不改变其他物理量,仅将E1和d1同时减半,则两微粒在水平方向上的