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高中物理静电场知识点和典型例题


2.真空中两个很小的相同带电导体小球,它们的带电量为+1.0×10 C与-5.0×10 C,当它 们间的距离为L时,相互作用力大小为 4.5N。现将两小球接触后再让其距离为L,则它们 间的相互作用力大小为( A.3.6N 【答案】A 12.如图所示,原来不带电的金属导体 MN,在其两端下面都悬挂着金属验电箔;若使带负电的 金属球 A 靠近导体的 M 端,可能看到的现象是( ) )

C.4.5N D.9.0N B.4.0N

-4

-4

A.只有 M 端验电箔张开,且 M 端带正电 B.只有 N 端验电箔张开,且 N 端带正电 C.两端的验电箔都张开,且左端带负电,右端带正电 D.两端的验电箔都张开,且两端都带正电或负电 【答案】C 21.把两个完全相同的金属球 A 和 B 接触一下,再分开一小段距离,发现两球间互相排斥,则 A、 B 两球原来的带电情况可能是( A.A 和 B 原来带有等量异种电荷 B.A 和 B 原来带有同种电荷 C.A 和 B 原来带有不等量异种电荷 D.A 和 B 原来只有一个带电 【答案】BCD 27.两个等量点电荷 P、Q 在真空中产生的电场线(方向未画出)如图所示,一电子在 A、B 两点 所受的电场力分别为 FA 和 FB,则它们的大小关系为( ) )

A.FA=FB C.FA>FB 【答案】C

B.FA<FB D.无法确定

29.用金属做成一个不带电的圆环,放在干燥的绝缘桌面上。小明同学用绝缘材料做的笔套与头 发摩擦后,将笔套自上向下慢慢靠近圆环,当距离约为 0.5cm 是圆环被吸引到笔套上,如图 所示。对上述现象的判断与分析,下列说法正确的是( )

A.摩擦使笔套带电 B.笔套靠近圆环时,圆环上、下都感应出异号电荷 C.圆环被吸引到笔套的过程中,圆环所受静电力的合力大于圆环的重力 D.笔套碰到圆环后,笔套所带的电荷立刻被全部中和 【答案】ABC

1.在以下各电场中, A、 B两点电场强度相同的是(

)

【答案】C 2.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( )

E?
①场强大小为

F cos ? q

? Fd cos? q ②A、B 两点间的电势差为
③带电小球从 A 点运动到 B 点的过程中电势能增加了 Fdcosθ ④若带电小球从 B 点向 A 点做匀速直线运动,则 F 必须反向 A.①② 【答案】C 6.如图所示,AB 是某电场中的一条电场线,若将正点电荷从 A 点自由释放,沿电场线从 A 到 B 运动过程中的速度图线如下图所示,则 A、B 两点场强大小和电势高低的关系是( ) B.①③ C.②③ D.③④

? E ; ? ? ? A B A B A. E ? E ; ? ? ? A B A B C. E

? E ; ? ? ? A B A B B. E ? E ; ? ? ? A B A B D. E

【答案】D 11.如图所示,虚线表示某电场的等势面.一带电粒子仅在电场力作用下由 A 运动到 B 的径迹如 图中实线所示.粒子在 A 点的加速度为 aA、 电势能为 EA; 在 B 点的加速度为 aB、 电势能为 EB. 则 下列结论正确的是( )

A.粒子带正电,aA>aB,EA>EB C.粒子带正电,aA<aB,EA<EB 【答案】D

B.粒子带负电,aA>aB,EA>EB D.粒子带负电,aA<aB,EA<EB

21.四种电场的电场线如下图所示.一电荷 q 仅在电场力作用下由 M 点向 N 点作加速运动,且加 速度越来越大.则该电荷所在的电场可能是图中的( )

【答案】CD 42.有一个点电荷 Q 的电场中,Ox 坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上 A、B 两点的坐标分 别为 2.0m 和 5.0m.已知放在 A、B 两点的试探电荷受到的电场力方向都跟 x 轴的正方向相同, 电场力的大小跟试探电荷所带电荷量大小的关系如图中直线 A、B 所示,放在 A 点的电荷带正 电,放在 B 点的电荷带负电.求: (1)B 点的电场强度的大小和方向; (2)试判断点电荷 Q 的电性,并确定点电荷 Q 的位置坐标.

【答案】 (1)由图可得 B 点电场强度的大小 EB ? q ? 2.5 N/C. 因 B 点的试探电荷带负电,而受力指向 x 轴的正方向,故 B 点场强的方向沿 x 轴的负方向. (2)因 A 点的正电荷受力和 B 点的负电荷受力均指向 x 轴的正方向, 故点电荷 Q 位于 A、B 两点之间,带负电. 设点电荷 Q 的坐标为 x,则 EA ? k
Q (x ? 2)2 Q (5 ? x)2

F

, EB ? k

由图可得 EA ? 40N/C,解得 x=2.6m.

43.如图所示,一质量为 m、带电量为 q 的金属小球,用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电 场中。静止时悬线向右与竖直方向成θ 角,已知重力加速为 g。 (1)判断小球带何种电荷 (2)求电场强度 E (3)若把绝缘体细线剪断,则剪断细线瞬间小球的加速度是多大?

【答案】(1)向右偏说明电场力向右,所以小球带正电. (2)受力分析:重力,拉力,电场力

tgθ =qE/mg (3) 细线剪断之前: cosθ =mg/F a=F/m=g/cosθ

E=mgtgθ /q F=mg/cosθ

细线剪断,F 消失,小球受到的合力大小等于 F 44.如图所示,在光滑绝缘的水平面上,有一静止在 A 点质量为 m=1×10-3kg、带负电的小球, 现加一水平方向的匀强电场使小球由 A 点运动到 B 点,电场力做功为 W =0.2J,已知 A、B 两 点间距离为 L=0.1m,电势差为 UAB=20V, (1)判断匀强电场的场强方向; (2)求电场强度的大小; (3)求小球的电量; (4)求小球到达 B 点时的速率。

【答案】 (1)向左(或 B 指向 A) (2)E=UAB/d=200V/m (3)W=qUAB ,q=W/UAB= -0.01C (4)根据动能定理:W=mv2/2 v=20m/s 45.在竖直向下、电场强度为 E 的匀强电场中,一个质量为 m 的带点液滴,沿着水平方向直线运 动,则该液滴带电电性如何,电荷量大小为多少? 【答案】小球带负电 E=mg/q 2.M,N 两金属板竖直放置,使其带电,悬挂其中的带电小球 P 如图 4 偏离竖直方向.下列哪一 项措施会使 OP 悬线与竖直方向的夹角增大?(P 球不与金属极板接触) ( )

A.增大 MN 两极板间的电势差 B.增大 MN 两极板的带电量 C.保持板间间距不变,将 M,N 板一起向右平移 D.保持板间间距不变,将 M,N 板一起向左平移

【答案】AB 8.水平放置的两平行金属板 A、B 接一稳恒电源,两个微粒 P 和 Q 以相同的速率分别从极板 A 的边缘和 A、B 中央射入电场并分别从极板 B、A 边缘射出,如图所示。不考虑微粒的重力和 它们之间的相互作用,下列结论中正确的是( )

A. 两微粒的电荷量一定相等 B. 两微粒在电场中运动的时间一定相等 C. 两微粒在电场中运动的加速度一定相等 D. 两微粒离开电场时的动能一定相等 【答案】B 14.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地。两板间有一个正电荷固定在 P 点,如图所 示,以 E 表示两板间的场强,U 表示电容器两板间的电压,W 表示正电荷在 P 点的电势能,若 保持负极板不动,将正极板向下移到图示的虚线位置则( )

【答案】A、C A.U 变小,E 不变 B.E 变小,W 不变

C.U 变小,W 不变 D.U 不变,W 不变 4.如图所示,左边是一个原先不带电的导体,右边 C 是后来靠近导体的带正电金属球,若用绝 缘工具沿图示某条虚线将导体切开,分导体为 A、B 两部分,这两部分所带电荷量的数值分别 为 QA、QB,则下列结论正确的是( )

A.沿虚线 d 切开,A 带负电,B 带正电,且 QB>QA B.只有沿虚线 b 切开,才有 A 带正电,B 带负电,并 QB=QA C.沿虚线 a 切开,A 带正电,B 带负电,且 QB>QA D.沿任意一条虚线切开,都有 A 带正电,B 带负电,而 QA、QB 的值与所切的位置有关 【答案】D 6.如图所示,a、b 是电场线上的两点,将一点电荷 q 从 a 点移到 b 点,电场力做功 W,且知 a、 b 间的距离为 d,以下说法中正确的是( )

A.a、b 两点间的电势差为

W q

B.a 点的电场强度为 E=

W qd

C.b 点的电场强度为 E= 【答案】A

W qd

D.a 点的电势为

W q

42.如图所示,在匀强电场中,有 A、B 两点,它们间距为 2cm ,两点的连线与场强方向成 60° 角。将一个电量为? 2×10? 5C 的电荷由 A 移到 B,其电势能增加了 0.1J。则:

(1)在此过程中,电场力对该电荷做了多少功? (2)A.B 两点的电势差 UAB 为多少? (3)匀强电场的场强为多大? 【答案】1)? 0.1J ; (2)5000V ; (3)5.0×105 V/m 1.图中三条实线 a、b、c 表示三个等势面。一个带电粒子射入电场后只在电场力作用下沿虚线 所示途径由 M 点运动到 N 点,由图可以看出( )

A.三个等势面的电势关系是 ?a>?b>?c B.三个等势面的电势关系是 ?a<?b<?c C.带电粒子在 N 点的动能较小,电势能较大 D.带电粒子在 N 点的动能较大,电势能较小 【答案】C 5.匀强电场中有 a、b、c 三点.在以它们为顶点的三角形中, ∠a=30°、∠c=90°,电场方 向与三角形所在平面平行.已知 a、b 和 c 点的电势分别为 ( 2 ? 三角形的外接圆上最低、最高电势分别为( )

3 ) V、 ( 2 ? 3 ) V 和 2 V.该

A. ( 2 ?

3 ) V、 ( 2 ? 3 ) V

B.0 V、4 V

(2 ?
C. 【答案】B

4 3 4 3 ) (2 ? ) 3 V、 3 V

D .0 V 、 3 V

10.如图所示,分别在 M、N 两点固定放置两个点电荷,电荷量均为+Q ,MN 连线的中点为 O.正 方形 ABCD 以 O 点为中心,E、F、G、H 是正方形四边的中点,则下列说法中正确的是( )

A +Q M E C

G

B +Q

O H

F D

N

A.A 点电势低于 B 点电势 B.正点电荷沿直线从 A 到 B,电势能先减小后增大 C.O 点的电场强度为零,电势也为零 D.对同一负点电荷,沿路径 A→C→D 比沿 A→B 电场力做的功多 【答案】B 18.如图所示,虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一族等势线及其电势值,一带电粒子只 在电场力的作用下飞经该电场时,恰能沿图中的实线从 A 点飞到 B 点,则下列判断正确的是 ( )

A.粒子一定带负电 B.A 点的场强大于 B 点的场强 C.粒子在 A 点的电势能大于在 B 点的电势能 D.粒子在 A 点的动能小于在 B 点的动能 【答案】B 23. 如图, 虚线 a、 b 和 c 是某静电场中的三个等势面, 它们的电势分别为 Ua、 Ub 和 Uc, Ua>Ub>Uc. 一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如实线 KLMN 所示,由图可知( )

A.粒子从 K 到 L 的过程中,电场力做负功 B.粒子从 L 到 M 的过程中,电场力做负功 C.粒子从 K 到 L 的过程中,静电势能增加 D.粒子从 L 到 M 的过程中,动能减少 【答案】AC
? 8 2 44.如图所示,匀强电场强度 E= 1 .0 ? 10 C,沿半径 .2 ? 10 N /C,方向水平向右,一点电荷 q= 4

0 R=20cm 的圆周,从 A 点移动到 B 点。已知 ? ,且 OB 与电场线平行。求: AOB ?90

(1)这一过程中电场力做的功是多少?是做正功还是做负功? (2)A、B 两点间的电势差 U AB 是多少?
2 ? 8 ? 7 【答案】(1) W =1 =? EqR . 2 ? 10 ? 4 . 0 ? 10 ? 0 . 2 9 . 6 ? 10 J AB??

负功
? 7 W 9 . 6 ? 10 AB ? (2) U ? ? ? ? 24 V AB ? 8 q 4 . 0 ? 10

45.把 q1=4×10 C 的试探电荷放在电场中的 A 点,具有 6×10 J 的电势能, 求 (1)A 点的电势是多少? (2)若把 q2=2×10 C 的试探电荷放在电场中的 A 点,电荷所具有的电势能是多少? 【答案】(1)15V (2) 3?10 J
-9
-10

-9

-8

26.避雷针的工作原理是( A.库仑定律 【答案】C

) C.尖端放电 D.电流的热效应

B.静电除尘

31.如图所示,一个验电器用金属罩罩住,当加上水平向右的、场强大小为 E 的匀强电场时,验 电器的箔片不张开,我们把这种现象称之为静电屏蔽。此时,金属罩的感应电荷在金属罩内 部空间会激发一个感应电场,关于感应电场强度,下列说法正确的是( )

A. 大小为 E,方向水平向左 C. 大小为 E,方向竖直向上 【答案】A

B. 大小为 E,方向水平向右 D. 以上说法都不正确

8.如图所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔.右极板电势随时间变化的规 律如图所示.电子原来静止在左极板小孔处. (不计重力作用)下列说法中正确的是( )

A.从 t=0 时刻释放电子,电子将始终向右运动,直到打到右极板上 B.从 t=0 时刻释放电子,电子可能在两板间振动 C.从 t=T/4 时刻释放电子,电子可能在两板间振动,也可能打到右极板上 D.从 t=3T/8 时刻释放电子,电子必将打到左极板上 【答案】AC 10.如图示波器是一种常见的电学仪器,可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间的变化情 况.电子经电压 U1 加速后进入偏转电场.下列关于所加竖直偏转电压 U2、水平偏转电压 U3 与 荧光屏上所得的图形的说法中错误的是( )

A.如果只在 U2 上加上图甲所示的电压,则在荧光屏上看到的图形如图 a 所示 B.如果只在 U3 上加上图乙所示的电压,则在荧光屏上看到的图形如图 b 所示 C.如果同时在 U2 和 U3 上加上甲、乙所示的电压,则在荧光屏上看到的图形如图 c 所示 D.如果同时在 U2 和 U3 上加上甲、乙所示的电压,则在荧光屏上看到的图形如图 d 所示 【答案】C 12.带负电的小球在某电场中受重力和电场力作用,能分别完成以下两种运动:①在电场线上运 动②在等势面上做匀速圆周运动.该电场可能是( A.一个带正电的点电荷形成 B.一个带负电的点电荷形成 C.两个分立的带等量负电的点电荷形成 D.一个带负电的点电荷与带正电的无限大导体平板形成 【答案】A )


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