电场练习题一、选择题1.如图所示,在静止的点电荷 +Q 所产生的电场中,有与+ Q 共面的 A 、B、 C 三点,且 B、 C 处于以+ Q 为圆心的同一圆周上。
设 A 、B、C 三点的电场强度大小分别为 E A、E B、E C,电势分别为φA、φB、φC,则下列判断正确的是A. E A <E B,φB=φC C. E A>E B,φA<φBB. E A >E B,φA >φB D. E A>E C,φB=φC2.如图所示,空间有一水平匀强电场,在竖直平面内有一初速度 v0的带电微粒,沿图中虚线由 A 运动至 B,其能量变化情况是A.动能减少,重力势能增加,电势能减少B.动能减少,重力势能增加,电势能增加C.动能不变,重力势能增加,电势能减少D.动能增加,重力势能增加,电势能减少3.如图,在匀强电场中,将一质量为m,带电量为 q 的带电小球,由静止释放,带电小球的运动轨迹为一与竖直方向夹角为θ的直线,则匀强电场的场强大小为θA. 唯一值是 mgtgθ/qB.最大值是 mgtgθ/qC.最小值是 mgsinθ/qD. 最小值是 mgcosθ/q4.如图所示,从灯丝发出的电子经加速电场加速后,进入偏转电场,若加速电压为 U1,偏转电压为 U2,要使电子在电场中的偏转量 y 增大为原来的 2 倍,下列方法中正确的是A. 使 U1减小到原来的 1/2B. 使 U2增大为原来的 2 倍C. 使偏转板的长度增大为原来 2 倍D.使偏转板的距离减小为原来的1/25.如图,将乙图所示的交变电压加在甲图所示的平行板电容器 A、B 两极板上,开始时 B 板的电势比 A 板高,有一位于极板中间的电子,在 t=0 时刻由静止释放,它只在电场力作用下开始运动,设 A 、B两板间距足够大,则A .电子一直向 A 板运动B.电子一直向 B 板运动C.电子先向 A 板运动,再向 B 板运动,再返回,如此做周期性运动D.电子先向 B 板运动,再向 A 板运动,再返回,如此做周期性运动6.一个动能为 E k的带电粒子,垂直于电力线方向飞入平行板电容器,飞出电容器时动能为2E k,如果使这个带电粒子的初速度变为原来的 2 两倍,那么它飞出电容器时的动能变为A .8E k B.2E k C.4.25E k D.2.5E k7.理论上已经证明:电荷均匀分布的球壳在壳内产生的电场为零。
现有一半径为 R、电荷均匀分布的实心球体, O 为球心,以 O 为原点建立坐标轴 Ox,如右图所示。
关于该带电小球产生的电场 E 随 x 的变化关系,下图中正确的是8.平行板电容器C 与三个可变电阻器R1、R2、R3以及电源连成如图所示的电路。
闭合开关 S 待电路稳定后,电容器 C 两极板带有一定的电荷。
要使电容器所带电荷量增加,以下方法中可行的是A .只增大 R1,其他不变B.只增大 R2,其他不变C.只减小 R3,其他不变D.只减小 a、b 两极板间的距离,其他不变Ca b R1R2S R39.在如图所示的实验装置中,平行板电容器的极板 B 与一灵敏的静电计相连,极板 A 接地。
若极板 A 稍向上移动一些,由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论,其依据是A .两极板间的电压不变,极板上的电量变小B.两极板间的电压不变,极板上的电量变大C.两极板上的电量几乎不变,极板间的电压变小D.两极板上的电量几乎不变,极板间的电压变大10.物理图像能够直观、简洁地展现两个物理量之间的关系,利用图像分析物理问题的方法有着广泛的应用。
如图,若令x 轴和 y 轴分别表示某个物理量,则图像可以反映在某种情况下,相应物理量之间的关系。
x 轴上有 A 、B 两点,分别为图线与 x 轴交点、图线的最低点所对应的x 轴上的坐标值位置。
下列说法中正确的是A.若 x 轴表示空间位置, y 轴表示电势,图像可以反映某静电场的电势在 x 轴上分布情况,则A 、B 两点之间电场强度在 x 轴上的分量沿 x 轴负方向B.若 x 轴表示空间位置, y 轴表示电场强度在 x 轴上的分量,图像可以反映某静电场的电场强度在 x 轴上分布情况,则 A 点的电势一定高于 B 点的电势C.若x 轴表示分子间距离,y 轴表示分子势能,图像可以反映分子势能随分子间距离变化的情况,则将分子甲固定在 O 点,将分子乙从 A 点由静止释放,分子乙仅在分子甲的作用下运动至 B 点时速度最大D.若 x 轴表示分子间距离, y 轴表示分子间作用力,图像可以反映分子间作用力随分子间距离变化的情况,则将分子甲固定在 O 点,将分子乙从 B 点由静止释放,分子乙仅在分子甲的作用下一直做加速运动二、计算题,解答应写必要的文字说明、方程式和重要演算步骤11.如图所示,水平绝缘光滑轨道AB 的 B 端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道 BC 平滑连接,圆弧的半径R=0.40m。
在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度 E=1.0×104 N/C。
现有一质量m=0.10kg 的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与 B 端距离 s=1.0m 的位置,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的 C 端时,速度恰好为零。
已知带电体所带电荷q=8.0×10-5C,取 g=10m/s2,求:(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到 B 端时的速度大小;(2)带电体运动到圆弧形轨道的 B 端时对圆弧轨道的压力大小;(3)带电体沿圆弧形轨道运动过程中,电场力和摩擦力对带电体所做的功各是多少。
O R CEA B12.示波管的示意图如下,竖直偏转电极的极板长l=4.0cm,两板间距离d=1.0cm,极板右端与荧光屏的距离L=18cm。
由阴极发出的电子经电场加速后,以v=1.6×107m/s 的速度沿中心线进入竖直偏转电场。
若电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计。
已知电子电荷量 e=1.6×10-19C,质量 m=0.91×10-30kg。
( 1)要使电子束不打在偏转电极的极板上,求加在竖直偏转电极上的电压 U 应满足的条件;(2)在竖直偏转电极上加 u=91sin100πt( V)的交变电压,求电子打在荧光屏上亮线的长度。
UU0l L13.如图所示,在竖直平面内建立xOy 直角坐标系, Oy 表示竖直向上的方向。
已知该平面内存在沿 x 轴负方向的区域足够大的匀强电场,现有一个带电量为-4C 的小球从坐标原2.5× 10点 O 沿 y 轴正方向以 0.4 kg m/s 的初动量竖直向上抛出,它到达的最高点位置为图中的Q 点,不计空气阻力, g 取 10m/s2.(1)指出小球带何种电荷;(2)求匀强电场的电场强度大小;(3)求小球从 O 点抛出到落回 x 轴的过程中电势能的改变量.(4)求小球从 O 点抛出到最高点Q 的过程中速度的最小值 .14.如图 1 所示,一长为 l 且不可伸长的绝缘细线,一端固定于O 点,另一端拴一质量为m 的带电小球。
空间存在一场强为 E、方向水平向右的匀强电场。
当小球静止时,细线与竖直方向的夹角为37 0。
已知重力加速度为g,sin37 0.6,cos370.8 。
(1)判断小球所带电荷的性质,并求出小球所带的电荷量q;(2)如图 2 所示,将小球拉至A点,使细线处于水平拉直状态。
释放小球,小球由静止开始向下摆动,当小球摆到 B 点时速度恰好为零。
a.求小球摆动过程中最大速度v m的大小;b.三位同学对小球摆动到 B 点时所受合力的大小 F 合进行了讨论:第一位同学认为F合mg;第二位同学认为F合mg;第三位同学认为F合mg。
你认为谁的观点正确?请给出证明。
参考答案号 1 23 4 5 6 7 8 9 10 答案BDB ACBCABD ADDCAD11. (1) a 点(2) d ,右12、 BC13.( 1) 体在水平 道上运 的加速度大小a ,根据牛 第二定律有qE=ma ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1) 解得a=qE/m= 8.0m/s 2⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)体运 到B 端的速度大小 v B , v B 2=2 as 解得 v B = 2as = 4.0m/s 。
( 3) ( 2) 体运 到 道 B 端 受 道的支持力 N ,根据牛 第二定律有N-mg=mv B 2/R ⋯⋯⋯⋯( 4) 解得N=mg+ mv B 2/R=5.0N ⋯⋯( 5) 根据牛 第三定律可知, 体 弧 道B 端的 力大小 N ′ =N= 5.0N ⋯⋯⋯( 6)( 3 )因 力做功与路径无关,所以 体沿 弧形 道运 程中, 力所做的功W 电=qER=0.32J ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯( 7)体沿 弧形 道运 程中摩擦力所做的功W 摩, 此 程根据 能定理有 1 W 摩=-0.72J ⋯⋯⋯⋯⋯(9)W 电 +W 摩 -mgR=0- mv B 2⋯⋯⋯⋯( 8) 解得214.⑴极 EU ⑵ α粒子在极板 运 的加速度aF eU;4m 2mdd⑶由 d1at 2 ,得:t2d 2dm v 0R R m2aeUt 2d eU15.( 1) 子的 量 m 、 量 e , 子通 加速 后的速度 v ,由 能定理有:1eu= mv 2;2电子通过偏转电场的时间t=Lv;11 qU LUL 2此过程中电子的侧向位移y=2 at 2=2 md (v )2联立上述两式解得:y=4ud ;要使电子都打不到屏上,应满足u 取最大值 800V 时仍有 y>d2代入数据可得,为使电子都打不到屏上, U 至少为 100V 。
( 2)当电子恰好从 A 板右边缘射出偏转电场时,其侧移量最大y max = d = 2.5cm2电子飞出偏转电场时,其速度的反向延长线通过偏转电场的中心,设电子打在屏上距中心点的最大距离为Y maxb+L/2b+L/2Y max ,则由几何关系可得: y max=L/2,解得 Y max = L/2 y max =5.0cmUL 2由第( 1)问中的 y= 4ud 可知,在其它条件不变的情况下, u 越大 y 越小,所以当u=800V 时,电子通过偏转电场的侧移量最小。
其最小侧移量 y min = U'L 2 -2m=1.25cm 4ud =1.25 ×10b+L/2同理,电子打在屏上距中心点的最小距离Y min = L/2 y min =2.5cm 所以电子打在屏上距中心点 O 在 2.5cm ~ 5.0cm 范围内。