高考物理二轮复习 对题纠错练9 静电场.doc

对题纠错练九静电场对题练电场力的性质与能的性质1.(2017广西南宁一模)如图所示,实线为等量异种点电荷周围的电场线,虚线为以一点电荷为中心的圆,m点是两点电荷连线的中点。若将一试探正点电荷从虚线上n点移动到m点,则()a.两点的电场强度大小为en=emb.两点的电势关系为nmc.电荷的电势能增大d.电场力不做功(导学号88094587)【答案】 b根据电场线的疏密程度知,enm,故b正确;正电荷在电势高处电势能大,所以从n点移动到m点电势能减小,c错误;电势能减小,静电力做正功,故d错误。2.(多选)(2017广东肇庆二模)如图甲所示,光滑绝缘水平面上有m、n两个点电荷。t=0时,m静止,n以初速度6 m/s向甲运动。此后,它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动(整个运动过程中没有接触),它们运动的v-t图象分别如图乙中m、n两曲线所示。则由图线可知()a.两电荷的电性一定相反b.t1时刻两电荷的电势能最大c.0t2时间内,两电荷的静电力先增大后减小d.0t3时间内,m的动能一直增大,n的动能一直减小(导学号88094588)【答案】 bc由题图乙可知,两个小球间产生的是排斥力,因为刚开始n做减速运动,m做初速度为0的加速运动,则两个电荷的电性一定相同,选项a错误;在t1时刻,两个小球共速,两小球间的距离最小,故在间距减小的过程中,静电力对整体做负功,以后小球的距离逐渐增大,静电力就做正功了,故两球间距最小时的电势能最大,选项b正确;在0t2时间内,两电荷的间距先减小后增大,故它们间的静电力先增大后减小,选项c正确;0t3时间内,m的速度一直增大,故它的动能一直增大,而n的速度先减小后增大,故它的动能也是先减小后增大,选项d错误。3.(多选)(2017河南百校质检)如图所示,在o点固定一点电荷,将带电粒子a从a处以一定的初速度射向o,虚线abc是带电粒子的运动轨迹,b点距离o点最近,且带电粒子的重力忽略不计,则下列说法中正确的是()a.带电粒子与o点固定的点电荷电性不同b.带电粒子从b点运动到c点的过程中加速度不断增大c.带电粒子在a点的电势能一定小于在b点的电势能d.带电粒子在b点的电势能与动能之和一定等于它在c点的电势能与动能之和(导学号88094589)【答案】 cd从运动轨迹可以判断带电粒子受到的是斥力,选项a错误;带电粒子从b运动到c的过程中距离不断增大,受力不断减小,所以加速度不断减小,选项b错误;带电粒子由a到b的过程中,静电力做负功,电势能增加,选项c正确;带电粒子由b到c的过程中,静电力做正功,电势能减小,动能增加,但电势能与动能之和不变,选项d正确。电容器带电粒子在电场中的运动4.(多选)(2017山东重点中学二模)如图所示,一水平放置的平行板电容器其间距为d,两极板分别与电池的两极相连,上极板中央有一小孔(小孔对电场的影响可以忽略不计)。开关闭合时,小孔正上方处有一带正电的粒子,粒子由静止开始下落恰好能到达下极板但没有与下极板接触,下列说法正确的是()a.保持开关闭合,若将下极板上移,粒子将在距上极板处返回b.保持开关闭合,若将下极板上移,粒子将在距上极板处返回c.断开开关,若将下极板上移,粒子将能返回原处d.断开开关,若将上极板上移,粒子将能返回原处(导学号88094590)【答案】 bd由动能定理可得mg(d+)=uq=eqd。保持开关闭合,将下极板向上平移,设粒子运动到距离上极板x处返回,根据动能定理得mg(+x)-qx=0,联立两式得x=d,即粒子将在距上极板d处返回,选项b正确,a错误;若断开开关,则两极板间的电场强度e不变,将下极板上移,设粒子到达距离上极板x处,由动能定理得mg(+x)-eqx=0,解得x=d,即粒子将碰到下极板而不能返回,选项c错误;将上极板上移,设粒子到达离下极板x处,由动能定理得mg(-x)-eq(+d-x)=0,解得x=,故粒子将不能碰到下极板而返回到原处,选项d正确;故选bd。5.(2017山东泰安一模)如图所示,+q为固定的正点电荷,虚线圆是其一条等势线。两电荷量相同、但质量不相等的粒子,分别从同一点a以相同的速度v0射入,轨迹分别如图中曲线,b、c为两曲线与圆的交点。ab、ac表示两粒子经过b、c时的加速度大小,vb、vc表示两粒子经过b、c时的速度大小,不计粒子重力。以下判断正确的是()a.ab=acvb=vcb.abacvb=vcc.abacvbvcd.abvc(导学号88094591)【答案】 c从b、c两曲线的偏转程度可以看出,b粒子的速度改变较大,故abac,所以mbmc。由于b、c在同一等势面上,且两个电荷的电荷量相同,故静电力做功相同,两粒子的动能变化相同,则有mbmbmcmc,结合mbmc,得vbt2t1b.三微粒所带电荷量有q1q2=q3c.三微粒所受静电力有f1=f2f3d.飞出电场的微粒2动能大于微粒3的动能(导学号88094592)【答案】 d粒子在电场中运动的时间t=,水平速度相等而位移x1x2=x3,所以t1q2;而对粒子2和3在e、m、t相同的情况下,粒子2的竖直位移大,则q2q3,所以选项b错误;由于q1q2,所以f1f2,选项c错误。由于q2q3,y2y3,则eq2y2eq3y3,静电力对粒子做功多,增加的动能大,所以选项d正确。7.(2017安徽十校联考)如果空气中的电场很强,使得气体分子中带正负电荷的微粒所受的相反的静电力很大,以至于分子破碎,于是空气中出现了可以自由移动的电荷,那么空气变成了导体,这种现象叫做空气的“击穿”。阴雨天时当雨伞伞尖周围的电场强度达到2.5104 v/m时空气就有可能被击穿。已知高铁上方的高压电接触网的电压为27.5 kv。因此乘客阴雨天打伞站在站台上时,伞尖与高压电接触网的安全距离至少为()a.0.6 mb.1.1 mc.1.6 md.2.1 m(导学号88094593)【答案】 b由u=ed得d=1.1 m,选项b正确。8.(2017湖南邵阳模拟)根据大量科学测试可知,地球本身就是一个电容器。通常大地带有50万库仑左右的负电荷,而地球上空存在一个带正电的电离层,这两者之间便形成一个已充电的电容器,它们之间的电压为300 kv左右。则此电容约为()a.0.17 fb.1.7 fc.17 fd.170 f(导学号88094594)【答案】 b根据c=可得c=1.7 f,b正确。纠错练带电粒子在电场中的运动9.(2017陕西宝鸡一模)如图所示,abc为光滑的固定在竖直面内的半圆形轨道,轨道半径为r=0.4 m,a、b为半圆轨道水平直径的两个端点,o为圆心。在水平线mn以下和竖直线oq以左的空间内存在竖直向下的匀强电场,电场强度e=1.0106 n/c。现有一个质量m=2.010-2 kg,电荷量q=2.010-7 c的带正电小球(可看作质点),从a点正上方由静止释放,经时间t=0.3 s 到达a点并沿切线进入半圆轨道,g取10 m/s2,不计空气阻力及一切能量损失,求:(1)小球经过c点时对轨道的压力大小;(2)小球经过b点后能上升的最大高度。(导学号88094595)【答案】 (1)1.65 n(2)0.85 m【解析】 (1)由题意可知,小球进入电场前做自由落体运动,设下落的高度为h,到达c的速度为vc,由题意可得h=gt2=0.45 m小球进入轨道后做圆周运动,从a点运动到c点过程由动能定理可得mg(h+r)+eqr=可得vc=5 m/s设到达c时轨道对小球的支持力为fn,由牛顿第二定律可得fn-mg-eq=由牛顿第三定律可知小球对轨道的压力大小为fn=fn=1.65 n(2)设小球经过b点后上升的最大高度为h,由机械能守恒定律可得=mg(r+h)代入数据可得h=0.85 m【易错提示】 小球经过最低点时,仍然受到静电力,本题最常见的错误是忽略了静电力。10.如图所示,水平地面上方分布着水平向右的匀强电场,一“l”形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中,管的水平部分长为l1=0.2 m,与水平地面的距离为h=5.0 m,竖直部分长为l2=0.1 m。一带正电的小球从管的上端口a由静止释放,小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分(长度极短可不计)时没有能量损失,小球在电场中受到的静电力大小为重力的一半,求:(1)小球运动到管口b时的速度大小;(2)小球着地点与管的下端口b的水平距离。(g取 10 m/s2)(导学号88094596)【答案】 (1)2.0 m/s(2)4.5 m【解析】 (1)在小球从a运动到b的过程中,对小球由动能定理得-0=mgl2+f电l1,由于小球在电场中受到的静电力大小为重力的一半,即f电=mg代入数据可得vb=2.0 m/s小球运动到管口b时的速度大小为2.0 m/s。(2)小球离开b点后,设水平方向的加速度为a,位移为s,在空中运动的时间为t,根据受力情况可知水平方向有a=,s=vbt+at2,竖直方向有h=gt2,由式,并代入数据可得s=4.5 m。故小球着地点与管的下端口b的水平距离为4.5 m。【易错提示】 小球离开管口后做的是曲线运动,水平方向和竖直方向都有加速度,不可认为是平抛运动。原创练11.(多选)如图所示,两平行金属板水平放置,极板间的距离和极板的长度都是l,a是上极板左边缘,n是下极板左边缘,b是an的中点,m是下极板右边缘,d是下极板的中点。一个质量为m的带电粒子从b点以初速度v0水平向右抛出,恰好可以从m点离开。若给两金属板加上电压,带电粒子仍然从b点以初速度v0水平向右抛出,粒子恰好落在d点。则以下说法中正确的是()a.未加电压时,从b点进入电场的粒子,从m点离开极板时速度方向与水平方向间的夹角为45b.电容器两极板间所加的电压为c.打到d点的粒子,动能为d.若保持极板间的电压不变,将上极板向上移动一段距离,则从b点垂直电场进入的粒子可能射出电场(导学号88094597)【答案】 acd根据题意,从b点进入的粒子恰好可以从m点离开极板,设竖直速度vy,则有水平方向l=v0t,竖直方向t,得vy=v0,速度与水平方向间的夹角为,tan =1,=45,a正确;加上电压后,根据题意有=v0t,at2,联立g()2可得a=4g,即mg+q=ma,得u=,b错误;对于打到d点的粒子,根据动能定理有,q+mg=ek-,未加电场时,mgm(v0)2-,两式联立得ek=,c正确;若保持极板间的电压不变,上极板向上移动一段距离,电场强度变小,在相同的水平位移上偏转距离变小,故从b点垂直电场进入的粒子可能射出电场,d正确。12.(多选)如图为一个与电场强度为e的匀强电场共面的圆,ad、bc是一个圆的两条直径,圆的半径为r,在圆所在的平面内将一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从a点以相同的速率沿不同方向射向圆形区域,粒子将经过圆周上的不同点,其中经过c、d两点的粒子的动能大小相等,且大于初动能,ad与bc间的夹角=60。mn分别是圆周上ab、cd的中点。若不计粒子所受的重力和空气阻力,则下列判断正确的是()a.电场强度方向由m指向nb.电场强度方向由n指向mc.粒子到达n点时动能最大d.对准b点射出的粒子若恰好可以过d点,则粒子的初速度