电场经典练习题及例题

1 电场 学生版 一 正负电荷电场线 1 真空中相距 L 的两个固定点电荷 E F 所带电荷量大小分别是 QE和 QF 在它 们共同形成的电场中 有一条电场线如图中实线所示 实线上的箭头表示电场线 的方向 电场线上标出了 M N 两点 其中 N 点的切线与 EF 连线平行 且 NEF NFE 则 A E 带正电 F 带负电 且 QE QF B 在 M 点由静止释放一带正电的检验电荷 检验电荷 将沿电场线运动到 N 点 C 过 N 点的等势面与 EF 连线垂直 D 负检验电荷在 M 点的电势能大于在 N 点的电势能 2 四个点电荷位于正方形四个角上 电荷量及其附近的电场线分布如图所 示 ab cd 分别是正方形两组对边的中垂线 O 为中垂线的交点 P Q 分别为 ab cd 上的两点 OP OQ 则 A P 点的电场强度比 Q 点的小 B P 点的电势比 M 点的低 C OP 两点间的电势差小于 OQ 间的电势差 D 一带正电的试探电荷在 Q 点的电势能比在 M 点大 3 两电荷量分别为 q1和 q2的点电荷固定在 x 轴上的 O M 两点 两电荷连线 上各点电势 随 x 变化的关系如图所示 其中 C 为 ND 段电势最低的点 则下 列说法正确的是 A q1 q2为等量异种电荷 B C 点的电场强度大小为零 N FE M L 2 C NC 两点间场强方向沿 x 轴负方向 D 将一正点电荷从 N 点移到 D 点 电场力先做负功后做正功 4 在真空中 A B 两点分别放有异种点电荷 Q 和 2Q 以 AB 连线中点 O 为圆 心作一圆形路径 abcd 如图所示 则下列说法正确的是 A 场强大小关系有 Ea Eb Ec Ed B 电势高低关系有 a b c d C 将一负点电荷沿圆弧由 a 运动到 b 的过程中电场力做负功 D 将一正点电荷沿直线由 c 运动到 d 的过程中电势能始终不变 5 如图所示 MN PQ 是圆的两条相互垂直的直径 O 为圆心 两个等量正电 荷分别固定在 M N 两点 现有一带电的粒子 不计重力及粒子对电场的影响 从 P 点由静止释放 粒子恰能在 P Q 之间做直线运动 则以下判断正确的是 A O 点的电势一定为零 B P 点的电势一定比 O 点的电势高 3 C 粒子一定带正电 D 粒子在 P 点的电势能一定等于 Q 点的电势 能 6 如图所示 在 x 轴上相距为 L 的两点固定两个等量异种点电荷 Q Q 虚线 是以 Q 所在点为圆心 为半径的圆 a b c d 是圆上的四个点 其中 a c 两点在 x 轴上 b d 两点关于 x 轴对称 下列判断正确的是 A b d 两点处的电势相同 B 四点中 c 点处的电势最低 C b d 两点处的电场强度相同 D 将一试探电荷 q 沿圆周由 a 点移至 c 点 q 的电势能减小 7 2011 重庆 如图所示 电量为 q 和 q 的点电荷分别位于正方体的顶点 正方体范围内电场强度为零的点有 A 体中心 各面中心和各边中点 B 体中心和各边中点 C 各面中心和各边中点 D 体中心和各面中心 二 匀强电场的特点 1 如图所示 abcd 是匀强电场中的四个点 它们正好是一个矩形的四个顶点 电场线与矩形所在平面平行 已知 a 点电势为 20V b 点电势为 24V d 点电 势为 4V 由此可知 c 点电势为 4 A 4V B 8V C 12V D 24V 2 如图所示 abcd 是某匀强电场中的四个点 它们正好是一个矩形的四个顶点 ab L ad 2L 电场线与矩形所在平面平行 已知 a 点电势为 20V b 点电势为 24V d 点电势为 12V 一个质子从 b 点以速度 v0 射入电场 入射方向与 bc 成 450 角 一段时间后经过 c 点 不计重力 下列判断正确的是 A c 点的电势高于 a 点 B 场强的方向由 b 指向 d C 质子从 b 运动到 c 所用的时间为 D 质子从 b 运动到 c 电场力做功为 8eV 3 如图所示 a b c d 是某匀强电场中的四个点 它们正好是一个矩形的四 个顶点 ab cd 10cm ad bc 20cm 电场线与矩形所在平面平行 已知 a 点电势为 20V b 点电势为 24V 则 A 场强大小一定为 E 40V m B cd 间电势差一定为 4 V C 场强的方向一定由 b 指向 a D c 点电势可能比 d 点低 5 三 物体做曲线运动的条件 1 如图所示 一物块以初速度 在粗糙的水平面上向右滑动 物块受到水平 面的摩擦力为其重力的 k 倍 现给物块施加一垂直于初速度方向 大小为物块 重力 2k 倍的水平恒力 则关于物块的运动 下列说法正确的是 A 物块将做平抛运动 B 物块受到的摩擦力保持不变 C 物块的速度一直增大 D 物块的加速度大小先减小后不变 2 某静电场中的电场线如图所示 带电粒子在 电场中仅受电场力作用 其运动轨迹如图中虚线所示 由 M 运动到 N 以下说法 正确的是 A 粒子必定带正电荷 B 粒子在 M 点的加速度大于它在 N 点的加速度 C 粒子在 M 点的加速度小于它在 N 点的加速度 D 粒子在 M 点的动能小于它在 N 点的动能 3 如图所示 实线是一个电场中的电场线 虚线是一个负试探电荷在这个电场 中的运动轨迹 若电荷是从 a 处运动到 b 处 以下判断正确的是 A 电荷从 a 到 b 加速度减小 B b 处电势能小 C b 处电势高 D 电荷在 b 处速度小 6 4 一带电油滴在匀强电场 E 中的运动轨迹如图中虚线所示 电场方向竖直向下 若不计空气阻力 则此带电油滴从 a 运动到 b 的过程中 能量变化情况为 A 动能减小 B 动能和电势能之和减小 C 电势能增加 D 重力势能和电 势能之和增加 5 如图所示 高速运动的 粒子被位于 O 点的重原子核散射 实线表示 粒子 运动的轨迹 M N 和 Q 为轨迹上的三点 N 点离核最近 Q 点比 M 点离核 更远 则 A 粒子在 M 点的速率比在 Q 点的大 B 三点中 粒子在 N 点的电势能最大 C 在重核产生的电场中 M 点的电势比 Q 点的低 D 粒子从 M 点运动到 Q 点 电场力对它做的总功为负功 6 如图所示的匀强电场中 水平等距离的虚线表示其等势面 带电荷量 粒子只在电场力作用下从 A 点运动到 B 点过程中 动能增加 7 若 A 点电势为一 10V 下列关于粒子的运动轨迹和 B 点电势的说 法中正确的是 A 粒子沿轨迹 l 运动 B 点电势为零 B 粒子沿轨迹 2 运动 B 点电势为 20V C 粒子沿轨迹 1 运动 B 点电势为一 20V D 粒子沿轨迹 2 运动 B 点电势为一 20V 四 电容器的动态分析 1 如右图所示 平行的两金属板 M N 与电源相连 一个带负电的小球悬挂在 两板间 闭合开关后 悬线偏离竖直方向的角度为 若保持开关闭合 将 N 板向 M 板靠近 角将 若把开关断开 再使 N 板向 M 板靠近 角将 填 变大 变小 或 不变 2 如图所示是一个由电池 电阻 R 与平行板电容器组成的串联电路 在减小电 容器两极板间距离的过程中 A 电容器 A 板始终带正电荷 B 电容器的电容变小 C 电阻 R 中有从 a 流向 b 的电流 D A B 板间的电场强度不变 8 3 如图所示 一平行板电容器跟一电源相接 当 S 闭合时 平行板电容器极板 A B 间的一带电液滴恰好静止 若将两板间距离增大为原来的两倍 那么液滴 的运动状态如何变化 液滴的电势能将 填 增大 不变 减小 若先将 S 断开 再将两板间距离增大为原来的两倍 液滴的运动状态又将如何 变化 4 一平行板电容器充电后与电源断开 负极接地 在两极板间有一正电荷 电 量很小 固定在 P 点 如图所示 E 表示两板间的场强 U 表示电容器的电压 W 表示正电荷在 P 点的电势能 若保持负极板不动 将正极板移到虚线所示的 位置 则 A U 变小 E 不变 B E 变大 W 变大 C U 变小 W 不变 D U 不变 W 不变 9 5 如图平行板电容器经开关 K 与电池连接 a 处有一带电量非常小的点电荷 K 是闭合的 表示 a 点的电势 F 表示点电荷受到的电场力 现将电容器的 B 板向下稍微移动 使两极板间的距离增大 则 A 变大 F 变大 B 变大 F 变小 C 不变 F 不变 D 不变 F 变小 6 一个质量为 m 带电量为 q 的粒子从平行板电容器的正中间沿与极板平行的 方向射入 极板一直与电动势可变的电源相连 若粒子重力不计 入射速度为 v 时 它恰好穿过这个电场而不碰到金属板 现欲使上述粒子的入射速度变为 也恰好穿过电场而不碰到金属板 则在其它量不变的情况下 A 使粒子的带电量减小为原来的 B 使两板间的电压缩小为原来的 C 使两板间的距离变为原来的 2 倍 D 使两板间的距离变为原来的 4 倍 7 如图所示的电路中 A B 是平行板电容器的两金属板 先将电键 S 闭合 等 电路稳定后将 S 断开 并将 B 板向下平移一小段距离 保持两板间的某点 P 与 A 板的距离不变 则下列说法不正确的是 A 电容器的电容变小 B 电容器内部电场强度大小变大 10 C 电容器内部电场强度大小不变 D P 点电势升高 五 等效重力场 1 如图所示 在竖直平面内有水平向右 场强为 E 1 104 N C 的匀强电场 在匀 强电场中有一根长 L 2 m 的绝缘细线 一端固定在 O 点 另一端系一质量为 0 08 kg 的带电小球 它静止时悬线与竖直方向成 37 角 若小球获得初速度恰能 绕 O 点在竖直平面内做圆周运动 取小球在静止时的位置为电势能零点和重力 势能零点 cos37 0 8 g 取 10 m s2 下列说法正确 A 小球的带电荷量 q 6 10 5 C B 小球动能的最小值为 1J C 小球在运动至圆周轨迹上的最高点时有机械能的最小值 D 小球绕 O 点在竖直平面内做圆周运动的电势能和机械能之和保持不变 且 为 4J 2 14 分 在光滑绝缘水平面上放置一质量 m 0 2kg 电量 q 5 0 10 4C 的小 球 小球系在长 L 0 5m 的绝缘细线上 线的另一端固定在 O 点 整个装置置 于匀强电场中 电场方向与水平面平行且沿 OA 方向 如图所示 此图为俯视 图 现给小球一初速度使其绕点 O 做圆周运动 小球经过 A 点时细线的张力 F 140N 小球在运动过程中 最大动能比最小动能大 EK 20J 小球视为质点 1 求电场强度的大小 2 求运动过程中小球的最小动能 m L 37 O E 11 3 若小球运动到动能最小的位置时细线被剪断 则小球经多长时间其动能与 在 A 点时的动能相等 3 如图所示 摆长为 L 的不可伸长绝缘细线 一端固定在 O 点 另一端系一质 量为 m 带电荷量为 q 小球 整个装置处于方向水平向右的匀强电场中 场 强大小为 E mg q 小球的平衡位置在 C 点 开始时让小球位于与 O 点同一 水平高度的 A 点 且摆线拉直 然后无初速释放摆球 当小球经过 O 点正下方 B 点 图中未画出 的瞬间 因受细线的拉力作用 速度的竖直分量突变为 0 水平分量不变 求 1 小球到达最低时速度的大小及方向 2 小球到达 C 点时细线对小球拉力的大小 用 m g L 表示计算结果 六 加速电场 偏转电场结论的应用 如图所示是示波管工作原理的示意图 电子经电压 U1加速后以速度 v0垂直进 入偏转电场 离开电场时的偏转量为 h 两平行板间的距离为 d 电势差为 U2 板长为 L 为了提高示波管的灵敏度 即每单位电压引起的