奉贤高中最好的高考补习班最后辅导高三物理电场计算-新王牌

1、惠老师高三物理电场计算汇编1. (2015年高考)如图，在场强大小为E、水平向右的匀强电场中，一轻杆可绕固定转轴。竖直平面内自由转动。杆的两端分别固定两电荷量均为 q的小球A、B, A带正电，B带负电；A、B两球 到转轴O的距离分别为21、1,所受重力大小均为电场力大小的 J3 倍。开始时杆与电场间夹角为0 ( 90y180°)。将杆从初始位置由静止释放，以 。点为重力势能和电势能零点。求:(1)初始状态的电势能 We；(2)杆在平衡位置时与电场间的夹角“；(3)杆在电势能为零处的角速度3。11需改变两板间电压。 假定两板间始终为匀强电场。求:1. (2014年高考)如图，一对平行金

2、属板水平 放置板间距为d,上板始终接地，长度为d/2、质 量均匀分布的绝缘杆， 上端可绕上板中央的固定 轴O在竖直平面内转动，下端固定一带正电的轻 质小球，其电荷量为 q。当两板间电压为 Ui时， 杆静止在与竖直方向 OO狭角0= 30的位置，若 两金属板在竖直平面内同时绕O、O7顶时针旋转15至图中虚线位置时， 为使杆仍在原位置静止(1)绝缘杆所受重力 G;(2)两板旋转后板间电压 U2；(3)在求前后两种情况中带电小球的电势能W1与W2时，某同学认为由于在两板旋转过程中带电小球位置未变，电场力不做功，因此带电小球的电势能不变。你若认为该同学的结论正确，计算该电势能，若认为该同学的结论错误，

3、说明理由并求W1与W2。1. (2013年高考)半径为R,均匀带正电荷的球体在空间产生球对称的电场；场强大小沿半径分布如图所示，图中Eo已知，Er曲线下OR部分的面积等于R2R部分的面积。(1)写出Er曲线下面积的单位；(2)己知带电球在r>R处的场强E =，式中k为静电力常量，该均匀带电球所带的电荷量 Q为多大？(3)求球心与球表面间的电势差AU ;(4)质量为m,电荷量为q的负电荷在球面处需具有多大的速度可以刚好运动到2R处？22. （ 2011年高考）如图（a）,磁铁A、B的同名磁极相对放置，置于水平气垫导轨上。A固定于导轨左端，B的质量m= 0.5kg,可在导轨上无摩擦滑动。将

4、B在A附近某一位置由静止释放，由于能量守恒，可通过测量B在不同位置处的速度，得到 B的势能随位置x的变化规律，见图（c）中曲线I。若将导轨右端抬高，使其与水平面成一定角度（如图（ b）所示），则B的总势能曲线如图（c）中H所示，将 B在x= 20cm处由静止释放，求：（解答时必须写出必要的推断说明。取g=9.8m/s2）（1） B在运动过程中动能最大的位置；（2）运动过程中B的最大速度和最大位移。（3）图（c）中直线出为曲线n的渐近线，求导轨的倾角。（4）若A、B异名磁极相对放置，导轨的倾角不变，在图（c）上画出B的总势能随x的变化曲线。1. (9分)在带电量为一9.0X 10-7C的场源电荷

5、 Q (可视为点电荷)产生的电场中，将一个带电量为一2.0X10-9C的点电荷q放在A点，它受到的电场力的大小为3.2X 10-8N,(如图)求：(1) A点的电场强度E的大小与方向？(2) A点离开场源电荷 Q的距离r为多少？(3)若在A点的右侧有一点 B, A、B两点之间的电势差大小为300V,则将q从A点移到B点，电场力做多少功？g A FES- O/ -©2. （ 14分）如图所示，光滑绝缘的水平面上，相隔4L的AB两点固定有两个电量均为 Q的正点电荷，a,O, b是AB连线上的三点，且 O为中点，Oa=Ob=L, 一质量为 m、电量为q的点电荷以初速度 vo从a 点出发沿A

6、B连线向B运动，在运动过程中电荷受到大小恒定的阻力作用，但速度为零时，阻力也为零， 当它运动到O点时，动能为初动能的 n倍，到b点刚好速度为零，然后返回往复运动，直至最后静止。已知静电力恒量为k,设O处电势为零。求:(1)(2)(3)(4)a点的电场强度。电荷q受到阻力的大小。a点的电势。电荷q在电场中运动的总路程。A a O b B'+ ；'+3. ( 14分)如图所示，一绝缘轻质三角框架OAB可在竖直面内绕 O点自由转动，/ OAB为直角，OA边长1m, OB边长2m。A、B两端分 别固定质量为 0.4kg和1.0kg的两个小球，其中 B球带正电，电荷量 1 X10-6C,

7、图中正方形虚线框内存在水平向右的匀强电场，虚线框边长为2m,上边界和。点齐平。起初，AB边在外力作用下处于水平位置且保 持静止。设图中 。点处电势能和重力势能均为零。(1)若场强为2X106n/C,求图示位置 A、B两球的重力势能和电势能 之和；(2)若场强为2X106N/C,求撤去外力后杆 OA转过30 0时A球的速度(3)撤去外力后，要使 B球不离开电场区域，则场强大小须满足什么条件？4. ( 14分)有三根长度皆为l = 1.00m的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一 端固定在天花板上的 。点，另一端分别拴有质量皆为m= 1.00 M0-2kg的带电小球A和B,它们的电量分别为+ q和一q

8、, q= 1.00 X0-7C。A、B之间用第三根 线连接起来。空间中存在大小为 E= 1.00 M06N/C的匀强电场，场强方向沿水平 向右，平衡时 A、B球的位置如图所示。现将 O、B之间的线烧断，由于有空 气阻力，A、B球最后会达到新的平衡位置。(忽略电荷间相互作用力)求：(1)在细线OB烧断前，AB间细线中的张力大小；(2)当细线OB烧断后并重新达到平衡后，细线 AB中张力大小；(3)在重新达到平衡的过程中，系统克服空气阻力做了多少功？5. (14分)如图所示，一绝缘轻绳绕过无摩擦的两轻质小定滑轮Oi、02, 一端与质量 m= 0.2kg的带正电小环P连接，且小环套在绝缘的均匀光滑直杆

9、上(环的直径略大于杆的截面直径)，已知小环P带电q= 4X10-5C,另一端加一恒定的力 F = 4N。已知直杆下端有一固定转动轴0,上端靠在光滑竖直墙上的 A处，其质量M = 1kg,长度L=1m,杆与水平面的夹角为 0= 53°,直杆上C点与定滑轮在同一高度，杆上 CO=0.8m,滑轮01在杆中点的正上方，整个装置在同一竖直平面内，处于竖直向下的大小E=5X104N/C的匀强电场中。现将小环 P从C点由静止释放，求：(取g=10m/s2)(1)刚释放小环时，竖直墙 A处对杆的弹力大小；(2)下滑过程中小环能达到的最大速度；(3)若仅把电场方向反向，其他条件都不变，则环运动过程中电

10、势能变化的最大值1. (14分)如图所示，电源电动势为s,内阻为r,滑动变阻器总阻值为 3r,间 A . d距为d的两平行金属板 AB、CD竖直放置，闭合电键 S时，板间电场可视为匀强.电场。板间有一长为 L的绝缘细轻杆，能绕水平固定转轴O在竖直面内无摩擦转动，杆上端固定质量为m、带电量为+ q的金属小球a,下端固定质量为 2m、带电量为一q的金属小球b,已知Ob=2Oa,并且q=2mgd ,两带电小球可视为点 £电荷，不影响匀强电场的分布，两电荷间相互作用力不计，重力加速度为go现调节滑片P使其位于滑动变阻器的中点，闭合电键S,待电场稳定后：(1)求两极板间电场强度 E的表达式;(

11、2)将轻杆从如图位置顺时针转过。时(9< 360。)由静止释放，轻杆恰能静止，求0；(3)若将轻杆从如图位置由静止释放，轻杆将绕轴 O顺时针转动，求小球 a运动的最大速度。2. （ 14分）两个带电量均为+q小球，质量均为 m,固定在轻质绝缘直角框架OAB （框架的直角边长均直平面内自由转动。（1）若施加竖直向上的匀强电场大？（2）若改变匀强电场的大小和方向为L）的两个端点 A、B上，另一端点用光滑镀链固定在。点，整个装置可以绕垂直于纸面的水平轴在竖Ei,使框架OA边水平、OB边竖直并保持静止状态，则电场强度Ei多（电场仍与框架面平行），为使框架的OA边水平、OB边竖直（B在O的正下方）

12、，则所需施加的匀强电场的场强E2至少多大？方向如何？（3）若框架处在匀强电场 Ei中OA边水平、OB边竖直并保持静止状态时，对小球 B施加一水平向右的 恒力F ,则小球B在何处时速度最大？最大值是多少？E惠老师高三物理3. (14分)关于点电荷周围电势大小的公式为kQ/r,式中常量k>0, Q为点电荷所带的电量，r为电场中某点距点电荷的距离。如图所示，两个带电量均为+q的小球B、C,由一根长为L的绝缘细杆连接，并被一根轻质绝缘细线静止地悬挂在固定的小球A上，C球离地的竖直高度也为 L。开始时小球A不带电，此时细线内的张力为 To；当小球A带Qi的电量时，细线内的张力减小为Ti;当小球A带

13、Q2的电量时，细线内的张力大于 To。(1)分别指出小球 A带Qi、Q2的电荷时电量的正负；(2)求小球A分别带Qi、Q2的电荷时，两小球 B、C整体受到小球 A的库仑力Fi与F2大小之比；(3)当小球A带Q3的电量时细线恰好断裂，在此瞬间B、C两带电小球的加速度大小为 a,求Q3；(4)在小球A带Q3 (视为已知)电量情况下，若 B球最初离A球的距离为L,在细线断裂到 C球着地的 过程中，小球A的电场力对B、C两小球整体做功为多少？(设B、C两小球在运动过程中没有发生转动)BI2惠老师高三物理4. (14分)如图所示，均可视为质点的三个物体A、B、C在倾角为30。光滑斜面上，A与B紧靠在一起

14、，C紧靠在固定挡板上，质量 分别为 mA = 0.43kg, mB= 0.20kg, mc= 0.50kg ,其中 A 不带电，B、 C的电量分别为 甲=+ 2X10-5C、qc=+ 7M0-5C且保持不变，开始时 三个物体均能保持静止。 现给A施加一平行于斜面向上的力F,使A做加速度a= 2.0m/s2的匀加速直线运动，经过时间t,力F变为恒力。 已知静电力常量 k=9M09N - m2/C2, g=10m/s2。求：(1)开始时BC间的距离L;(2) F从变力到恒力需要的时间t;(3)在时间t内，力F做功Wf = 2.31J,求系统电势能的变化量AEpo14+ + + + + + + +

15、+T-X0B F5. ( 14分)如图所示，在光滑绝缘水平面上，质量为m的均匀绝缘棒 AB长为L、带有正电，电量为 Q 且均匀分布。在水平面上 O点右侧有匀强电场，场强 大小为 巳 其方向为水平向左，BO距离为xo,若棒在 水平向右的大小为 QE/4的恒力作用下由静止开始运 动。求：(1)棒的B端进入电场L/8时的加速度大小和方向；(2)棒在运动过程中的最大动能。(3)棒的最大电势能。(设。点处电势为零)惠老师高三物理6. （ 14分）如图所示，虚线左侧存在非匀强电场，MO是电场中的某条电场线，方向水平向右，长直光滑绝缘细杆CD沿该电场线放置。质量为 mi、电量为+qi的A球和质量为m2、电量

16、为+q2的B球穿过细杆（均可视为点电荷）。当t=0时A在O点获得向左的初速度 vo,同时B在O点右侧某处获得向左的初速度vi,且vi>vo。结果发现，在B向。点靠近过程中，A始终向左做匀速运动。 当t=to时B到达。点（未进入非匀强电场区域），A运动到P点（图中未画出），此时两球间距离最小。静电力常量为ko（1）求0to时间内A对B球做的功；（2）求杆所在直线上场强的最大值；（3）某同学计算出0to时间内A对B球做的功 Wi后，用下列方法计算非匀强电场PO两点间电势差：设0to时间内B对A球做的功为 W2,非匀强电场对 A球做的功为 W3,根据动能定理W2+W3= 0又因为W2=-Wi非

17、匀强电场区：PO两点间电势差UW3四域上0.；A，Lbqi qiM COD请分析上述解法是否正确，并说明理由。i5惠老师高三物理1. ( 13分)根据电磁学有关知识，在某一空间放一电荷量为Q的点电荷，设无穷远处电势为零，则距离点电荷为r的某点的电势公式为kQ',其中k为静电力常量。(1)如图甲所示，在圆心处有一电荷量为+Q的点电荷，其等势面上 a、b、c三点所在的圆半径分别为ra、rb和rc。试用题中公式证明：r越大，点电荷的等势面越稀，即rcrb>rbra。(2)如图乙中虚线所示是电荷量分别为+Q和一Q的等势面，试用题中公式证明：中垂线上任意一点的电势为零。(3)若将两个点电荷

18、构成如图丙所示的电偶极子模型(指电荷量为q、相距为l的一对正负点电荷组成的电结构)，点电荷q0沿以电偶极子为中心、半径为 R的半圆弧从 A移动到B,试求q0受到的电场力所做的 功为多大？191. ( 12分)如图所示，在光滑绝缘水平面上，用长为 2L的绝缘轻杆连接 两个质量均为 m的带电小球 A和B。A球的带电量为+ 2q, B球的带电量 为3q,两球组成一带电系统。虚线 MN与PQ平行且相距3L,开始时A 和B分别静止于虚线 MN的两侧，虚线 MN恰为AB两球连线的垂直平分 线。若视小球为质点，不计轻杆的质量，在虚线 MN、PQ间加上水平向右 的电场强度为 E的匀强电场后，系统开始运动。试求：(1) B球刚进入电场时，带电系统的速度大小；(2)带电系统向右运动的最大距离和此过程中B球电势能的变化量;(3) A球从开始运动至刚离开电场所用的时间。1. （ 14分）在光滑水平面上固定一个竖直圆筒S,圆筒内壁光滑（右图所示为俯视图），半径为1m。圆筒圆心O