人教版高中物理选修1静电场―――

1、高中物理学习材料金戈铁骑整理制作第一章 静电场（选彳3-1）第I课时库仑定律电场强度.下述说法正确的是（）A .根据E = F/q ,可知电场中某点的场强与电场力成正比.B.根据E = KQ/r 2,可知点电荷电场中某点的场强与该点电荷的电量Q成正比.C.根据场强叠加原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强.D .电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹【答案】B. （2003全国理综）如图 9-1-6所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角 TOC o 1-5 h z 形的三个顶点上.a和c带正电，b带负电，a所带电量的大小比 b的小.已知c受到a和b 的静电力的合力可用图中四条有向线

2、段中的一条来表示，它应是（）A F 1 B F 2 C F 3 D F4 n _【解析】根据库仑定律以及同种电荷相斥，异种电气广荷相吸，结合平行四边形定则可得B对/图 9-1-6【答案】B.电场强度E的定义式为E=F4 ,根据此式，下列说法中正确的是（）q此式只适用于点电荷产生的电场式中q是放入电场中的点电荷的电荷量，F是该点电荷在电场中某点受到的电场力，E是该点的电场强度式中q是产生电场的点电荷的电荷量，F是放在电场中的点电荷受到的电场力，E是电场强度 在库仑定律的表达式F =kq1q2/r2中，可以把kqz/r2看作是点电荷q?产生的电场在点电荷 q1处的场强大小，也可以把kq1/r2看作

3、是点电荷qi产生的电场在点电荷 q2处的场强大小A.只有B.只有C.只有D.只有【答案】C.用绝缘细线将一个质量为 m、带电量为q的小球悬挂在天花板下面，设空间中存在着沿 水平方向的匀强电场.当小球静止时把细线烧断（空气阻力不计）.小球将做（）A.自由落体运动B.曲线运动C.沿悬线的延长线做匀加速直线运动D.变加速直线运动【解析】小球在重力和电场力的合力作用下，从静止开始沿悬线的延长线做匀加速直线运动.【答案】C-CA B匀速飞过，电子重不计,.如图91 7所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是（）A.先变大后变小，方向水平向左:+ ,+QB.先变大后变小

4、，方向水平向右C.先变小后变大，方向水平向左图 9-1-7D.先变小后变大，方向水平向右【解析】根据电场线分布和平衡条件判断.【答案】B6.在图918所示的竖直向下的匀强电场中，用绝缘的细线拴住的带电小球在竖直平面 TOC o 1-5 h z 内绕悬点O做圆周运动，下列说法正确的是（）带电小球有可能做匀速率圆周运动带电小球有可能做变速率圆周运动带电小球通过最高点时，细线拉力一定最小带电小球通过最低点时，细线拉力有可能最小A.B.C.D.【解析】利用等效场（复合场）处理.【答案】D7、在光滑的水平面上有两个电量分别为Q、Q的带异种电荷的小球， Q=4Q, n2 = 4m问要保持两小球距离不变，可

5、以使小球做 运动；两小球的速度大小之比为.（只受库仑力作用）一一【解析】如图甲所示，两小球可绕它们连线上共同的圆心OQy*-r2 -） mi o . m2V.*二J图甲作匀速圆周运动.对m有:对mt有:两球角速度KQ1Q2L2KQ1Q2L20相等,L为两球距离可得:mHi = m2r2所以 r1 =4口 TOC o 1-5 h z v14由v = co r 可信=一 v21【答案】作匀速圆周运动；4/18.在场强为E,方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m的带电小球，电荷量分别为+2q和-q,两小球用长为L的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O点处于平衡状态，如图所示，重力加

6、速度为g,则细绳对悬点 O的作用力大小为.【解析】先以两球整体作为研究对象，根据平衡条件求出 悬线O对整体的拉力，再由牛顿第三定律即可求出细线对 O点的拉力大小.【答案】2mg+Eq图9-1-99、如图91 10所示，真空中一质量为 m,带电量为q的液滴以初速度为 vo,仰角“射 入匀强电场中以后，做直线运动，求： TOC o 1-5 h z (1)所需电场的最小场强的大小，方向./“(2)若要使液滴的加速度最小，求所加的/电场场强大小和方向.【解析】(1)根据矢量合成定则，当电场力与速度vo垂直指图91一 10向左上方时，电场力最小，此时液滴作匀减速直线运动，有：qE| =mgcosu得 E

7、1 = mgcos/q ,方向与vo垂直指向右下方(2)当带电粒子作匀速直线运动时，加速度最小有：qE2 = mg ,得E2 =mg/q ,方向竖直向下.【答案】(1) E1 = mgcosa/q ,方向与vo垂直指向右下方(2) E2 = mg/q,方向竖直向下10.在一高为h的绝缘光滑水平桌面上，有一个带电量为+q、质量为m的带电小球静止，小球到桌子右边缘的距离为 s,突然在空间中施加一个水平向右的匀强电场E,且qE = 2 mg如图9- 1-11所示，求：(1)小球经多长时间落地?(2)小球落地时的速度.a +心用图 9-1-11【解析】(1)小球在桌面上做匀加速运动，t 1=*=j筌=

8、-，小球在竖直方向做自g由落体运动，t 2=、：义，小球从静止出发到落地所经过的时间：t=t1+t2=2h(2)小球洛地时 vy = gt2 = 4r2gh , vx = at = - 1 = 2gt = 2%； gs + 2,2 gh . m-落地速度 v = v2 vj = 10gh 4gs 8g . 2sh .E .10gh 4gs 8g 2sh 11、长木板AB放在水平面上如图 9-1-12所示，它的 下表面光滑而上表面粗糙， 一个质量为m、电量为q的_GJA/XZZZZZZ/yW/ljBZJ/图 9-1-12小物块C从A端以某一初速起动向右滑行，当存在向下的匀强电场时，C恰能滑到B端

9、，当此电场改为向上时， C只能滑到AB的中点，求此电场的场强.【解析】当电场方向向上时，物块 C只能滑到AB中点，说明此时电场力方向向下，可知物 块C带负电.电场方向向下时有： 1212(mg -qE)Lmv0(M m)V22mv0 = (m M )V电场方向向上时，有：,L 1919二(mg qE)mv0(M m)V222mv0 = (m M )VjggFLimg 呜2r _mgE3q【答案】E =鸣 3q第n课时 电势能电势差电势1、关于电势和电势能下列说法中正确的是（）A.在电场中，电势高的地方，电荷在该点具有的电势能就大；B.在电场中，电势高的地方，放在该点的电荷的电量越大，它所具有的

10、电势能也越大；C.在电场中的任何一点上，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能；D.在负的点电荷所产生的电场中任何一点上，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具 有的电势能.【解析】由9A =包可知，电=qtpA可得结果 q【答案】D2、如图9-2-9所示，M N两点分别放置两个等量种异电荷， A为它们连线的中点， B为 连线上靠近N的一点，C为连线中垂线上处于 A点上方的一点，在A、B C三点中（）电势最高的点是 B点电势最高的点是 C点电势最高的点是 B点电势最高的点是 A点图 9-2-9A.场强最小的点是 A点,B.场强最小的点是 A点,C.场强最小的点是 C点,D.场强最小的点

11、是 C点,【解析】根据等量异种点电荷的电场线和等势面分布以及电场的迭加运算可知【答案】C:过a、c两点的等势面.某电场中等势面分布如图所示，图9210中虚线表示等势面,电势分别为40 V和10 V,则a、c连线的中点b处的电势应（C.小于25 VD.可能等于25 VA.肯定等于25 VB.大于25 V图 9-2-10【解析】由电势的a高b低可知，电场线从a等势面指向b等势面；而且由等势面的形状可 知（等势面一定跟电场线垂直）电场强度左边强，右边弱.因此 UmaUab bcA点处自由释放，电荷仅在电场力作用9 211所示，比较A、B两点电势图 9-2-11. AB连线是某电场中的一条电场线，一正

12、电荷从下沿电场线从 A点到B点运动过程中的速度图象如图（）的高低和场强 E的大小，下列说法中正确的是（(j) AB, Ea Eb(j) A 4 B, EA EBA A EBA A 4 B, EA2W34P、O两电荷可能同号，也可能异号P的初速度方向的延长线与 O之间的 距离可能为零【解析】由图中轨迹可可判断两电荷一定是异种电荷，且一定不对心，故 C、D错；虽 然Rc Rb = Rb Ra ,但越靠近固定电荷电场力越大，所以F12 F34可得 皿2 2W34 ,故B正确【答案】B2、如图9 310所示，光滑绝缘的水平面上 M、N两点各放一电荷量分别为 +q和+2q,完 全相同的金属球 A和B,给

13、A和B以大小相等的初动能 Eo （此时动量大小均为 P0）使其相 向运动刚好能发生碰撞，碰后返回 M、N两点时的动能分别为 Ei和E2,动量大小分别为 Pi和P2,则（）+qJOM图 9-3- 10A.Ei=E2=Eo P1=P2=P0B.Ei=E2Eo Pi=P2PoC.碰撞发生在 M、N中点的左侧D.两球不同时返回M、N两点【解析】完全相同的两金属球初动能、动量大小相同，则初速度大小相同，于 M、N中点相 碰时速度均减为零， 之后由于库仑斥力变大， 同时返回M、N两点时速度大小同时变大但彼 此相等，方向相反.【答案】B3、一个带正电的质点，电量 q=2.0 10-9库，在静电场中由a点移到

14、b点，在这过程中，除 电场力外，其他力作的功为6.0M0-5焦，质点的动能增加了8.0M0-5焦，则a、b两点间的电势差Uab为（）.A. 3M04 伏；B. 1X104 伏；C. 4X104 伏；D.7X104 伏.【解析】由动能定理qUab+W = AEK【答案】B4、如图9-3-11所示四个图中，坐标原点。都表示同一半径为 R的带正电的实心金属球的球 心O的位置，横坐标表示离球心的距离，纵坐标表示带正电金属球产生的电场电势和场强 大小.坐标平面上的线段及曲线表示场强大小或电势随距离r的变化关系，选无限远处的电势为零，则关于纵坐标的说法，正确的是（）A.图表示场强，图表示电势 C.图表示场

15、强，图表示电势A工ORrB.图表示场强，图表示电势D.图表示场强，图表示电势ORrkOR图【解析】处于静电平衡状态的导体是一【答案】B5、如图9 312所示，虚线a、brORr9-3-11一个等势体，内部场强处处为零、c代表电场中的二个等势面，相邻等势面之间的电势差即Uab=Ubc,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知A.二个等势面中， a的电势最局B.带电质点通过 P点时的电势能较C.带电质点通过 P点时的动能较（）产”Q点大,一/1 JQ点大图 9-3- 12D.带电质点通过P点时的加速度较Q点大【解析】先画出电场线，再根据速度、电

16、场力和轨迹的关系，可以判定：质点在各点受的电 场力方向是斜向下方.由于是正电荷，所以电场线方向也沿电场线向下方，相邻等差等势面 中，等势面越密处，场强与大.【答案】BD6、如图9313,在匀强电场中，a、b两点连线与电场线成 60角.将正电荷由a点移到b点，电场力做正功，可以判定电场线的方向是由 指向 的.如果ab相距0.20m,场强为2X103n/c,正电荷的电量为4X 10-4C,则电荷的电势能变化了 焦耳.图 9-3-13【解析】因为电场力做正功，可以判定电场线的方向是是从下方指向上方； Wab =qESabcos60 =8 102J【答案】从下方指向上方；8M10/J7、已知A ABC

17、处于匀强电场中.将一个带电量q = 2m10_6C的点电荷从A移到B的过程中，电场力做功W, =-1.2m10J ;再将该点电荷从B移到C ,电场力做功和 V.试【解析】先由W=qU求出AB、BC间的电压分别为6V和3V,再根据负电荷 A-B电场力做负功，电势能增大，电势降低；B-C电场力做正功,电势能减小，电势升高，知中B=-1Vc =2V沿匀强电场中任意一条直线电势都是均匀变化的,因此AB中点D的电势与 C点电势相同,CD为等势面，过 A做CD的垂线必为电场线, 如图甲.方向从高电势指向低电势，所以斜向左下方【答案】B = -1V c =2V8、在电场中一条电场线上有A、B两点，如图9-3

18、-15所示.若将一负电荷q = 2.0M10,C,从A点移至B点，电荷克服电场力做功 4.0M10J.试求：(1)电场方向；(2)A、B两点的电势差，哪一点电势高 ？(3)在这一过程中，电荷白电势能怎样变化？(4)如在这一电场中有另一点C,已知UAC =500V ,若把这一负荷从B移至C电场力做多少功？是正功还是负功？ *AB图 9-3-15【解析】(1)根据题意负电荷 从A点移至B点电场力电场力做负功，可知电场方向A指向B (2)电场方向A指向B,因此A点电势高U ABWB J4 10：J=2 103Vq -2 10)C(3)在这一过程中，电荷的电势能增加4.0M10“J_ _ _ _， _

19、3. . . .(4)因为 UAC =500V 而 Uab =2父10 V 所以 UBC =1500VWbc =qUBC =(一2 10C) ( 1500V) =3 10/J电场力做正功9、如图93 16所示，一条长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为 m的带电小球.将 它置于一匀强电场中，电场强度大小为巳 方向是水平的，已知当细线离开竖直的位置偏角为“时，小球处于平衡，问：图 9-3-16(1)小球带何种电何？求小球所带电量.(2)如果细线的偏角由“增大到 中,然后将小球由静止开始释放 则中应多大，才能使在细线到竖直位置时，小球的速度刚好为零.【解析】(1)由受力平衡可得： qE=mgtan

20、amg tan :q = 正电何E(2)解法(一)由动能定理可知:mgl(1-cos )-qEl sin =0-0qE _ 1 - cos :mg sin ：又因为qE二tan ;mg HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 2：2sin 一 2PP2sin cos HYPERLINK l bookmark222 o Current Document 22P=tan2，中所以 3=得：中=2中2解法（二）利用等效场（重力和电场力所构成的复合场）当细线离开竖直的位置偏角为 “时，小球处于平衡的位置为复合场的平衡位置，即“最低”位置，小球的振动关于该平衡

21、位置对称，可知=2：【答案】正电荷，q=mgtga/E 甲=2a形成向外发射的粒子流，M ,发射的是2价 m,单位电荷的电量为 e,V,根据动量守恒定律:10、静止在太空的飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子，从而对飞行器产生反冲力，使其获得加速度.已知飞行器的质量为 氧离子，发射功率为 P,加速电压为U ,每个氧离子的质量为 不计发射氧离子后飞行器质量的变化.求：（1）射出的氧离子速度；（2）每秒钟射出的氧离子数；（3）射出离子后飞行器开始运动的加速度.【解析】（1）据动能定理知：2eU =mv2v=2也2: mP（2）由 P =2NeU ,得 N =2eU（3）以氧离子和飞行器为系统

22、，设飞行器的反冲速度为 N.：tmv-MV =0 N：tmv = MVV Nmv P m所以飞仃徐f的加速度 a = = Jt M M ； eU第IV课时 电容带电粒子在电场中的直线运动1、如图9-4-11所示，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度，若不改变A、B两 极板带的电量而减小两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质，那么静电计指针的偏转角A、一定减小 B、一定增大C、一定不变 D、可能不变sQ【斛析】 由C =和U = ，电量不变，可知 A对图 9-4-114 : kdC2、如图9 412所示，平行板电容器经开关 S与电池连接，a处有一电荷量非常小的点电 荷，S是闭合的，。

23、a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，使两板间的距离增大，则A. 4 a变大，F变大B. 4 a变大，F变小C. （j） a不变，F不变D. 4 a不变，F变小【解析】 极板间电压U不变，两极板距离 d增大，所以场强E 减小故F变小.a到B板距离变大则a到B板的电势差增大， 而B板接地，所以。a变大，故B对.【答案】B3、.离子发动机飞船，其原理是用电压U加速一价惰性气体离子，将它高速喷出后，飞船得到加速，在氨、窟、僦、氟、氤中选用了氤，理由是用同样电压加速，它喷出时（）A.速度大B.动量大C.动能大D.质量大由动能定理:得到动能均相同但动量P = 2mEK

24、,质量越大，动量越大，反冲也大.故选 B4、如图9413所示，水平放置的平行金属板 a、b分别与电源的两极相连，带电液滴 P 在金属板a、b间保持静止，现设法使 P固定，再使两金属板 a、b分别绕中心点 O、O/垂直 于纸面的轴顺时针转相同的小角度 ”,然后释放P,则P在电场内将做（ ）A.匀速直线运动B.水平向右的匀加速直线运动C.斜向右下方的匀加速直线运动D.曲线运动【解析】原来有：qE = mg即q U = mg d设转过口角时（如图甲），则两极板距离为变d = d cosotU保持不变，在竖直方向有：一UUqEcos- =qcos - - q = mgd cos二d所以竖直方向合外力为

25、零水平方向受到恒定的外力 qEsin因此带电液滴P将水平向右的匀加速直线运动，B【答案】B5、如图9414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。从1=丁/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.图 9一 4 一 14【解析】从t=0时刻释放电子，如果两板间距离足够大，电子将向右先匀加速T/2,接着

26、匀减速T/2,速度减小到零后，又开始向右匀加速 T/2,接着匀减速T/2直到打在右极板上. 电 子不可能向左运动；如果两板间距离不够大，电子也始终向右运动，直到打到右极板上.从t=T/4时刻释放电子，如果两板间距离足够大，电子将向右先匀加速 T/4,接着匀减速T/4,速度减小到零后，改为向左先匀加速T/4,接着匀减速T/4.即在两板间振动；如果两板间距离不够大，则电子在第一次向右运动过程中就有可能打在右极板上.从t=3T/8时刻释放电子，如果两板间距离不够大，电子将在第一次向右运动过程中就打在右极板上；如果第一次向右 运动没有打在右极板上，那就一定会在第一次向左运动过程中打在左极板上.选 AC

27、【答案】AC6、如图9415所示，水平放置的两平行金属板相距为 d,充电后其间形成匀强电场.一带电 量为+q,质量为m的液滴从下板边缘射入电场 ，并沿直线运动恰好从上板边缘射出 .可知，该液 滴在电场中做 运动，电场强度为 ，电场力做功大小为 图 9-4-15【解析】由题意可知，带电粒子只能作匀速直线运动，所受重力和电场力的合外力为零.有：qE =mgE = mg,根据动能定理：qU mgd = 0 qqU = mgd【答案】作匀速直线运动，E=mg,W=mgd7、密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性.如图所示是密立根实验的原理示意图 9 416,设小油滴质量为 m,调节

28、两板间电势差为 U,当小油滴悬浮不 动时，测出两板间距离为 d.可求出小油滴的电荷量 q=.受力平衡可得：qE二mgUq = mgmgdq = U喷雾器嘴图 9-4-16显微镜mgdU8、如图9417所示，在倾角37的斜面两端，垂直于斜面方向固定两个弹性板，两板 相距2米，质量10克，带电量1X10-7库仑的物体与斜面的摩擦系数为0.2,物体在斜面中物体在运动中电量点时速度大小为10米/秒，物体在运动中与弹性板碰撞中机械能不损失,不变，若匀强电场场强 E=2X 106牛/库，求物体在斜面上通过的路程？ （g=10米/秒2）【解析】f =Fn =mgcos37 =0.016Nmgsin370=0

29、.06NEq=0.2Nf+ mgsin37 Eq故最后应停在紧靠上边弹性板处，由动能定理得：图 9-4-17l LL .-12 Eq - - mg sin - fS = 0 - - mv 解得：S=40m222【答案】S=40m9、如图9 4 18所示，空间相距为d的平行金属板加上电压后，它们之间的电场可视为匀强电场，其变化如图，当 t=0时，A板电势比B板电势高，这时在靠近 B板处有一初速度为 零的电子（质量为 m ,电量为q）在电场力作用下开始运动，若要使这电子到达A板时具有最大的动能，则所加交变电压的频率最大不能超过多少?【解析】根据题意当电子从t=0时开始运动，运动时间 与WT时，电子

30、到达 A板时具有最2大的动能.临界条件：d -at2 =工也（T）2丁=尸所以f=QUJ,qU 0.8md22 md 2qU08md2【答案】不能超过10、( 2003年上海高考)为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面是面积A = 0.04m2的金属板，间距 L = 0.05m ,当连接到U =2500V的高压电源正负两极时，能在两金属板间产生一个匀强电场，如图9-4-19所示.现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，每立方米有烟尘颗粒1013个，假设这些颗粒都处于静止状态，每个颗粒带电量为q =+1.0m10,7C ,质量为m = 2.0 x10

31、,5kg,不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力.求合上电键后:经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附？除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功？经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大？【解析】当最靠近上表面的烟尘颗粒被吸附到下板时，烟尘就被全部吸附.烟尘颗粒受到的电场力：F = 也而L =1at2 =1也t2可得t =0.02sL 22 mL由于板间烟尘颗粒均匀分布，可以认为烟尘的质心位置位于板的中心位置 ,因此除尘过程中电场力对烟尘做的总功为：4W NALqU =2.5 10 J设烟尘颗粒下落距离为 x,则当时所有烟尘颗粒的总动能：12qUEk =-mv *NA(L -

32、x) =qx *NA(L - x)图 9 一 4一 19-1_当x=L时，Ek最大，又根据第V课时带电粒子在电场中的曲线运动1、如果不计重力的电子，只受电场力作用，那么，电子在电场中可能做 ( )A.匀速直线运动B.匀加速直线运动C.匀变速曲线运动D.匀速圆周运动【解析】电子绕核运动便可看成匀速圆周运动【答案】B C D2、一束由不同种正离子组成的粒子流以相同的速度，从同一位置沿垂直于电场方向射入匀强电场中，所有离子的轨迹都是一样的，这说明所有粒子（A.都具有相同的比荷B.都具有相同的质量C.都具有相同的电量D.都属于同一元素的同位素【解析】当粒子从偏转电场中飞出时的侧移y ,速度的偏角 日相

33、同时，则粒子的轨迹相同 由y少2=/及tanW*嘿”：当粒子的比荷M目同时，侧移y 角日相同.【答案】A3、如图9514所示，电子在电势差为 Ui的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，射入方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角 0变大的是（A.Ui变大、U2变大B.Ui变小、U2变大C.Ui变大、U 2变小D.Ui变小、3变小图 9-5-14Vy at U2qL U2L【解析】tan日=一 =一 =2= 故B对V0 V0 dmv02Uid【答案】B4、如图9- 5i5所示，虚线表

34、示某点电荷 Q所激发电场的等势面，已知 a、 b两点在同一等势面上，c、d两点在另一个等势面上.甲、乙两个带电粒子以相同的速率，沿不同的方向从同一点a射入电场，在电场中沿不同的轨迹adb曲线、acb曲线运动.则下列说法正确的是（）两粒子所带的电荷符号不同甲粒子经过c点时的速度大于乙粒子经过 d点的速度两个粒子的电势能都是先减小后增大经过b点时，两粒子的动能一定相等A.B. C. D.【解析】由图轨迹可知 Q和乙是同种电荷，Q和甲是异种电荷，故对；图 9-5-15乙先做负功后做正功，电势能先增大后减小.甲先做正功后做负功，电势能先减小后增大.到 达b点两者速度又相等，但质量未知，动能不一定相等.

35、故对，错.5、.a、b、c三个汽粒子由同一点垂直场强方向进入偏转电场，其轨迹如图9516所示,其中b恰好飞出电场，由此可以肯定(在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上b和c同时飞离电场进入电场时，c的速度最大，a的速度最小动能的增量相比，c的最小，a和b的一样大A.B.C.D.【解析】 根据类平抛运动的竖直方向分运动可知，加速度相同，竖向位移c最小，a、b相同，得a、b飞行时间相等，c时间最短，故速度 c比b大；b射程大于a,故b的速度大于a.比 较竖向位移可知电场力做功 c的最小，a和b的一样大.选对【答案】D6、一个初动能为 Ek的电子，垂直电场线飞入平行板电容器中，飞出电容器的动能为2E

36、k,如果此电子的初速度增至原来的2倍，则当它飞出电容器时的动能变为 Ek【解析】电子穿过匀强电场， 电场力做功与在场强方向上偏转成正比.若初速度加倍，穿过 电场的时间减半，偏移为原来的1/4 ,电场力做功也为原来的1/4 .原来的动能增量Ek =Ek ,速度加倍后电子动能增量将是原来的1/4 ,而进入时初动能为 4Ek ,因此飞出时的动能Ek = 4.25Ek.【答案】Ek = 4.25Ekkk图 9-5-177、质量为m、带电量为+q的小球用一绝缘细线悬于 o点，开始时它在 AB 之间来回摆动， OA、OB与竖直方向OC的夹角均为0 ,如图9-5-17所示.(1)如果当它摆动到 B点时突然施

37、加一竖直向上的、大小为 E = mg / q的匀强电场.则此时线中的拉力 T1 =(2)如果这一电场是在小球从 A点摆到最低点C时突然加上去的，则当 小球运动到B点时线中的拉力 T2 =【解析】(1)当小球摆动到B点时，速度为零，向心加速度为零，此时合外力便为零，因为电场力与重力已抵消，故拉力 T1 =0(2)从A到C点由动能定理可得:mgl（1 一 cos日）=；mv2 02联立 可得：T2 = 2mg（1 cos日）在最低点C点：t2 = mv- l【答案】（1）=0（2） T2 = 2mg（1 cosH）8、一质量为m ,带电量为+q的小球从距地面高 h处以一定初速度水平抛出.在距抛出点

38、水平距离L处，有一根管口比小球直径略大的竖直细管.管上口距地面 h/2,为使小球能 无碰撞地通过管子， 可在管子上方的整个区域加一个场强方向水平向左的匀强电场，如图图9-5- 18所示，求：(1)小球初速V0(2)电场强度E的大小.(3)小球落地时动能 Ek.【解析】电场中粒子运动，在水平方向上:m *_+ q; HEh； 1 h L h/2777777777777777777.v0 =qEt/m又有mv2/2=qEL图 9-5-18竖直方向上：h/2 = gt2/2联立 得：v0=2L、；gh/h,E = 2mgL /qh ,小球落地时动能：Ek =mv：/2 - mgh-EqL=mgh9、

39、如图9=519所示，两块长 3cm的平行金属板 AB相距1cm,并与300V直流电源的两-31-19极相连接，中a ,故粒子不能飞出电场.22(2)从(1)的求解可知，与B板相距为y的电子带是不能飞出电场的，而能飞出电场的电子带宽度为x=d y =1 0.6 =0.4cm,所以能飞出电场的电子数占总电子数的百分比为:= 4000n = - 1000c =04 100d 0110、如图9-5-20所示，在x 0的空间中，存在沿 x轴方向的匀强电场 E ；在x0的空间中，沿y轴正方向以v0的速度做匀速直线运动，沿x轴负方向做匀加速直线运动，设加速度的大小为a ,贝U F = eE = mad =

40、- at122电子从A点进入x 0的空间后，沿y轴正方向仍做vo的匀速直线运动，沿X轴负方向 做加速度大小仍为 a的匀减速直线运动，到达Q点.根据运动的对称性得， 电子在X轴方向速度减为零的时间t2 - t12md ,电子沿y轴正方向的位移（1）电子的X方向分运动的周期T = 4t1 = 42md AB = OA = Vo.,eE电子到达Q点后，在电场力作用下，运动轨迹QCPi与QAP关于QB对称，而后的运动轨迹沿y轴正方向重复PAQCPi,所以有：（2）电子运动的轨迹与 y轴的各个交点中，任意两个交点的距离s = nAC = 2nOA =2nv0 J2md(n =1,2,3- ),eE第VI

41、课时实验：电场中等势线的描绘1、在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验中，在下列所给出的器材中，应该选用的是（）6伏的交流电源6伏的直流电源100伏的直流电源D.量程0- 3安，零刻度在刻度盘左边的电流表E.量程0 300微安，零刻度在刻度盘中央的电流表在实验过程中，要把复写纸、导电纸、白纸铺放在木板上，它们的顺序是（自上而下）【答案】BE导电纸、复写纸、白纸.2、用恒定电流的电流场模拟静电场描绘等势线时，下列哪些模拟实验的设计（图9-6- 5）是合理的（）图 9-6-5A.如图所示圆柱形电极 M N都接电源的正极，模拟等量正点电荷周围的静电场B.如图所示圆柱形电极 M接电源正极，圆环形电极

42、N接电源负极，模拟正点电荷周围 附近的静电场C.如图所示两个平行的长条形电极M N分别接电源正、负极，模拟平行板电容器间的静电场D.如图所示圆柱形电极 M接电源负极，模拟负点电荷周围的静电场【解析】用电流场模拟静电场，在导电纸上必须形成电流.由于、两个方案在导电纸上不会形成电流，因此设计不合理.、两个设计是合理的.选 BC.【答案】BC3、在“电场中等势线的描绘”实验中，下列说法正确的是（）A.这是一个模拟实验，正负电极模拟正负点电荷B.电源应为8-10伏直流电C.若把灵敏电流计换成伏特计，这个实验也是可行的D.找等势点时，两个探针应该同时移动，直至电流计示数指零 【答案】AC4、在用模拟法描

43、绘静电场等势线的实验中，某同学发现描绘的等势线发生畸变，则产生误 差的可能原因是（）A.电流表的灵敏度不高B.电极与导电纸接触不良C.导电纸涂层不均匀D.有一个电极靠近导电纸边缘【答案】CD把两条长条形电极紧图 9-6-65、某同学进行了实验探究，描绘静电场的等势线，做了以下的实验： 压在导电纸上（导纸铺在平木板上），并分别 接在低压恒定直流电源两极，现取一金属环， 将圆环放在两电极中间的导电纸上，再在灵敏 电流计正、负接线柱上分别接两探针I和n（电源从灵敏电流计正接线柱流入时，指针右偏）作如下测试如图（图 966）:a.当两探针I和n与金属环内导电纸上任意两点接触时，电流表指针将 .（填右偏

44、、左偏或指零）b.当两探针I和n与金属环上任意两点接触时，电流表指针将 .（填右偏、左 偏或指零）c.当两探针I和n分别与环上、环内导电纸接触时，电流表指针将（填右偏、 左偏或指零）d.当两探针I和n分别与环上、导电纸上a点接触时，电流表指针将（填右偏、左偏或指零）【答案】a.指零b.指零c.指零 d.左偏【整合提升】、选择题（共8小题，每小题6分，共48分.在每小题中只有一个选项符合要求）1、关于场强的二个公式E =一E = k gE = V的适用范围，下列说法正确的是qr d（ ）A.三个公式都只能在真空中适用.B.公式和只能在真空中适用，公式在真空中和介质中都适用.C.公式和只能在真空中

45、适用，公式在真空中和介质中都适用.D.公式适用于任何电场，公式只适用于点电荷形成的电场，公式只适用于匀强电场.【答案】D2、设电子在运动过程中只受电场力作用，则在下列哪个电场中，只要给电子一个适当的初速度它就能自始至终沿一条电场线运动；而给电子一个适当的初速度它就能始终沿某个等势面运动（）A,匀强电场B,正点电荷产生的电场C.负点电荷产生的电场D.以上都不可能【答案】B3、如图9-1,把一带正电的小球 a放在光滑绝缘面上，欲使球 a能静止在斜面上，需在 MN 间放一带电小球 b,则b应（）A.带负电，放在A点B,带正电，放在 B点C.带负电，放在C点D,带正电，放在 C点 【答案】C4、A、B

46、两个小球带同种电荷，放在光滑的绝缘水平面上，A的质量为m, B的质量为2m,它们相距为d,同时由静止释放，在它们距离到2d时，A的加速度为a,速度为v,则（ ）A.此时B的加速度为a/4B.此过程中电势能减小 5mv2/8C.此过程中电势能减小 mv2/4D.此时B的速度为v/2【解析】相互作用的两小球在运动过程中的任一时刻，作用力大小相等，因此当质量为m的A球的加速度为a时，质量为2m的B球加速度为a / 2 ；又因为系统动量守恒：0=mv（2m）v得 v=v/2,电势能的减小量：is = mv2 +1（2m）（）2 =- mv2. TOC o 1-5 h z HYPERLINK l boo

47、kmark26 o Current Document 2224【答案】D5、（图92） A、B两点各放有电量为+Q和+2Q的点电荷，A、 B、C、D四点在同一直 线上，且AC=CD = DB.将一正电荷从 C点沿直线移到 D点，则（）A .电场力一直做正功短+股B.电场力先做正功再做负功110A C D B图9-2C.电场力一直做负功D.电场力先做负功再做正功【解析】 通过计算AB两点间两点电荷叠加的合场强为零的位置在C和D点之间，故将一正电荷从C点沿直线移到 D点，电场力先做正功再做负功.【答案】B6、某电解电容器上标有“25V、470d F”的字样，对此，下列说法正确的是（）A、此电容器只

48、能在直流 25V及以下电压才能正常工作.B、此电容器在交流电压的有效值为25V及以下也能正常工作.C、当工作电压是 25V时，电容才是 470 F.D、这种电容器使用时，不必考虑两个引出线的极性.【解析】由标称值可知，该电解电容器用于直流 25V及以下电压时才能正常工作； 电容器的 电容值由其内部构造所决定， 在不被击穿的条件下， 与其工作电压无关； 电解电容器两引线 有正、负极之分，使用时极性不能接错，也不能接交流电.正确答案为A.【答案】A7、某研究性学习小组学习电学知识后进行对电工穿的高压作业服进行研究，发现高压作业 服是用铜丝编织的，下列各同学的理由正确的是（）A.甲认为铜丝编织的衣服

49、不易拉破，所以用铜丝编织B.乙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用C.丙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用D. 丁认为铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用【解析】利用静电平衡及静电屏蔽知识可得【答案】C8、如图9- 3所示，L为竖直、固定的光滑绝缘杆，杆上 O点hi图9312qU ob mg (hi hh) )mvb套有一质量为 m、带电量为一q的小环，在杆的左侧固定 一电荷量为+Q的点电荷，杆上 a、b两点到+Q的距离相 等，Oa之间距离为 , ab之间距离为h2,使小环从图示位置的O点由静止释放后，通过 a的速

50、率为03ghi .则下列说法正确的是（）A.小环通过b点的速率为Jg（3hi+2h2）B.小环从O到b,电场力做的功可能为零C.小环在Oa之间的速度是先增大后减小D.小环在ab之间的速度是先减小后增大【解析】。到a有：qU oa十mgh1 = mv2 -0 O到b有 2因为 Uoa =Uob 联立可得 Vb =Jg(3h +2h2)【答案】A二、填空题（共4小题，每小题5分，共20分）9、真空中有两个相同的金属小球，带电量分别为-1.0X 108C和+ 3.0X10-8C,相距r时,相互作用为0.30N ,现将两球相接触后再放回原处，则它们之间的相互作用力为N.【答案】0.10N10、如图9-

51、4所示，一质量为 m.电何量为+q的小球从距地面为h处，以初速度vo水平抛出，在小球运动的区域里，加有与小球初速度方向相反的匀强电场，若小球落地时速度方向恰好竖直向下，小球飞行的水平距离为 L,小球落地时动能Ek=,电场强度 E=.【解析】把小球的运动正交分解， 水平万向做匀减速运动， 竖直万向做自由洛体运动.小球在落地时的速度恰好竖直向下，说明水平方向恰好速度减为零，因此小球落地时速度由竖直方向运动决定，所以v2=2gh得Ek =- mv2 =mgh-在水平方向上：l Jat2 在竖直方向上:22,1 .2aLqELmgL、h 二一gt -= ，x = g，E =g- -)2ghmhqh【答

52、案】Ek=mgh , E =型 qh11、图95展示了等量异种点电荷的电场线和等势面，从图中我们可以看出， A、B两点 的场强、电势, C、D两点的 场强、电势（以上四空均填“相同”或“不同”）【答案】相同；不同；不同；相同12、如图96所示，有三个质量相等，分别带正电、 负电和不带电的粒子，从极板左侧中央以相同的水 平速度v先后垂直地射入匀强电场中.分别落在正极板 的a、b、c处，粒子所受重力不能忽略，则可知粒子a、b、c三个粒子在电场中的加速度有aa_ab ac图96（填“ A”、“ ”或 “ =），c粒子 电（填“带正电”、“带负电”或“不带电”）【解析】三粒子作类平抛运动，因为 相同的

53、水平初速度，所以飞行越远，时间越长，在 竖直方向：h=lat2,有2=与 因此aaabac , c粒子带负电. 2t【答案】;P则可知S闭合时为加热状态,S断开时为保温状态；即 A不正确B正确.由于电路中总电压 U不变，故选择功率公式222_P=，可知也二卫一8RR2R1 - R2 R1 - R2厚度.当C与D接入电路中时,R2=4b.可知R1 = 4,由欧姆定律得 ”=4,故选A ab dR2I1【答案】A.电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧开前的加热状态，另一种是锅内水烧开后的保温状态，如图10-1-9所示是一学生设计的电饭锅电路原理示意图,S是用感温材料制造的开关.下列说法中正确的是

54、（）A.加热状态时是用 Ri、R2同时加热的.B.当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态C.要使R2在保温状态时的功率为加热状态时的1/8, R1/R2应为7 ： 1D.要使R2在保温状态时的功率为加热状态时的1/8 , R1/R2应为（272-1） ： 1【解析】当S闭合时,R1 被短路，P=2202 /R2；当 S 断开，R1 与 R2 串联，P= 2202 / ( R1【答案】BD.电子绕核运动可等效为一环形电流，设氢原子中的电子以速度 v在半彳5为r的轨道上运动,用e表示电子的电量，则其等效电流的电流强度等于 .【解析】由电流的定义式I = q/t,则电子的电流强度的大小应

55、为I=e/T,而电子运动的周期ev2 T【答案】m2 T. 一直流电源给蓄电池充电如图10-1-10所示，若蓄电池内阻r,电压表读数电流表的读数为I,则输入蓄电池的电功率为 ,蓄电池的发热功率 为,电能转化为化学能的功率为 .【答案】UI,I2r,UI-I 2r.某一直流电动机提升重物的装置，如图 10-1-11所示，重物的质量 m=50kg,电源提供给电动机的电压为U=110V ,不计各种摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物二1K机用时，电路中的电流强度I=5.0A ,求电动机的线圈电阻大小（取g=10m/s2）【解析】电动机的输入功率 P=UI,电动机的输出功率 P1=m

56、gv,电动机发热功率P2=I2r 而 P2=P P1,即 I2r= UI mgv图 10-1-11代入数据解得电动机的线圈电阻大小为r=4 Q【答案】r=4 Q.在图10-1-12中，AB和A B是长度均为L = 2km,每km电阻值为p = 1Q的两根输电线.若发现在距离 A和A等远的两点C和C间发生漏电，相当于在两点间连接了一个电Ub=72V;当电源接在 B、B时,测得A、A 间电压为 Ua = 45V.求 A与C相距多远？【解析】在测量过程 中的等效电路如图所 示（甲）、（乙）所 示.当电源接在A、A 时，可以认为电流仅在 间每根输电线的电阻为乙阻.接入电动势 E=90V、内阻不计的电源

57、：当电源接在A、A间时，测得B、B间电压为图 10-1-12ACCA中流，此时 Ub=72V为漏电阻 R上的电压.设 AC和BCURRac和Rbc.则有：一巴= 同理，当电源接在 B、BE 2Rac R间时，则有：UA=-RE 2Rbc R1由两式可得：Rac = Rbc根据电阻7E律 R =4L 0c L ,可得 A、C 间相距为：L ac = - x2km =0.4km TOC o 1-5 h z S5【答案】0.4km10.如图10-1-13所示是一种悬球式加速度仪.它可以用来测定沿水平轨道做匀加速直线运动的列车的加速度.m是一个金属球，它系在细金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在。点，AB

58、是一根长为L的电阻丝，其阻彳1为R.金属丝与电阻二 丝接触良好，摩擦不计.电阻丝的中点c焊接一根导线.从。点也引出一2人根导线，两线之间接入一个电压表 （金属丝和导线电阻不计）.图中 ,。虚线OC与AB相垂直，且 OC=h,电阻丝AB接在电压恒为 U的直流 7一稳压电源上.整个装置固定在列车中使AB沿着车前进的方向.列车静止时金属丝呈竖直状态.当列车加速或减速前进时， 金属线将偏离竖直方向 幅压电诵卜V为从电压表的读数变化可以测出加速度的大小图 10-1-13（1）当列车向右做匀加速直线运动时，试写出加速度 a与。角的关系及加速度a与电压表读数U的对应关系.（2）这个装置能测得的最大加速度是多

59、少？【解析】（1）小球受力如图所示，由牛顿定律得：2=三=mgtan=gtan9 . m m设细金属丝与竖直方向夹角为 。时，其与电阻丝交点为 D, CD间的电压为U,J K则好修a a,故得AB L+ a CD a=gtan 0 =g hLUhu（2）因CD间的电压最大值为U/2 ,即 Umax=U/2所以 amaX= 2Lh g.【答案】(1) a=gtane (2) amax= g. 2h|H：R1R2第n课时 电路分析滑动变阻器U,电阻Ri为1.如图10-2-14所示，在 A、B两端加一恒定不变的电压60 Q,若将R1短路，R2中的电流增大到原来的 4倍；则R2为（40a【答案】B20

60、a120 ad. 6aU图 10-2-142.如图10-2-15所示，D为一插头，可接入电压恒定的照明电路中,a、b、c为三只相同且功率较大的电炉，a靠近电源，b、c离电源较远，而离用户电灯 L很近，输电线有电阻.关于电炉接入电路后对电灯的影响，下列说法中正确的是A,使用电炉a时对电灯的影响最大B,使用电炉b时对电灯的影响比使用电炉a时大C.使用电炉c时对电灯几乎没有影响图 10-2-15B不正确.图10-2-16ED,使用电炉b或c时对电灯影响几乎一样【解析】输电线有一定电阻，在输电线上会产生电压损失.使用电炉c或b时，对输电线中 TOC o 1-5 h z 电流影响较大，使线路上的电压损失