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1、高二物理人教新课标版静电场问题同步练习（答题时间：45分钟） 1. 带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：在电场线上运动；在等势面上做匀速圆周运动。该电场可能由（ ）A. 一个带正电的点电荷形成B. 一个带负电的点电荷形成C. 两个分立的带等量负电荷的点电荷形成D. 一个带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成 2. 如图所示，带电小球A、B的电荷量分别为、，都用长为L的细线悬挂在O点，静止时A、B相距为d。为使其平衡时AB间距离减为，可采用以下哪些方法（ ）A. 将小球A、B的质量都增加到原来的2倍B. 将小球B的质量增加到原来的8倍C. 将小球A、B的电荷量都减小到原
2、来的一半D. 将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍 3. 质量为m的物块，带正电荷为Q，开始时让它静止在倾角的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平向左、大小为的匀强电场中，如图所示。斜面高为H，释放物块后，物块落地的速度大小为（ ）A. B. C. D. 4. 三个带正电的微粒，电荷量均为Q，放在边长为a的等边三角形的三个顶点位置，问在此三角形的中心应放置怎样的电荷，才能使这一点电荷系保持平衡。 5. 两个半径均为R的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d，极板间的电势差为U，板间电场可以认为是均匀的，一个粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极
3、板之间，到达负极板时恰好落在极板中心。已知质子电荷为e，质子和中子的质量均视为m，忽略重力和空气阻力的影响。求：（1）极板间的电场强度E；（2）粒子在极板间运动的加速度a；（3）粒子的初速度。 6. 如图所示，在真空室中的两个水平放置的金属板，板间的距离为h。有一质量为m的小油滴，带电荷量为q，自上极板的下表面处由静止开始自由下落，当它运动到两极板间距离的中点时，给两极板加电压U，使油滴受到向上的力，当电压等于多大，才能使小油滴在刚好接近下极板时，开始向上运动？ 7. 一条长为的细线上端固定在O点，下端系一个质量为m的小球，将它置于一个很大的匀强电场中，电场强度为E，方向水平向右，已知小球在B
4、点时平衡，细线与竖直线的夹角为，如图所示。求：（1）当悬线与竖直方向的夹角为多大时，才能使小球由静止释放后，细线到竖直位置时，小球速度恰好为零？（2）当细线与竖直方向成角时，至少要给小球一个多大的速度，才能使小球在竖直面内做圆周运动？ 8. 如图所示，两块竖直放置的平行金属板A、B相距为d，两板间电压为U，一质量为m的带电小球从两板间的M点开始以竖直向上的初速度运动，当它到达电场中的N点时速度变为水平方向，大小变为，求M、N两点间的电势差和电场力对带电小球所做的功。（不计带电小球对金属板上的电荷均匀分布的影响，设重力加速度为g） 9. 真空中有一均匀电场，方向沿x轴正方向，若质量为m、电荷量为
5、q的一带电微粒从O点以初速度沿y轴正方向进入电场，经t时间到达A点，此时速度大小也为，方向沿x轴正方向，如图所示。求：（1）从O点到A点的时间t；（2）该匀强电场的电场强度E及OA边线与x轴的夹角；（3）若设O点为零势点，则A点电势为多大？ 10. 如图所示，ab是半径为R的圆的一条直径，该圆处于匀强电场中，场强大小为E，方向一定，在圆周平面内，将一带正电q的小球从a点以相同的动能抛出，抛出方向不同时，小球会经过圆周上不同的点，在所有的这些点中，到达c点时小球的动能最大。已知cab=30，若不计重力和空气阻力。试求：（1）电场方向与ac间的夹角为多大？（2）若小球在a点时初速度方向与电场方向垂
6、直，则小球恰好能落在c点，那么初动能为多大？ 1. A解析：负电荷在电场线上运动，说明电场是直线；负电荷在等势面上做匀速圆周运动，说明等势线是圆形曲线，能满足以上两种情况的场源电荷可以是一个带正电的点电荷，不可能是带负电的点电荷，所以A正确、B错误，两个分立的带等量正电荷的点电荷可以满足以上条件，而两个分立的带等量负电荷的点电荷不能使负电荷完成题中运动，所以C错误，D中情况的等势线不能使负电荷做匀速圆周运动，D错误。 2. BD解析：由B的共点力平衡图可知，而，可知，选B、D。 3. C解析：想要弄清物体的运动情况，必须先分析清楚物体的受力情况，否则就容易因思维定势而出错。此题易错的原因就是没
7、有仔细分析物体的受力情况，而直接认为物体是沿斜面下滑。不少同学在做这道题时，一看到“固定光滑绝缘斜面”就想物块沿光滑斜面下滑不受摩擦力作用，由动能定理得，得，而错选A。其实“固定光滑绝缘斜面”是干扰因素，只要分析物块的受力就不难发现，物块根本不会沿斜面下滑，而是沿着重力和电场力合力的方向做匀加速直线运动，弄清了这一点，就很容易求得本题正确答案，故正确答案为C。 4. 应放置一个电荷量为的负电荷解析：如图所示，必须在等边三角形的中心放置一个负电荷。这一点电荷系才有可能平衡。分析Q1受力，根据共点力的平衡条件及力的平行四边形定则，得，而所以即此题既要用到共点力的平衡条件、力的平行四边形定则，还要应
8、用三角函数的知识，稍有疏忽，就算不出正确答案。 5. （1）（2）（3）解析：（1）极板间场强（2）粒子电荷量为，质量为4m，所受电场力：，粒子在极板间运动的加速度（3）由，得， 6. 解析：方法一：油滴做自由落体运动至两板间中点时速度为v，由得，加上电压后油滴所受合力，油滴竖直向上的加速度，再经速度减为零，即。由以上各式得。方法二：分析油滴运动的整个过程由可知，前半程的加速度与后半程的加速度一定大小相等、方向相反，即，解得。方法三：前半程由动能定理得，后半程由动能定理得，可得。方法四：油滴从上极板到下极板的整个运动过程，对全过程应用动能定理得，解得。 7. （1）2（3）解析：（1）小球在B
9、点受力平衡，如图甲所示，由平衡条件有：因；，所以。设小球由C点（细线与竖直线夹角为）运动至最低点A时速度恰为零，此过程小球的重力势能减少，电势能增加。由能量守恒有。由以上各式得。即，则。方法二：由于小球是在匀强电场和重力场的复合场中运动，其等效重力加速度（复合场场强）（见图乙），小球在A、C间的运动类比为一单摆，B点为振动的平衡位置，A、C点为最大位移处。由对称性即可得出结论：。（2）绳系小球在复合场中做圆周运动的条件与重力场中类似，只不过其等效“最高”点为D，“最低”点为B，等效重力加速度（或叫做复合场强度）为。由解得 8. 解析：带电小球从M点运动到N点的过程中，在竖直方向上仅受重力作用，
10、从初速度匀减速到零，水平方向上仅受电场力作用，速度从零匀加速到。竖直位移；，水平位移：，又，所以。M、N两点间的电势差。从M点运动到N点的过程中，由动能定理得：，又，所以。 9. （1）（2）（3）解析：由于带电微粒到达A点时，在y轴正方向上的速度已减小到零，因此带电粒子除受到沿x轴正方向的电场力外，还受到与y轴正方向相反的重力。根据力的独立作用原理及运动的独立性原理，微粒在x轴正方向上做初速度为零的匀加速直线运动，其加速度为；在y轴正方向上做初速度为的竖直上抛运动。由于电场方向是沿x轴正方向，则A点电势应比O点低，已知O点电势为零，则A点电势为负值。（1）设微粒从O点到A点的运动时间为t，即为微粒做竖直上抛运动这一分运动的时间，则：。（2）在x轴正方向上，到达A点的速度为，则：，则。设在x轴正方向的位移为X，则：，设在y轴正方向上的位移，即上抛最大高度为Y，则：，。（3）根据，又因为，所以O点和A点的电势差为，又因为，所以。 10. （1）30（2）解析：（1）带正电小球在c点时动能最大，c点是物理最低点，O为圆心，电场力方向沿Oc方向，如题图所示，由于Oc=Oa=R，有。（2）设初速度，垂直于电场方向带正电小球匀速运动，。平行于电场方向带正电小球匀加速运动，。根据牛顿第二定律。由以上各式得。7用心 爱心 专心
