物理作业3 静电场

发布 2022-07-04 00:52:28 阅读 4377

1、a、b是某电场中一条电场线上的两点,一正电荷仅在电场力作用下,沿电场线从a点运动到b点,速度图象如图所示.下列关于a、b两点电场强度e的大小和电势φ的高低的判断,正确的是( 1ac )

a.ea>eb

b.eac.φa<φb

d.φa>φb

1【解析】:由题图可知,正电荷速度越来越小,变化越来越慢,所受电场力越来越小,故ea>eb,a对;受电场力方向与运动方向相反,可知场强方向由b向a,电势φa<φb,c对.

2、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( c )

a.动能减小。

b.电势能增加。

c.动能和电势能之和减少。

d.重力势能和电势能之和增加。

3、(2008·广东卷)图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹,粒子先经过m点,再经过n点,可以判定( 3ad )

a.m点的电势大于n点的电势。

b.m点的电势小于n点的电势。

c.粒子在m点受到的电场力大于在n点受到的电场力。

d.粒子在m点受到的电场力小于在n点受到的电场力。

3【解析】:本题考查学生们对电场线的掌握情况.由于沿电场线方向电势逐渐降低,故φm>φn,a项正确,b项错误;由电场线疏密程度表示场强大小知,em4.如图所示,+q1和-q2是两个可自由移动的电荷,且q2=4q1.现再取一个可自由移动的点电荷q3放在q1与q2连接的直线上,欲使整个系统平衡,那么( 4a )

a.q3应为负电荷,放在q1的左边.

b.q3应为负电荷,放在q2的右边。

c.q3应为正电荷,放在q1的左边.

d.q3应为正电荷,放在q2的右边.

5.(2009·安徽理综)在光滑的绝缘水平面上,有一个正方形abcd,顶点a、c处分别固定一个正点电荷,电荷量相等,如图所示.若将一个带负电的粒子置于b点,自由释放,粒子将沿着对角线bd往复运动.粒子从b点运动到d点的过程中( 5d )

a.先作匀加速运动,后作匀减速运动。

b.先从高电势到低电势,后从低电势到高电势。

c.电势能与机械能之和先增大,后减小。

d.电势能先减小,后增大。

5d解析:电场强度的方向如图所示,o点场强为零,b o场强减小,o d场强增加,带负电粒子先做变加速运动,后做变减速运动,a错.沿电场线的方向电势下降,b错.只有电场力做功,电势能与机械能之和不变,c错.电场力先做正功,后做负功,d对.

6.(2008·高考山东卷)如图所示,在y轴上关于o点对称的a、b两点有等量同种点电荷+q,在x轴上c点有点电荷-q,且co=od,∠ado=60°.下列判断正确的是( bd )

a.o点电场强度为零。

b.d点电场强度为零。

c.若将点电荷+q从o移向c,电势能增大。

d.若将点电荷-q从o移向c,电势能增大。

6bd解析:本题考查电场强度矢量的叠加及电场力做功与电势能变化的关系.空间中任何一点的场强都是三个点电荷在该点产生场强的矢量和.a、b两个+q在o点的场强矢量和为0,所以o点的场强等于c点-q在o点产生的场强(不为零),a选项错误;a、b、c三点电荷在d点产生的场强如图所示,大小相等,设ea=eb=ec=e,ea、eb的矢量和沿x轴正方向,大小也等于e,ec方向沿x轴负方向,故三个场强的矢量和为0,b选项正确;在x<0的区间,合场强方向沿x轴负方向,所以将正电荷从o移向c,电场力做正功.电势能减小,将负电荷从o移向c,电场力做负功,电势能增加,c选项错误,d选项正确.本题正确选项bd.

7.如图所示,图中k、l、m为静电场中的3个相距较近的等势面.一带电粒子射入此静电场中后,沿abcde轨迹运动.已知φk<φl<φm,且粒子在ab段做减速运动.下列判断中正确的是( )

a.粒子带负电。

b.粒子在a点的加速度大于在b点的加速度。

c.粒子在a点与e点的速度大小相等。

d.粒子在a点的电势能小于在d点的电势能。

7cd解析:由于φk<φl,带电粒子在ab段做减速运动,因此粒子带正电,a错误;由电场线分布情况可知a点场强小于b点场强,因此粒子在a点的加速度小于在b点的加速度,b错误;a点和e点处在同一等势面上,因此该粒子在该两点的动能、电势能都相等,c正确;b点和d点处在同一等势面上,b、d两点的电势能相等,由于带电粒子在ab段做减速运动即该阶段电场力做负功,电势能增加,即a点的电势能小于b点的电势能,故d正确.

8.(2010·潍坊市模拟)如图所示,q1、q2为两个固定点电荷,其中q1带正电,它们连线的延长线上有a、b两点.一正试探电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动,其速度图象如图所示.则( )

a.q2带正电。

b.q2带负电。

c.试探电荷从b到a的过程中电势能增大。

d.试探电荷从b到a的过程中电势能减小。

8bc解析:本题考查的是场强叠加、电场力做功与电势能的关系及读图能力.由速度—时间图象可知试探电荷从b点到a点过程速度减小,电场力做负功电势能增加,q2带负电;过了a点后,速度增大,电场力做正功,电势能减小,故bc选项正确.

9.(2009·全国理综)图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线.两粒子m、n质量相等,所带电荷的绝对值也相等.现将m、n从虚线上的o点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示.点a、b、c为实线与虚线的交点.已知o点电势高于c点.若不计重力,则( )

a.m带负电荷,n带正电荷。

b.n在a点的速度与m在c点的速度大小相同。

c.n在从o点运动至a点的过程中克服电场力做功。

d.m在从o点运动至b点的过程中,电场力对它做的功等于零。

9bd解析:因o点电势高于c点,故场强方向向下,由轨迹弯曲方向知m带正电,n带负电,a选项错误;因uao=uoc,利用动能定理得:a、c两点速度大小相同,b选项正确;n从o到a过程电场力做正功,c选项错误;o、b在同一等势面上,电场力做功为零,d选项正确.

10.两个半径均为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α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)α粒子在极板间运动的加速度a;

3)α粒子的初速度v0.

10【解析】:(1)极板间场强e=.

2)α粒子带电荷为2e,质量为4m,所受电场力f=2ee=.

粒子在极板间运动的加速度a==.

3)由d=at2得:t==2d,v0==.

11.如图所示,电子以v0的速度沿与电场垂直的方向从a点飞入匀强电场,并且从另一端b点沿与场强方向成120°角的方向飞出,设电子的电荷量为e,质量为m,求a、b两点间的电势差uab是多少?(不计电子的重力)

11【解析】:在b点,电子的速度vb与初速度v0的夹角为30°,vb=v0/cos30°①

电子从a到b过程,根据动能定理。

euba=mvb2-mv02②

由①②得uab=-uba=-

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