物理作业4 静电场

发布 2022-07-15 16:15:28 阅读 5076

1.(2009·海淀区期末练习)如图所示,一条电场线与ox轴重合,取o点电势为零,ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图乙所示,若在o点由静止释放一电子,电子仅受电场力的作用,则( ad )

a.电子将沿ox方向运动。

b.电子的电势能将增大。

c.电子运动的加速度恒定。

d.电子运动的加速度先减小后增大。

1ad解析:由图可知o点右边的电势大于o点的电势,故电场线沿ox的反方向,在o点静止释放电子,且电子仅受电场力作用时,电子将沿ox方向运动,a正确;电场力做正功,电势能减小,b错;从图乙可知电势在相同距离的变化量先减小后增大,故电场强度先减小后增大,故电子运动的加速度先减小后增大,c错,d正确.

2.某静电场沿x方向的电势分布如图所示,则( ac )

a.在o~x1之间不存在沿x方向的电场。

b.在o~x1之间存在着沿x方向的匀强电场。

c.在x1~x2之间存在着沿x方向的匀强电场。

d.在x1~x2之间存在着沿x方向的非匀强电场。

2ac解析:由图象知,在o与x1这两点之间不存在电势差,故这两点之间不存在电场,选项a是正确的.在x1与x2这两点之间存在着与距离成正比的电势差,故可以确定存在着匀强电场.选项c是正确的.

3.如图所示,带电的平行板电容器水平放置,质量相同、重力不计的带电微粒a、b,平行于极板以相同的初速度射入电容器,结果打在极板上的同一点p不计两微粒之间的库仑力,下列说法正确的是( b )

a.在电场中微粒a运动的时间比b长。

b.微粒a所带电荷量比b多。

c.电场力对微粒a做的功比b少。

d.到达p点时微粒a的速率比b小。

3b解析:带电粒子在电场中做类平抛运动,由平抛运动的特点可知,a、b在水平方向位移相等,又因射入时的水平初速度相等,所以a、b在电场内运动的时间相等,所以选项a错误.在竖直方向a的位移大于b的位移,且做初速度为0的匀加速运动,所以a的加速度要大于b的加速度,即aa>ab,又因a=,所以qa>qb,所以选项b正确.因w=eqsy,所以电场力做功wa>wb,选项c错误.由v=,vy=at=,所以d错误.

4. 如图所示,在竖直向上的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球,另一端固定于o点,小球在竖直平面内做匀速圆周运动,最高点为a,最低点为b.不计空气阻力,则( b )

a.小球带负电。

b.电场力跟重力平衡。

c.小球在从a点运动到b点的过程中,电势能减小。

d.小球在运动过程中机械能守恒。

4【解析】:由于小球在竖直平面内做匀速圆周运动,速率不变化,由动能定理,外力做功为零,绳子拉力不做功,电场力和重力做的总功为零,所以电场力和重力的合力为零,电场力跟重力平衡,b正确.由于电场力的方向与重力方向相反,电场方向又向上,所以小球带正电,a不正确.小球在从a点运动到b点的过程中,电场力做负功,由功能关系得,电势能增加,c不正确.在整个运动过程中,除重力做功外,还有电场力做功,小球在运动过程中机械能不守恒,d不正确。

5.有一个点电荷只受电场力的作用,分别从两电场中的a点由静止释放,在它沿直线运动到b点的过程中,动能ek随位移x变化的关系图象如右图所示中的①、②图线所示.则下列说法正确的是( 5abc )

a.正电荷在a图(图中)电场中从a点由静止释放,沿直线运动到b点的过程中,对应的图线是①

b.负电荷在b图(图中)电场中从a点由静止释放,沿直线运动到b点的过程中,对应的图线是①

c.负电荷在c图(图中)电场中从a点由静止释放,沿直线运动到b点的过程中,对应的图线是②

d.负电荷在d图(图中)电场中从a点由静止释放,沿直线运动到b点的过程中,对应的图线是②

5abc【解析】:从图中不难看出分匀强电场和非匀强电场,点电荷在匀强电场中由动能定理得ek=qex,即点电荷动能与其位移成正比,图线如①所示,结合点电荷带电性质与场强方向故a、b正确,在非匀强电场中由于场强e的变化,使得点电荷动能与其位移不再成正比,由图线②可知点电荷动能随位移的增大而增加,并且变化得越来越快,即场强e越来越大,因此c项正确,d错误.

6.如图所示匀强电场e的区域内,在o点处放置一点电荷+为以o为球心的球面上的点,aecf平面与电场平行,bedf平面与电场垂直,则下列说法中正确的是( 6d )

a.b、d两点的电场强度相同。

b.a点的电势等于f点的电势。

c.点电荷+q在球面上任意两点之间移动时,电场力一定做功。

d.将点电荷+q在球面上任意两点之间移动,从a点移动到c点电势能的变化量一定最大。

6【解析】:b、d两点的场强为+q产生的场与匀强电场e的合场强,由对称可知,其大小相等,方向不同,a错误;a、f两点虽在+q的同一等势面上,但在匀强电场e中此两点不等势,故b错误;在bedf面上各点电势相同,点电荷+q在bedf面上移动时,电场力不做功,c错误;从a点移到c点,+q对它的电场力不做功,但匀强电场对+q做功最多,电势能变化量一定最大,故d正确.

7.如图所示,一带电小球a,用绝缘细线拴住系在o点,在o点正下方固定一个带电小球b,a球被。

排开。当细线与竖直方向夹角为α时系统静止,由于支持b球的绝缘柄漏电,在b球电荷量缓慢减少的过程中,发现α逐渐减小,那么该过程中细线的拉力应该如何变化(a、b看作点电荷)( 7a )

a.不变。b.变大。

c.变小。d.无法判断。

8. a、b是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从a点沿电场线运动到b点,其速度—时间图象如图所示。则这一电场可能是下图中的( 8a )

9、如图所示,倾角为30°的直角三角形,底边长为2l,底边处在水平位置,斜边为光滑绝缘导轨,现在底边中点o固定一正电荷q,让一个质量为m的带正电的电荷q从斜面顶端a沿斜面滑下(不脱离斜面).已测得它滑到斜边的垂足d处的速度为v,加速度为a,方向沿斜面向下,问该质点滑到斜面底端c点时的速度和加速度各为多少?

答案: g-a

9【解析】:此题能巧妙地将牛顿第二定律与电场力做功的特点结合在一起,初看是一道纯粹用牛顿第二定律解题的问题,但实际上分析点电荷+q产生的电场的特点是解题关键.将od连接,由几何知识知od=oc=l,表明d、c两点为+q产生电场中等势面上的两点,即该电荷从d点运动到c点电场力不做功,这是解决此题的突破口.

d→c过程只有重力做功,则有mv2+mgl=mvc2

得vc=在d点时对+q受力分析有mgsin30°-f库·cos30°=ma

在c点时对+q受力分析有mgsin30°+f库·cos30°=mac

可解得ac=g-a

10.一长为l的细线,上端固定,下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球,处于如图所示的水平向右的匀强电场中。开始时,将线与小球拉成水平,然后释放,小球由静止开始向下摆动,当细线转过60°角时,小球到达b点速度恰好为零。

试求:1)ab两点的电势差uab.

2)匀强电场的场强大小。

3)小球到达b点时,细线对小球的拉力大小。

10 【解析】(1) (2) (3)mg

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