电场：电流_章节学习

1

题型：填空题

|

填空题

如图所示，A、B、C是平行纸面的匀强电场中的三点，它们之间的距离均为L，现将电量为q=10-5C正电荷由A移到C电场力做功为W1=8×10-5J，将电荷由C移到B电场力做功为W2=-2×10-5J，则A点电势φA=______V（设B点电势为零）．

正确答案

6

解析

解：设B点电势为零，=UAB==6V

故答案为：6V

1

题型：简答题

|

简答题

如图所示为等量异性电荷形成的电场，a、b是电场中两点，将一个电子从a点移到b点，克服电场力做功为6.4×10-16J．那么a、b两点的电势差是多少？

正确答案

解：据题，电场力做功为：W=-6.4×10-16J，

则a、b两点的电势差为：U===4000V

答：a、b两点的电势差为4000V．

解析

解：据题，电场力做功为：W=-6.4×10-16J，

则a、b两点的电势差为：U===4000V

答：a、b两点的电势差为4000V．

1

题型：简答题

|

简答题

如图所示，在真空中有两块很大的平行金属板A和B，A板接地，B板的电势为+φ．两板间的距离为d，在A板的内侧涂有荧光物质，在B板的P处有一离子源，它不断地向各个方向发射质量为m，初速度为v，电荷量为q的正离子．在这些离子打在A板的内侧时发出荧光，求A板上发出荧光的范围大小．

正确答案

解：当粒子沿水平方向射出时，达到A板上的距离最大，根据类平抛运动可知，运动的时间为t

解得：t=

水平方向通过的位移为：x=

故在A板上发出荧光的范围为半径为的圆

答：A板上发出荧光的范围大小为的圆

解析

解：当粒子沿水平方向射出时，达到A板上的距离最大，根据类平抛运动可知，运动的时间为t

解得：t=

水平方向通过的位移为：x=

故在A板上发出荧光的范围为半径为的圆

答：A板上发出荧光的范围大小为的圆

1

题型：简答题

|

简答题

一带负电的粒子，q=-2.0×10-9C，在静电场中由A点运动到B点，在这过程中，除电场力外，其它力作的功为6.0×10-5J，粒子动能增加了8.0×10-5J．求：

（1）电场力做了多少功？

（2）A、B两点间的电势差UAB等于多少？

正确答案

解：（1）対粒子由A点运动到B点的过程利用动能定理：

W电+W其他=△Ek

得：W电=△Ek-W其他=8.0×10-5J-6.0×10-5J=2.0×10-5J

（2）又因为：

V

答：（1）电场力做功为2.0×10-5J

（2）a、b两点间的电势差-1×104V

解析

解：（1）対粒子由A点运动到B点的过程利用动能定理：

W电+W其他=△Ek

得：W电=△Ek-W其他=8.0×10-5J-6.0×10-5J=2.0×10-5J

（2）又因为：

V

答：（1）电场力做功为2.0×10-5J

（2）a、b两点间的电势差-1×104V

1

题型：多选题

|

多选题

如图所示，在绝缘水平面上固定着一光滑绝缘的圆形槽，在某一过直径的直线上有O、A、B三点，其中O为圆心，A点固定电荷量为Q的正电荷，B点固定一个末知电荷，且圆周上各点电势相等，AB=L．有一个可视质点的质量为m，电荷量为-q的带电小球正在滑槽中运动，在C点受到电场力指向圆心，C点所处的位置如图所示，根据题干和图示信息可知（　　）

AB点的电荷带正电

BB点的电荷量为3Q

CB的电荷量为Q

D小球在滑槽内做的是匀速圆周运动

正确答案

C,D

解析

解：B、由小球在C点处恰好与滑槽内、外壁均无挤压且无沿切线方向的加速度知：小球在C点的合力方向一定沿CO，且指向O点．

A对小球吸引，B对小球排斥，因此小球带负电、B带负电．

由∠ABC=∠ACB=30°知：∠ACO=30°

AB=AC=L； BC=2ABcos30°=L

由力的合成可得：F1=F2

即：=

QB=Q，故B错误，C正确

A、有前面分析：A对小球吸引，B对小球排斥，B带负电，小球带负电，故A错误

D、以O为原点，OB为x轴正方向，OC为y轴正方向，槽上某点的坐标为（x，y），则该点的电势为：

φ=-

而

代入上式解得：φ=0

说明圆周上各点电势相等，小球在运动过程中电势能不变，根据能量守恒得知，小球的动能不变，小球做匀速圆周运动，故D正确

故选：CD

1

题型：简答题

|

简答题

如图所示，悬线下挂-个带正电的小球，它的质量为m，电荷量为q，整个装置处于的匀强电场中，悬线该直线与竖直方向的夹角为θ，那么匀强电场最小场强是多少？方向如何？

正确答案

解：由题，小球处于平衡状态，根据三角形定则作出合力，

由图看出，当电场力F与此直线垂直时，电场力F最小，场强最小，

则有F=qEmin=mgsinθ，

得到，

答：匀强电场最小场强是，方向垂直绳向上．

解析

解：由题，小球处于平衡状态，根据三角形定则作出合力，

由图看出，当电场力F与此直线垂直时，电场力F最小，场强最小，

则有F=qEmin=mgsinθ，

得到，

答：匀强电场最小场强是，方向垂直绳向上．

1

题型：多选题

|

多选题

（2015•金华模拟）如图所示，竖直平面内的xOy坐标系中，x轴上固定一个点电荷Q，y轴上固定一根光滑绝缘细杆（细杆的下端刚好在坐标系原点O处），将一个重力不计的带电圆环（可视为质点）套在杆上，由P处静止释放，圆环从O处离开细杆后恰好绕点电荷Q做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）

A圆环沿细杆从P运动到O的过程中，加速度一直增大

B圆环沿细杆从P运动到O的过程中，速度一直增大

C若只增大圆环所带的电荷量，圆环离开细杆后仍能绕点电荷Q做匀速圆周运动

D若将圆环从杆P′（P点上方）静止释放，其他条件不变，圆环离开细杆后仍能绕点电荷Q做匀速圆周运动

正确答案

B,C

解析

解：A、圆环从P运动到O的过程中，受库仑引力，杆子的弹力，库仑引力沿杆子方向上的分力等于圆环的合力，滑到O点时，所受的合力为零，加速度为零．故A错误

B、圆环从P运动到O的过程中，只有库仑引力做正功，根据动能定理知，动能一直增大，则速度一直增大．故B正确．

C、根据动能定理得，，根据牛顿第二定律得，，联立解得，可知圆环仍然可以做圆周运动．若增大高度，知电势差U增大，库仑引力与所需向心力不等，不能做圆周运动．故C正确，D错误．

故选：BC．

1

题型：简答题

|

简答题

（2015秋•云南校级月考）如图，O、A、B为同一斜面内的三个点，OB沿斜面向下，∠BOA=60°，0B=OA．将一质量为m的小球以初速度v0自O点平行斜面水平向右抛出，小球在运动过程中恰好通过A点．使此小球带电，电荷量为q（q＞0），同时加一匀强电场．场强方向与△OAB所在平面平行，现从O点以同样的速率沿某一平行斜面方向抛出此带电小球，该小球也恰好通过了A点，到达A点时的动能是初动能的3倍；若该小球从O点以同样的速率沿另一平行斜面方向抛出，恰好通过B点，且到达B点的动能为初动能的6倍，重力加速度大小为g．固定光滑斜面的倾角θ=30°，求：

（1）无电场时，小球达到A点时的速度大小；

（2）OA、0B的电势差UOA、UOB；

（3）电场强度的大小和方向．

正确答案

解：（1）无电场时，小球在斜面内做类平抛运动．建立如图所示的坐标系．设小球从O到A的运动时间为t，小球到达A点时沿y轴方向的分速度为vy．则得：

x=v0t

y=

小球达到A点时，有：tan60°=

联立解得：vy=v0；

因此小球达到A点时的速度大小为：

v==

（2）设OA=d，则OB=d．小球的初动能为EK0．根据类平抛运动的规律得：

d•sin60°=v0t

d•cos60°=gsin30°•t2

又 EK0=，联立解得：EK0=mgd

加电场后，从O点到A点下降了dcos60°•sin30°=d，

从O点到B点下降了dsin30°=d．

根据动能定理，

由O到B，有：qUOB+mg•d=6EK0-EK0；

解得：UOA==

UOB==

（3）在匀强电场中，沿着任意直线，电势的降落是均匀的，设直线OB上的M点的电势与A的电势相同，M点到O点的距离是x，如图，则有：

==

解得：x=d

MA是等势线，电场线与MA的垂线OC平行，设电场方向与竖直向下的方向之间的夹角是α，由几何关系可得：α=30°，即电场线的方向与竖直方向之间的夹角是30°．

设电场强度的大小是E，则得：E=

又 UOA=，EK0=mgd

解得：E=

答：（1）无电场时，小球达到A点时的速度大小是；

（2）OA、0B的电势差UOA、UOB分别为和．

（3）电场强度的大小为，方向与竖直方向之间的夹角是30°．

解析

解：（1）无电场时，小球在斜面内做类平抛运动．建立如图所示的坐标系．设小球从O到A的运动时间为t，小球到达A点时沿y轴方向的分速度为vy．则得：

x=v0t

y=

小球达到A点时，有：tan60°=

联立解得：vy=v0；

因此小球达到A点时的速度大小为：

v==

（2）设OA=d，则OB=d．小球的初动能为EK0．根据类平抛运动的规律得：

d•sin60°=v0t

d•cos60°=gsin30°•t2

又 EK0=，联立解得：EK0=mgd

加电场后，从O点到A点下降了dcos60°•sin30°=d，

从O点到B点下降了dsin30°=d．

根据动能定理，

由O到B，有：qUOB+mg•d=6EK0-EK0；

解得：UOA==

UOB==

（3）在匀强电场中，沿着任意直线，电势的降落是均匀的，设直线OB上的M点的电势与A的电势相同，M点到O点的距离是x，如图，则有：

==

解得：x=d

MA是等势线，电场线与MA的垂线OC平行，设电场方向与竖直向下的方向之间的夹角是α，由几何关系可得：α=30°，即电场线的方向与竖直方向之间的夹角是30°．

设电场强度的大小是E，则得：E=

又 UOA=，EK0=mgd

解得：E=

答：（1）无电场时，小球达到A点时的速度大小是；

（2）OA、0B的电势差UOA、UOB分别为和．

（3）电场强度的大小为，方向与竖直方向之间的夹角是30°．

1

题型：简答题

|

简答题

电场中有A．B两点，A点场强为4×103N/C，A．B两点间电压为3×103V，有一质量为2×10-12kg，电量为1.2×10-8C，且不计重力的粒子，初速为零，仅在电场力作用下，从A点释放运动到B点．则：

（1）粒子在A点受电场力多大？

（2）释放瞬间加速度多大？

（3）粒子由A到B，电场力做功多少？

（4）到B点时速度多大？

正确答案

解：（1）粒子在A点受到的电场力为：F=qE=4.8×10-5N

（2由牛顿第二定律可得加速度为：a=

（3）电场力做功为：W=qU=1.2×10-8×3×103J=3.6×10-5J

（4）根据动能定理可得：W=

解得：v=

答：（1）粒子在A点受电场力为4.8×10-5N

（2）释放瞬间加速度为2.4×107m/s2

（3）粒子由A到B，电场力做功为3.6×10-5J

（4）到B点时速度为6×103m/s

解析

解：（1）粒子在A点受到的电场力为：F=qE=4.8×10-5N

（2由牛顿第二定律可得加速度为：a=

（3）电场力做功为：W=qU=1.2×10-8×3×103J=3.6×10-5J

（4）根据动能定理可得：W=

解得：v=

答：（1）粒子在A点受电场力为4.8×10-5N

（2）释放瞬间加速度为2.4×107m/s2

（3）粒子由A到B，电场力做功为3.6×10-5J

（4）到B点时速度为6×103m/s

1

题型：多选题

|

多选题

有一静电场，其电势在x方向变化的图线如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A该电场的电场强度沿x方向

Bx=1.0m处电场强度不一定等于零

C该电场的电场强度为20V/m

Dx=0.5m与1.5m两处电场强度等大、反向

正确答案

A,C

解析

解：A在φ-x图象中，斜率代表场强，故场强大小相等，电势降落最快的方向才是场强方向，故电场的场强方向沿x方向，故A正确；

B、场强E=，故场强处处相等，故BD错误，C正确；

故选：AC

1

题型：多选题

|

多选题

以下说法正确的是（　　）

A电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，在数值上等于使两极板间的电势差为1V时电容器需要带的电荷量

B在电场中，电势高的地方，电荷在该点具有的电势能就大

C电源电动势的大小反映的是电源把其他形式能转化成电能的本领

D处于静电平衡状态的导体，内部的电场强度处处为零，该导体表面电势不一定相等

正确答案

A,C

解析

解：A、电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，据C=在数值上等于使两极板间的电势差为1V时电容器需要带的电荷量，故A正确．

B、据电势能E=qφ可知，电荷的电势能取决于电荷与该点的电势，所以电势高的地方，电荷在该点具有的电势能不一定大，故B错误；

C、电源电动势的大小反映的是电源把其他形式能转化成电能的本领，故C正确；

D、处于静电平衡状态的导体，内部的电场强度处处为零，是个等势体，故D错误．

故选：AC．

1

题型：单选题

|

单选题

有三个质量相等、分别带正电、负电和不带电的微粒，从左侧中央以相同的水平速度v0，先后垂直于电场方向射入匀强电场中，它们分别落在正极板的A、B和C处，如图所示，将落在A、B、C处的微粒分别为A、B和C，则（　　）

A微粒A带负电，B不带电，C带正电

B三个微粒在电场中运动的时间相等

C三个微粒在电场中的加速度aC＞aB＞aC

D三个微粒到达正极板的动能EA＞EB＞EC

正确答案

C

解析

解：A、小球进入电场时的速度相等，水平位移xA＞xB＞xC，则tA＞tB＞tC．

根据y=，y相等，则aA＜aB＜aC．

根据牛顿第二定律知，A球所受电场力向上，C球所受电场向下，B球不带电，则A球带正电，C球带负电．故A错误，B错误，C正确．

D、根据动能定理知，A、B、C三球重力做功相等，A球电场力做负功，C球电场力做正功，则EC＞EB＞EA．故D错误．

故选：C．

1

题型：简答题

|

简答题

（2015秋•上高县期末）如图所示，长度未知的两端封闭的玻璃真空管，内壁光滑，装有A、B两个金属小球，质量、电量分别为m、3q和3m、q，现将真空管与水平面成30°放置时，A球处在管底，而B球恰在管的正中央位置，试求真空管的长度．

正确答案

解：B球受力，重力、库仑力、支持力．对重力进行分解，则有：

k=3mgsin30°

解得：

L=

答：真空管的长度为．

解析

解：B球受力，重力、库仑力、支持力．对重力进行分解，则有：

k=3mgsin30°

解得：

L=

答：真空管的长度为．

1

题型：简答题

|

简答题

一试探电荷的电荷量为-4×10-9C，在A点的受到的静电力为6×10-7N，试求出A点的场强，将试探电荷移走后，A点的场强的大小为多少？换一电荷1.2×10-6C的电荷放在A点，受到的静电力又为多少？

正确答案

解：由题意：检验电荷的电荷量 q=-4×10-9C，所受的静电力 F=6×10-7N，则P点的场强为：

E=．

探电荷移走后，A点的场强的大小不变，故还为-150N/C

将试受到的电场力为：F=qE=-150×1.2×10-6N=-1.8×10-4N

答：A点的场强为-150N/C，-150N/C，电场力为-1.8×10-4N

解析

解：由题意：检验电荷的电荷量 q=-4×10-9C，所受的静电力 F=6×10-7N，则P点的场强为：

E=．

探电荷移走后，A点的场强的大小不变，故还为-150N/C

将试受到的电场力为：F=qE=-150×1.2×10-6N=-1.8×10-4N

答：A点的场强为-150N/C，-150N/C，电场力为-1.8×10-4N

1

题型：简答题

|

简答题

如图（a），O、N、P为直角三角形的三个顶点，∠NOP=37°，OP中点处固定一电量为q1=2.0×10-8C的正点电荷，M点固定一轻质弹簧．MN是一光滑绝缘杆，其中ON长为a（a=1m），杆上穿有一带正电的小球（可视为点电荷），将弹簧压缩到O点由静止释放，小球离开弹簧后到达N点的速度为零．沿ON方向建立坐标轴（取O点处x=0），图（b）中Ⅰ和Ⅱ图线分别为小球的重力势能和电势能随位置坐标x变化的图象，其中E0=1.24×10-3J，E1=1.92×10-3J，E2=6.2×10-4J，k=9.0×109N•m2/C2，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2．

（1）求电势能为E1时小球的位置坐标x1和小球的质量m；

（2）已知在x1处时小球与杆间的弹力恰好为零，求小球的电量q2；

（3）求小球释放瞬间弹簧的弹性势能Ep．

正确答案

解：（1）势能为E1时，距M点的距离为：

x1=acos37°••cos37°=0.32a=0.32m

x1处重力势能为：E1=mgx1sin37°

m==1×10-3kg

（2）在x1处，根据受力分析可知

=mgcos37°，

其中：r=x1tan37°=0.24a

带入数据，得：q2==2.56×10-6C

（3）根据能量守恒，有：mga sin37°+E2-E0=EP

带入数据，得：EP=5.38×10-3J

答：（1）求电势能为E1时小球的位置坐标x1为0.32m，小球的质量m1×10-3kg

（2）已知在x1处时小球与杆间的弹力恰好为零，小球的电量q2为2.56×10-6C

（3）求小球释放瞬间弹簧的弹性势能Ep为 5.38×10-3J

解析

解：（1）势能为E1时，距M点的距离为：

x1=acos37°••cos37°=0.32a=0.32m

x1处重力势能为：E1=mgx1sin37°

m==1×10-3kg

（2）在x1处，根据受力分析可知

=mgcos37°，

其中：r=x1tan37°=0.24a

带入数据，得：q2==2.56×10-6C

（3）根据能量守恒，有：mga sin37°+E2-E0=EP

带入数据，得：EP=5.38×10-3J

答：（1）求电势能为E1时小球的位置坐标x1为0.32m，小球的质量m1×10-3kg

（2）已知在x1处时小球与杆间的弹力恰好为零，小球的电量q2为2.56×10-6C

（3）求小球释放瞬间弹簧的弹性势能Ep为 5.38×10-3J

热门试卷

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析