2019-2020年高中物理 第一章电场章节复习练习题四 新人教版选修3-1.doc

2019-2020年高中物理 第一章电场章节复习练习题四 新人教版选修3-11竖直放置的平行金属板A、B带有等量异种电荷，在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m=4.010-5kg，带电量q=3.010-7C的小球，平衡时悬线偏离竖直方向，夹角为，如图所示（1）A、B之间的电场是什么电场？场强的大小多少，方向怎样？（2）若剪断细线，小球在到达金属板之前将怎样运动？2如图所示，在场强为E的水平匀强电场中，一根长为l的绝缘杆，两端分别固定着带有电量q和q的小球（大小不计）现让缘绝杆绕中点O逆时针转动角，则转动中带电小球克服电场力做功是多少？3如图所示，在正的点电荷Q的电场中有a、b两点，它们到点电荷Q的距离。（l）a、b两点哪点电势高？（2）将一负电荷放在a、b两点，哪点电势能较大？（3）若a、b两点问的电势差为100V，将二价负离子由a点移到b点是电场力对电荷做功还是电荷克服电场力做功？做功多少？ 4如图所示，半径为r的绝缘细圆环的环面固定在水平面上，场强为E的匀强电场与环面平行。一电量为+q、质量为m的小球穿在环上，可沿环作无摩擦的圆周运动，若小球经A点时，速度vA的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用，试计算：（1）速度vA的大小；（2）小球运动到与A点对称的B点时，对环在水平方向的作用力。5如图所示，一个质量为m，电量为-q的小物体，可在水平轨道x上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙，轨道处在场强大小为E，方向沿Ox轴正向的匀强磁场中，小物体以初速度v0从点x0沿Ox轨道运动，运动中受到大小不变的摩擦力f作用，且fB时，UAB为正）（忽略电荷的重力）（1）若在t=0时将电荷由静止释放，它将做何运动？（2）若在t=T/8时将电荷由静止释放，它将做何运动？（3）若在t=T/4时将电荷由静止释放，它将做何运动？qAB(a)UABtT2TO(b)（4）若在t=T/2时将电荷由静止释放，它将做何运动参考答案：1（1）匀强电场；N/C；方向由A板垂直指向B板（2）做初速为零的匀加速直线运动，加速度a=1.25m/s，方向与竖直方向成37角斜向右下方2. 3. （l）在点电荷Q的电场中，它的等势面是以Q为球心的半径不同的球面，如图中虚线所示，a、c在同一等势面上，c、b两点位于同一条电场线上沿着电场线的方向是电势降低的方向，所以c点电势高于b点电势，a点又与c点等势，则a点电势高于b点电势 （2）比较电势能的大小，可以利用电场力做功跟电势能变化的关系作出判定一个负电荷由a点移到b点要克服电场力做功，根据功能关系，电荷电势能要增加，此负电荷在b点电势能较大 通过对正、负电荷的电势能大小的分析，可以有以下结论：正电荷放在电势越高的位置电势能就越大，而负电荷放在电势越低的位置电势能就越大（3）负离子由a移到b是克服电场力做功：。答：（l）a点高；（2）在b点电势能大；（3）是克服电场力做功，J4. 【点拨解疑】 （1）在A点，小球在水平方向只受电场力作用，根据牛顿第二定律得： 所以小球在A点的速度。（2）在小球从A到B的过程中，根据动能定理，电场力做的正功等于小球动能的增加量，即 ，小球在B点时，根据牛顿第二定律，在水平方向有解以上两式，小球在B点对环的水平作用力为：。5. 【点拨解疑】 首先要认真分析小物体的运动过程，建立物理图景。开始时，设物体从x0点，以速度v0向右运动，它在水平方向受电场力qE和摩擦力f，方向均向左，因此物体向右做匀减速直线运动，直到速度为零；而后，物体受向左的电场力和向右的摩擦力作用，因为qEf，所以物体向左做初速度为零的匀加速直线运动，直到以一定速度与墙壁碰撞，碰后物体的速度与碰前速度大小相等，方向相反，然后物体将多次的往复运动。但由于摩擦力总是做负功，物体机械能不断损失，所以物体通过同一位置时的速度将不断减小，直到最后停止运动。物体停止时，所受合外力必定为零，因此物体只能停在O点。对于这样幅度不断减小的往复运动，研究其全过程。电场力的功只跟始末位置有关，而跟路径无关，所以整个过程中电场力做功 根据动能定理 ， 得： 。点评：该题也可用能量守恒列式：电势能减少了，动能减少了，内能增加了， 同样解得。6. 500V/m，方向向下；F7. 解析：（1）设第滴恰在A、B间做匀速直线运动，则这时电容器的带电量为，对第滴液滴，根据它的受力平衡得：，而：，解得：（2）设第滴恰能到达下板，则对第滴，考虑它从开始自由下落至恰到达B板的过程，利用动能定理得：，解得：，若以具体数据代入计算时不是整数，则应取整丢零8. 分析与解答：电子在匀强电场中受到电场力与重力作用，由于电场力F=，远大于重力（G=mg=910-30N），即重力作用对物体运动的影响可以忽略不计，只考虑电场力。又由于电场力方向于速度方向垂直，即在水平方向作匀速直线运动，竖直方向作初速度为零的匀加速运动，作类平抛运动。（1）电子在电场中的加速度a= 侧位移即竖直方向的位移y=则：y=（2）电子飞出电场时，水平分速度Vx=V0，竖直分速度vy=at=则电子飞出电场时的速度V，由勾股定理可得：V=设v与v0的夹角为，则tg=（3）电子飞出电场后作匀速直线运动，则OP=y+Stg=0.025m9. 1）设电容器两极间电压为U 由 C= 得 U=2)设匀强电场场强为E，带电粒子沿直线AD运动 qEcos=mg E=3)设板间距离为d，粒子从A到D位移为S，S=粒子带达C处速度为v qU= V= d= t10解：电子在y轴方向作匀速直线运动，位移方程为，电子在x轴方向作初速度为零得匀加速直线运动，位移方程为：，对电子应用牛顿第二定律得：，解得：E = 3.9104N/C，场强方向：沿x轴负方向。11. (1) (2)12. A点左方2处13. (1) 0T/2内，电荷由静止开始向上做初速为零的匀加速直线运动，在T/2T内，电荷继续向上做匀减速直线运动，t=T时速度恰好为零，之后不断重复上述过程直到击中A板。(2) T/8T/2内，电荷由静止开始向上做初速为零的匀加速直线运动，在T/27T/8内，电荷向下板做匀减速直线运动，并且减速到零，在7T/8T内，电荷向下板做初速为零的匀加速直线运动，在T9T/8内，电荷向下板做匀减速直线运动，并且减速到零，之后不断重复上述过程直到击中A板。(3) T/4T/2内，电荷由静止开始向上做初速为零的匀加速直线运动，在T/23T/4内，电荷向上板做匀减速直线运动，在3T/4T内，电荷向下板做初速为零的匀加速直线运动，在T5T/4内，电荷向下板做匀减速直线运动，并且减速到零，之后不断重复上述过程直到击中A板。(4) T/2T内，电荷由静止开始向下做初速为零的匀加速直线运动，在T3T/2内，电荷向下板做匀减速直线运动，并且减速到零，之后不断重复上述过程直到击中B板。