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安徽省亳州市蒙城八中2015-2016学年高二上学期第一次月考物理试卷


2015-2016 学年安徽省亳州市蒙城八中高二(上)第一次月考物理 试卷
一、单项选择(每题 4 分,计 12 小题,共 48 分) 1.如图所示,带箭头的线表示某一电场的电场线.在电场力作用下,一带电粒子(不计重力) 经 A 点飞向 B 点,径迹如图中虚线所示,下列说法正确的是( )

A.粒子带正电 B.粒子在 A 点加速度大 C.粒子在 B 点动能大 D.A、B 两点相比,B 点电势能较高 2.如图所示,真空中两个带等量异种点电荷,A、B 分别为两电荷连线和连线中垂线上的点, A、B 两点电场强度大小分别是 EA、EB,电势分别是 φA、φB,下列判断正确的是( )

A.EA>EB,φA>φB B.EA>EB,φA<φB C.EA<EB,φA>φB D.EA<EB,φA<φB 3.如图所示,在电场中任意取一条电场线,电场线上的 a,b 两点相距为 d,其中 a 点场强大 小为 E,则下列说法正确的是( )

A.a 点的场强一定大于 b 点的场强 B.a 点的场强一定等于 b 点的场强 C.a 点的电势一定大于 b 点的电势 D.a,b 两点电势差一定等于 Ed 4. 某电场的电场线如图所示, 仅受电场力作用的同一点电荷分别运动到图中所给的 M、 N 上, 点电荷的加速度大小为 aM 和 aN,由图可知( )

A.aM>aN C.aM=aN

B.aM<aN D.无法比较 aM 和 aN 的大小

5.一个负点电荷的电场线分布如图所示,A、B 是电场中的两点,EA 和 EB 分别表示 A、B 两 点电场强度的大小,关于 EA 和 EB 的大小关系,下列说法正确的是( )

A.EA>EB B.EA=EB C.EA<EB D.无法比较 EA 和 EB 的大小 6.静止的带电粒子 A、B 在电场中的受力方向如图所示,关于它们电性说法正确的是( )

A.A 都带正电 B.B 都带负电 C.A 带正电,B 带负电 D.A 带负电,B 带正电 7.一个正点电荷 Q 固定在正方形的一个角上,另一个带电粒子射入该区域时,恰好能经过正 方形的另外三个角 a、b、c,如图所示,则有( )

A.根据轨迹可判断该带电粒子带正电 B.a、b、c 三点场强大小之比是 1:2:1 C.粒子在 a、b、c 三点的加速度大小之比是 2:1:2 D.a、c 二点的电场强度相同 8.在电场中的某点放入电量为 q 的负电荷时,测得该点的电场强度为 E,若在该点放入电量 为 2q 的正电荷,此时测得该点的电场强度为( ) A.大小为 E,方向和 E 相同 B.大小为 E,方向和 E 相反 C.大小为 2E,方向和 E 相同 D.大小为 2E,方向和 E 相反 9.两个等量点电荷 P、Q 在真空中产生电场的电场线(方向未标出)如图所示.下列说法中 正确的是( )

A.P、Q 是两个等量正电荷 B.P、Q 是两个等量负电荷 C.P、Q 是两个等量异种电荷 D.P、Q 产生的是匀强电场 10.两个大小材质完全相同的金属小球 a、b,带电荷量分别为+3q 和﹣q,两小球接触后分开, 小球带电量为( ) A.a 为+3q,b 为﹣q B.a 为﹣q,b 为+3q C.a 为+2q,b 为﹣2q D.a 为+q,b 为+q 11.如图所示真空中把一导体向带负电小球 P 缓慢地靠近(不接触) ,下列说法不正确的是 ( )

A.B 端的感应电荷数量增多 C.把 A 端接地,导体带正电

B.导体内场强越来越大 D.把 B 端接地,导体带正电

12.如图中虚线所示为静电场的等势面 1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中 等势面 3 的电势为 0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过 a、b 点的动能分别为 26eV 和 5eV.当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为﹣8eV 时,它的动能应为( )

A.8eV B.13eV C.20eV D.34eV

二、多项选择(共 6 分.全选对 6 分,多选错选 0 分,少选 3 分) 13.图中的虚线为某正点电荷电场的等势面,相邻两等势面之间电势差相等.有两个带电粒 子(重力不计) ,以不同的速率,沿不同的方向,从 A 点飞入电场后,沿不同的径迹 1 和 2 运 动(B、C、D、E 均为运动轨迹与等势面的交点) .则以下判断正确的是( )

A.粒子 1 带正电,粒子 2 带负电 B.粒子 1 从 A 到 B 与从 B 到 C 电场力做的功相等 C.粒子 2 的电势能先减小后增大 D.经过 D、E 两点时两粒子的速率可能相等

三、填空题(共 23 分) 14.物理学史填空,把对应的物理学家的名字填写在横线上. ①德国天文学家 用了 20 年的时间研究了第谷的行星观测记录后, 发表了他的行 星运动规律,为万有引力定律的发现奠定了基础. ②牛顿总结出了万有引力定律, 万有引力常量 G 的值是 用扭秤实验测量出来的. ③元电荷 e 的数值最早是由美国物理学家 测得的. ④ 首先提出了“电场”的概念,认为在电荷的周围存在着由它产生的电场,处在 电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的. ⑤ 首先采用了一个简洁的方法描述电场,那就是画“电场线”. 15.已知将电量为 2.0×10 C 的正点电荷从电场中的 M 点移到 N 点时,电场力做功为 5.0×10 ﹣5 ﹣5 J,将此点电荷从 N 点移到无穷远处时,电场力做功为 1.0×10 J,则 M 点的电势为 V,N 点的电势为 V. 16.把一个电量 q=﹣5×10 C 的负电荷放在电场中的 A 点,测得受到的电场力大小为 5×10 4 N,方向水平向右,则 A 点的场强是 N/C,方向 .
﹣9 ﹣ ﹣7

17.在匀强电场中有 A、B、C 三点,构成边长为 a 的等边三角形,如图,一电子在电场力作 用下,经 A 至 B 动能减少 W;一质子在电场力作用下,经 A 至 C 动能增加 W,那么,该电 场的方向为 ;场强的大小为 v/m.

四、计算题(18 题 10 分,19 题 13 分,共 23 分. )

18. (10 分) (2014 秋?城关区校级期末)沿水平方向的场强为 E=6×10 v/m 的足够大的匀强电 场中,用绝缘细线系一个质量 m=8.0g 的带电小球,线的另一端固定于 O 点,平衡时悬线与竖 直方向成 α 角,α=37°,如图所示,求: (1)小球所带电的种类及电量; 2 (2)剪断细线小球怎样运动,加速度多大?(g 取 10m/s )

3

19. (13 分) (2013 秋?巴南区期中)在真空中的光滑绝缘水平面上的 O 点处,固定一个带正 电的小球,所带电荷量为 Q,直线 MN 通过 O 点,N 为 OM 的中点,OM 的距离为 d.M 点 处固定一个带负电的小球,所带电荷量为 q,质量为 m,如图所示. (静电力常量为 k) (1)求 N 点处的场强大小和方向; (2)求无初速释放 M 处的带电小球 q 时,带电小球的加速度大小; (3)若点电荷 Q 所形成的电场中各点的电势的表达式 φ= ,其中 r 为空间某点到点电荷 Q

的距离.求无初速释放带电小球 q 后运动到 N 处时的速度大小 v.

2015-2016 学年安徽省亳州市蒙城八中高二(上)第一次 月考物理试卷
参考答案与试题解析

一、单项选择(每题 4 分,计 12 小题,共 48 分) 1.如图所示,带箭头的线表示某一电场的电场线.在电场力作用下,一带电粒子(不计重力) 经 A 点飞向 B 点,径迹如图中虚线所示,下列说法正确的是( )

A.粒子带正电 B.粒子在 A 点加速度大 C.粒子在 B 点动能大 D.A、B 两点相比,B 点电势能较高 【考点】电场线;动能定理的应用;电势能. 【分析】电场线的疏密表示电场强度的强弱,电场线某点的切线方向表示电场强度的方向.不 计重力的粒子在电场力作用下从 A 到 B,运动与力关系可知,电场力方向与速度方向分居在 运动轨迹两边,且电场力偏向轨迹的内侧. 【解答】解:A、根据曲线运动条件可得粒子所受合力应该指向曲线内侧,所以电场力逆着电 场线方向,即粒子受力方向与电场方向相反,所以粒子带负电.故 A 错误; B、由于 B 点的电场线密,所以 B 点的电场力大,则 A 点的加速度较小.故 B 错误; C、粒子从 A 到 B,电场力对粒子运动做负功,电势能增加,导致动能减少,故 C 错误; D、对负电荷来讲电势低的地方电势能大,故 D 正确; 故选:D 【点评】电场线虽然不存在,但可形象来描述电场的分布.对于本题关键是根据运动轨迹来 判定电场力方向,由曲线运动条件可知合力偏向曲线内侧. 2.如图所示,真空中两个带等量异种点电荷,A、B 分别为两电荷连线和连线中垂线上的点, A、B 两点电场强度大小分别是 EA、EB,电势分别是 φA、φB,下列判断正确的是( )

A.EA>EB,φA>φB B.EA>EB,φA<φB C.EA<EB,φA>φB D.EA<EB,φA<φB 【考点】电场强度;电势. 【专题】电场力与电势的性质专题. 【分析】该题考查常见电场的电场线特点,结合其电场线的图即可作答.

【解答】解:常见电场的电场线中,等量异种电荷的电场线特点如图,

可见,A 点的电场线比较密,故 A 点的场强大;另外,电场线的分析从左到右,故 A 的电势 高于 B 点的电势.因此,A 选项正确,BCD 都错误. 故答案为:A 【点评】该题考查常见电场的电场线特点,题目简单,很容易选出正确的答案. 3.如图所示,在电场中任意取一条电场线,电场线上的 a,b 两点相距为 d,其中 a 点场强大 小为 E,则下列说法正确的是( )

A.a 点的场强一定大于 b 点的场强 B.a 点的场强一定等于 b 点的场强 C.a 点的电势一定大于 b 点的电势 D.a,b 两点电势差一定等于 Ed 【考点】电场线. 【分析】电场线的疏密表示电场强弱,沿着电场线的方向电势逐渐降低,在匀强电场中 a、b 两点间的电势差等于 Ed. 【解答】解:AB、一条电场线无法判断电场线的疏密,所以无法判断场强的大小,故 A、B 错误; C、沿着电场线的方向电势逐渐降低,则 a 点的电势一定大于 b 点的电势,故 C 正确; D、只有在匀强电场中 a、b 两点间的电势差等于 Ed,若是非匀强电场,a、b 两点电势差不等 于 Ed.故 D 错误; 故选:C. 【点评】本题关键要掌握电场线的特点:疏密表示场强强弱,沿着电场线的方向电势逐渐降 低.知道公式 U=Ed 只适用于匀强电场. 4. 某电场的电场线如图所示, 仅受电场力作用的同一点电荷分别运动到图中所给的 M、 N 上, 点电荷的加速度大小为 aM 和 aN,由图可知( )

A.aM>aN B.aM<aN C.aM=aN D.无法比较 aM 和 aN 的大小 【考点】电场线;牛顿第二定律.

【分析】电场线密的地方电场强度大,电场线疏的地方电场强度小,比较出场强的大小,由 牛顿第二定律分析加速度的大小. 【解答】解:由电场线的分布可知,电场线在 N 点较密,所以在 N 点的电场强度大,点电荷 在 N 点时受到的电场力大, 所以由牛顿第二定律可知点电荷在 N 点加速度大, 故 A 正确, BCD 错误; 故选:A. 【点评】本题就是考查学生基础知识的掌握,加强基础知识的学习,掌握住电场线的特点, 即可解决本题. 5.一个负点电荷的电场线分布如图所示,A、B 是电场中的两点,EA 和 EB 分别表示 A、B 两 点电场强度的大小,关于 EA 和 EB 的大小关系,下列说法正确的是( )

A.EA>EB B.EA=EB C.EA<EB D.无法比较 EA 和 EB 的大小 【考点】电场线. 【分析】电场线的疏密表示电场强度的强弱,电场线某点的切线方向表示电场强度的方向, 据此可正确解答. 【解答】解:电场线的疏密表示电场强度的强弱,由于 A 的电场线的密,所以 A、B 两点电 场强度的大小关系,所以有: EA>EB,故 A 正确,BCD 错误. 故选:A. 【点评】电场线虽然不存在,但可形象来描述电场的分布,明确电场线分布与电场强度之间 的关系. 6.静止的带电粒子 A、B 在电场中的受力方向如图所示,关于它们电性说法正确的是( )

A.A 都带正电 B.B 都带负电 C.A 带正电,B 带负电 D.A 带负电,B 带正电 【考点】电场线. 【分析】电场线密的地方电场的强度大,电场线疏的地方电场的强度小,正电荷受到的电场 力与电场线上该点的切线方向相同,负电荷则相反.据此分析即可. 【解答】解:由图可知,A 处的电场力与切线方向相反,则 A 处粒子带负电,而 B 处的电场 力与切线方向相同,则 B 处粒子带正电. 故选:D. 【点评】本题就是考查学生基础知识的掌握,加强基础知识的学习,掌握住电场线的特点, 并结合正电荷受到的电场力与电场强度相同,负电荷则相反的原则,即可解决本题.

7.一个正点电荷 Q 固定在正方形的一个角上,另一个带电粒子射入该区域时,恰好能经过正 方形的另外三个角 a、b、c,如图所示,则有( )

A.根据轨迹可判断该带电粒子带正电 B.a、b、c 三点场强大小之比是 1:2:1 C.粒子在 a、b、c 三点的加速度大小之比是 2:1:2 D.a、c 二点的电场强度相同 【考点】电场强度. 【分析】带电粒子受到的合力指向轨迹的内侧,根据轨迹弯曲方向判断出粒子与固定在 O 点 的电荷是异种电荷,它们之间存在引力.根据点电荷场强公式 E=k ,求解场强之比.应用

牛顿第二定律求出加速度之间的关系. 【解答】解:A、带电粒子受到的电场力指向轨迹的内侧,根据轨迹弯曲方向可知出粒子与固 定在 O 点的电荷是异种电荷,它们之间存在引力,故该带电粒子带负电.故 A 错误. B、根据几何知识可知 a、b、c 三点到 Q 的距离之比为 ra:rb:rc=1: :1,根据点电荷场 强公式 E=k ,得 a、b、c 三点场强大小之比是 2:1:2.故 B 错误. ,a∝E,则知粒子在 a、b、c 三点的加速度大小之比是 2:1:

C、根据牛顿第二定律得:a=

2.故 C 正确. D、a、c 两点的电场强度大小相等,但方向不同,所以电场强度不同.故 D 错误. 故选:C 【点评】本题属于电场中轨迹问题,考查分析推理能力.根据轨迹的弯曲方向,判断出电荷 受到的电场力指向轨迹内侧.进而判断出电荷是负电荷. 8.在电场中的某点放入电量为 q 的负电荷时,测得该点的电场强度为 E,若在该点放入电量 为 2q 的正电荷,此时测得该点的电场强度为( ) A.大小为 E,方向和 E 相同 B.大小为 E,方向和 E 相反 C.大小为 2E,方向和 E 相同 D.大小为 2E,方向和 E 相反 【考点】电场强度. 【专题】电场力与电势的性质专题. 【分析】电场中的场强只取决于电场本身,与有无检验电荷无关;场强公式 E= ,只是为研 究电场的方便,采用比值法定义. 【解答】解:电场强度是描述电场强弱的物理量,是试探电荷所受的电场力 F 与试探电荷所 带的电荷量 q 的比值,是由电场本身决定,故与试探电荷的有无,电性,电量的大小无关. 故在该点放入电荷量为﹣q 的试探电荷时电场强度为 E,改放电荷量为+2q 的试探电荷时电场 强度仍为 E.且方向和 E 相同. 故选:A

【点评】电场强度是由电场本身决定,与试探电荷无关是解决该题的关键. 9.两个等量点电荷 P、Q 在真空中产生电场的电场线(方向未标出)如图所示.下列说法中 正确的是( )

A.P、Q 是两个等量正电荷 B.P、Q 是两个等量负电荷 C.P、Q 是两个等量异种电荷 D.P、Q 产生的是匀强电场 【考点】电场线;电场强度;电场的叠加. 【专题】电场力与电势的性质专题. 【分析】电场线是从正电荷或者无穷远出发出,到负电荷或无穷远处为止,电场线密的地方 电场的强度大,电场线疏的地方电场的强度小. 【解答】解:根据电场线的特点,从正电荷出发到负电荷终止可以判断,P、Q 是两个等量异 种电荷,所以 AB 错误,C 正确. 匀强电场的电场线应该是平行的直线,所以 D 错误. 故选 C. 【点评】加强基础知识的学习,掌握住电场线的特点,即可解决本题. 10.两个大小材质完全相同的金属小球 a、b,带电荷量分别为+3q 和﹣q,两小球接触后分开, 小球带电量为( ) A.a 为+3q,b 为﹣q B.a 为﹣q,b 为+3q C.a 为+2q,b 为﹣2q D.a 为+q,b 为+q 【考点】电荷守恒定律;元电荷、点电荷. 【分析】电荷守恒定律:电荷既不能被创造,也不能被消灭,只能从一个物体转移到另一个 物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移的过程中,电荷的总量保存不变.接触 起电物体同种电荷,若两物体完全相同,则会平分电荷. 【解答】解:完全相同的金属球,接触时先中和再平分,所以每个球带电 =q.

故选:D. 【点评】本题是基础的题目,考查的就是学生对电荷守恒定律的掌握的情况,比较简单. 11.如图所示真空中把一导体向带负电小球 P 缓慢地靠近(不接触) ,下列说法不正确的是 ( )

A.B 端的感应电荷数量增多 B.导体内场强越来越大 C.把 A 端接地,导体带正电 D.把 B 端接地,导体带正电 【考点】静电场中的导体;电场强度. 【专题】电场力与电势的性质专题. 【分析】根据静电感应可以判断金属导体的感应的电荷的情况,从而可以判断导体带电的情 况;

导体处于静电平衡状态,内部场强处处为零,即感应电荷的场强和带电小球的场强等大、反 向、共线. 【解答】解:A、离的越近,导体上的电子与负电荷排斥力越大,越会向左排斥,故 N 端带负 电荷越多,M 端带的正电荷也越多,故 A 正确; B、导体处于静电平衡状态,内部场强处处为零,故 B 错误; C、D、不论哪端接地,因处于负电荷附近,负电子被导走,则导体仍带正电,故 CD 正确; 本题选择错误的,故选:B. 【点评】本题关键是: (1)明确静电感应现象及其实质; (2)明确处于静电平衡状态的导体 内部各点的场强为零; (3)明确电场强度的叠加原理. 12.如图中虚线所示为静电场的等势面 1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中 等势面 3 的电势为 0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过 a、b 点的动能分别为 26eV 和 5eV.当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为﹣8eV 时,它的动能应为( )

A.8eV B.13eV C.20eV D.34eV 【考点】等势面;功能关系;电势能. 【专题】压轴题;带电粒子在电场中的运动专题. 【分析】要求正电荷的电势能为﹣8eV 时的动能,需要知道该正电荷的动能和电势能的总和, 得出 Eka+Epa=Ekb+Epb,得出 Epb﹣Epa=21eV 从而确定 φb>φa;根据电荷经过 a、b 点的动能 分别为 26eV 和 5eV 和 ab 之间有两个等势面且等势面 3 的电势为 0, 可设等势面 4 的电势为 φ, 则等势面 a 的电势﹣2φ,再根据该正电荷的动能和电势能的总和保持不变求出正电荷的动能. 【解答】解:在只有电场力做功的条件下动能和电势能的总和保持不变,故有 Eka+Epa=Ekb+Epb…① 所以 26eV+Epa=5ev+Epb Epb﹣Epa=26eV﹣5eV=21eV…② 根据 EP=qφ 可知 φb>φa, 由于相邻等势面之间的电势差相同, 等势面 3 的电势为 0,设等势面 4 的电势为 φ,则等势面 a 的电势﹣2φ, 代入②式得 qφ﹣(﹣2qφ)=3qφ=21eV qφ=7eV 正电荷的能量故有 Ek+(﹣8eV)=5eV+7eV EK=5eV+7eV+8eV=20eV 故 C 正确, 故选 C. 【点评】“在只有电场力做功的条件下动能和电势能的总和保持不变;相邻等势面之间的电势 差相同”是我们解决此类问题时的突破口.

二、多项选择(共 6 分.全选对 6 分,多选错选 0 分,少选 3 分) 13.图中的虚线为某正点电荷电场的等势面,相邻两等势面之间电势差相等.有两个带电粒 子(重力不计) ,以不同的速率,沿不同的方向,从 A 点飞入电场后,沿不同的径迹 1 和 2 运 动(B、C、D、E 均为运动轨迹与等势面的交点) .则以下判断正确的是( )

A.粒子 1 带正电,粒子 2 带负电 B.粒子 1 从 A 到 B 与从 B 到 C 电场力做的功相等 C.粒子 2 的电势能先减小后增大 D.经过 D、E 两点时两粒子的速率可能相等 【考点】等势面. 【分析】根据轨迹判定电荷 1 受到中心电荷的斥力,而电荷 2 受到中心电荷的引力,可知两 粒子在从 A 向 D、E 运动过程中电场力做功情况.根据 ADE 三点在同一等势面上,可判定从 A 到 D 和从 A 到 E 过程中电场力所做的总功为 0. 【解答】解:A、由图可知在某正点电荷电场中电荷 1 受到中心电荷的斥力,而电荷 2 受到中 心电荷的引力,故粒子 1 带正电,粒子 2 带负电,故 A 正确. B、由于电场力做功:W=qU,相邻两等势面之间电势差相等,所以粒子 1 从 A 到 B 与从 B 到 C 电场力做的功相等.故 B 正确. C、电荷 2 受到中心电荷的引力,靠近的过程中电场力做正功,电势能减小;远离的过程中电 场力做负功,电势能增大.故 C 正确. D、ADE 三点在同一个等势面上,而粒子 1 从 A 到 D、粒子 2 从 A 到 E 电场力做功均为零, 则经过 D、E 两点两粒子的速率一定不相等,故 D 错误; 故选:ABC. 【点评】根据轨迹判定“电荷 1 受到中心电荷的斥力,而电荷 2 受到中心电荷的引力”是解决本 题的突破口. 三、填空题(共 23 分) 14.物理学史填空,把对应的物理学家的名字填写在横线上. ①德国天文学家 开普勒 用了 20 年的时间研究了第谷的行星观测记录后, 发表了他的行星 运动规律,为万有引力定律的发现奠定了基础. ②牛顿总结出了万有引力定律, 万有引力常量 G 的值是 卡文迪许 用扭秤实验测量出来的. ③元电荷 e 的数值最早是由美国物理学家 密立根 测得的. ④ 法拉第 首先提出了“电场”的概念,认为在电荷的周围存在着由它产生的电场,处在电 场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的. ⑤ 法拉第 首先采用了一个简洁的方法描述电场,那就是画“电场线”. 【考点】物理学史. 【分析】根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家,如开普勒、卡文迪许、密立根、法 拉第的主要贡献即可.

【解答】解:①德国天文学家开普勒用了 20 年的时间研究了第谷的行星观测记录后,发表了 他的行星运动规律,为万有引力定律的发现奠定了基础. ②牛顿总结出了万有引力定律,万有引力常量 G 的值是卡文迪许用扭秤实验测量出来的. ③元电荷 e 的数值最早是由美国物理学家密立根测得的. ④法拉第首先提出了“电场”的概念,认为在电荷的周围存在着由它产生的电场,处在电场中 的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的. ⑤法拉第首先采用了一个简洁的方法描述电场,那就是画“电场线”. 故答案为:①开普勒.②卡文迪许.③密立根.④法拉第.⑤法拉第. 【点评】解决本题的关键在于平时学习物理主要知识的同时,记牢开普勒、卡文迪许、密立 根、法拉第的物理学贡献. 15.已知将电量为 2.0×10 C 的正点电荷从电场中的 M 点移到 N 点时,电场力做功为 5.0×10 ﹣5 ﹣5 J,将此点电荷从 N 点移到无穷远处时,电场力做功为 1.0×10 J,则 M 点的电势为 300 V,N 点的电势为 50 V. 【考点】电势. 【专题】电场力与电势的性质专题. 【分析】根据电势差的定义式 U= 分别求出 M、N 间和 N、无穷远处间的电势差,再根据电 势差与电势的关系求解即可. 【解答】解:M、N 间的电势差为 UMN= = V=250V
﹣7

N 与无穷远间的电势差为:UN∞=

=

V=50V

无穷远电势为零,因 UN∞=φN﹣φ∞,则 N 点电势:φN=50V. 因 M、NB 间电势差为:UMN=φM﹣φN,则 M 点电势:φM=300V. 故答案为:300,50. 【点评】本题考查对电势差公式的应用能力,运用公式 U= 时,要注意各量均需代入符号.

16.把一个电量 q=﹣5×10 C 的负电荷放在电场中的 A 点,测得受到的电场力大小为 5×10 4 5 N,方向水平向右,则 A 点的场强是 1.0×10 N/C,方向 向左 . 【考点】电场强度. 【专题】电场力与电势的性质专题. 【分析】本题比较简单直接考查了电场强度定义式 【解答】解:根据电场强度的定义式:

﹣9



的理解和应用以及电场方向的判定.

,得 A 点的场强为:

,电场方向和正电荷受力方向相同和负电荷受力方向相反, 由于该电荷为负,故电场方向向左. 5 故答案为:1.0×10 ,向左.

【点评】电场强度的概念是电场中的重要概念,要正确理解其定义式的物理意义和各个物理 量含义,尤其注意电场强度大小和检验电荷无关. 17.在匀强电场中有 A、B、C 三点,构成边长为 a 的等边三角形,如图,一电子在电场力作 用下,经 A 至 B 动能减少 W;一质子在电场力作用下,经 A 至 C 动能增加 W,那么,该电 场的方向为 竖直向下 ;场强的大小为 v/m.

【考点】电势差与电场强度的关系;电场强度. 【专题】电场力与电势的性质专题. 【分析】根据动能定理可求得 BA 间和 CA 间的电势差,判断 A、B、C 三点的电势差,画出 等势面和电场线的分布情况,由公式 U=Ed,d 是电场线方向两点间的距离求场强. 【解答】解:根据动能定理得电子从 B 到 A 过程中:﹣eUAB=﹣W, 则得:B、A 间的电势差 UAB= ①

质子从 A 到 C 过程中,eUAC=W,得 UAC=



由①②可知 B、C 两点电势相等且大于 A 点电势,即 φB=φC<φA. 因为电场为匀强电场,所以 BC 连线为等势面(如图中虚线) ,与 BC 垂直为电场线(如图中 实线) 则场强大小为:E= =

场强方向垂直 BC,并由 A 指向下. 故答案为:竖直向下、 【点评】本题关键要掌握电场力做功公式 W=qU、电场强度与电势差的关系公式 U=Ed,知道 等势线与电场线垂直的关系,并结合动能定理进行求解. 四、计算题(18 题 10 分,19 题 13 分,共 23 分. )

18. (10 分) (2014 秋?城关区校级期末)沿水平方向的场强为 E=6×10 v/m 的足够大的匀强电 场中,用绝缘细线系一个质量 m=8.0g 的带电小球,线的另一端固定于 O 点,平衡时悬线与竖 直方向成 α 角,α=37°,如图所示,求: (1)小球所带电的种类及电量; 2 (2)剪断细线小球怎样运动,加速度多大?(g 取 10m/s )

3

【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系;牛顿第二定律. 【专题】电场力与电势的性质专题. 【分析】 (1)对小球受力分析,根据共点力平衡求出电量的大小,根据电场力确定小球的电 性. (2)剪断细线后,根据小球的受力确定小球的运动规律,根据牛顿第二定律求出加速度. 【解答】解: (1)如图,小球受到的电场力水平向右,与场强方向相反,则小球带负电.小 球受力如图,据受力平衡得:

代入得,小球的电荷量为 q= =1.0×10 C.
﹣5

(2)剪断细线后,小球受到重力和电场力,小球做匀加速直线运动, 根据牛顿第二定律得,小球的加速度 a= 答: (1)小球所带负电,电量为 1.0×10 C; 2 (2)剪断细线后,小球做匀加速直线运动,小球的加速度大小为 12.5m/s .
﹣5



【点评】本题是带电体在电场中平衡问题,关键是分析受力情况,画出力图,比较简单. 19. (13 分) (2013 秋?巴南区期中)在真空中的光滑绝缘水平面上的 O 点处,固定一个带正 电的小球,所带电荷量为 Q,直线 MN 通过 O 点,N 为 OM 的中点,OM 的距离为 d.M 点 处固定一个带负电的小球,所带电荷量为 q,质量为 m,如图所示. (静电力常量为 k) (1)求 N 点处的场强大小和方向; (2)求无初速释放 M 处的带电小球 q 时,带电小球的加速度大小;

(3)若点电荷 Q 所形成的电场中各点的电势的表达式 φ=

,其中 r 为空间某点到点电荷 Q

的距离.求无初速释放带电小球 q 后运动到 N 处时的速度大小 v.

【考点】动能定理的应用;库仑定律. 【专题】动能定理的应用专题. 【分析】 (1)由点电荷的场强公式求出场强. (2)由牛顿第二定律求出加速度. (3)由动能定理求出速度. 【解答】解: (1)场强大小: M …②; (2)释放时带电小球受到的静电力: …③ …①,方向由 N 指向

此时,带电小球的加速度大小为:

…④

(3)带电小球由 M 运动到 N,由动能定理得: ﹣ 解得: …⑧ …⑤, …⑥ …⑦

答: (1)N 点处的场强大小为

,方向:由 N 指向 M;

(2)无初速释放 M 处的带电小球 q 时,带电小球的加速度大小为



(3)无初速释放带电小球 q 后运动到 N 处时的速度大小 v 为



【点评】本题考查了求场强、加速度与速度,分析清楚运动过程、应用点电荷的场强公式、 牛顿第二定律与动能定理即可正确解题.

2016 年 1 月 15 日


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