一、選擇題(每題4分,共40分)
1. 下述說法正確的是( b )
a.根據e = f/q,可知電場中某點的場強與電場力成正比。
b.根據e = kq/r2,可知點電荷電場中某點的場強與該點電荷的電量q成正比。
c.根據場強疊加原理,可知合電場的場強一定大於分電場的場強。
d.電場線就是點電荷在電場中的運動軌跡
2. 如圖所示,兩個正、負點電荷,在庫侖力作用下,它們以兩者連線上的某點o為圓心做勻速圓周運動,以下說法正確的是( bc )
a.它們所需要的向心力不相等。
b.它們做圓周運動的角速度相等。
c它們的線速度與其質量成反比。
d.它們的運動半徑與電荷量成反比。
3.太空飛行員在探測某星球時,發現該星球均勻帶電,且電性為負,電量為q,表面無大氣,在一實驗中,太空飛行員將一帶電q(q﹤q)的粉塵置於距該星球表面h高處,該粉塵恰好處於懸浮狀態;太空飛行員又將此粉塵帶到距該星球表面2h處,無初速釋放,則此帶電粉塵將( d )
a.背向星球球心方向飛向太空b.仍處於懸浮狀態
c.沿星球自轉的線速度方向飛向太空 d.向星球球心方向下落
4. 在研究平行板電容器電容的實驗中,電容器的a、b兩極板帶有等量異種電荷,a板與靜電計連線,如圖所示。實驗中可能觀察到的現象是(bc)
a.增大a、b板間的距離,靜電計指標張角變小
b.減小a、b板間的距離,靜電計指標張角變小
c.把b板向上平移,減小a、b板的正對面積,靜電計指標張角變小
d.在a、b板間放入一介質板,靜電計指標張角變小
5. 如圖6-3-22所示,電子從負極板邊緣垂直射入均強電場,恰好從正極板邊緣飛出.現在若使兩極板間的距離變為原來的2倍,兩極板的電壓保持不變,電子入射的方向和位置不變,且電子仍恰從正極板邊緣飛出,則電子入射速度大小應為原來的( b)
a. b.1/2倍
cd.2倍
6. 真空中有兩個點電荷q1和q2,它們之間的靜電力為f,下面哪些做法可以使它們之間的靜電力變為1.5f( a )
a.使q1的電量變為原來的2倍,q2的電量變為原來的3倍,同時使它們的距離變為原來的2倍
b.使每個電荷的電量都變為原來的1.5倍,距離變為原來的1.5倍
c.使其中乙個電荷的電量和它們的距離變為原來的1.5倍
d.保持它們的電量不變,使它們的距離變為原來的倍
7 如圖所示是法拉第圓筒實驗裝置示意圖,驗電器a原來不帶電,驗電器b原來帶有電荷;金屬小球e直接固定於絕緣手柄上。金屬小球f用一較長的導體棒(長度大於圓筒的深度)相連後固定於絕緣手柄上,則下列操作中,能使驗電器a帶電的是:( acd )
a.使e與b的圓筒外壁接觸後再與a的圓筒內壁接觸
b.使e與b的圓筒內壁接觸後再與a的圓筒外壁接觸
c.使f與b的圓筒外壁接觸後再與a的圓筒內壁接觸
d.使f與b的圓筒內壁接觸後再與a的圓筒外壁接觸
8.如圖16所示,帶正電的點電荷固定於q點,電子在庫侖力作用下,做以q為焦點的橢圓運動。m、p、n為橢圓上的三點,p點是軌道上離q最近的點。電子在從m經p到達n點的過程中( ac )
a.速率先增大後減小 b.速率先減小後增大
c.電勢能先減小後增大 d.電勢能先增大後減小
9.如圖17所示,實線為不知方向的三條電場線,從電場中m點以相同速度飛出a、b兩個帶電粒子,運動軌跡如圖中虛線所示。則( d )
d.a.a一定帶正電,b一定帶負電
b.a的速度將減少,b的速度將增加
c.a的加速度將減小,b的加速度將增加
d.運動過程中兩個粒子的電勢能均減小
10. .如圖所示,有一質量為m、帶電量為q的油滴,被置於豎直放置的兩平行金屬板間的勻強電場中,設油滴是從兩板中間位置,並以初速度為零進入電場的,可以判定( bd )
a油滴在電場中做拋物線運動
b油滴在電場中做勻加速直線運動
c油滴打在極板上的運動時間只決定於電場強度和兩板間距離
d油滴打在極板上的運動時間不僅決定於電場強度和兩板間距離,還決定於油滴的荷質比
二、填空與實驗題(每空5分,共20分)
11. 平行板電容器所帶量q=4×l0-8c,它的兩極板之間電壓u=2v,則它的電容為 2×10-2_μf;如果兩板電量各減少一半,則兩板間電勢差變為 1 v,兩板間的電場強度將變為原來的 1/2 。
12. 密立根油滴實驗進一步證實了電子的存在,揭示了電荷的非連續性.如圖所示是密立根實驗的原理示意圖,設小油滴質量為m,調節兩板間電勢差為u,當小油滴懸浮不動時,測出兩板間距離為d.
可求出小油滴的電荷量q=_______.
答案:13.如圖所示,在豎直放置的平行金屬板m、n之間有一帶電微粒,自a點以初速度v0豎直向上進入場強為e的勻強電場後,正好垂直打在n板的b點,ac⊥bc,且ac=bc,則打在b點時微粒的速度是 ,a、b兩點的電勢差是
答:v0,
三、論述與計算題(共40分)
14. (8分)如圖所示,在水平放置的平行板電容器形成的勻強電場中,mn兩點之間的連線與豎直方向的夾角為60。把帶電量為q= -1.
5×10-8c的點電荷由m點移到n點,克服電場力做了4.2×10-5j的功。若已知m點電勢φm=800v,mn長為1cm。
試求:(1)n點電勢φn;(2)電場強度的大小和方向。
解:(1)m、n 兩點的電勢差為: umn=v=2800v
設n點的電勢為φn,根據umn=φm-φn得:φn=φm-umn=800v -2800v=-2000v
(2)電場強度為:e=5.6×104 v/m;方向為:垂直於極板,由a板指向b板。
15.(10分)如圖8所示,a、b為不帶電平行金屬板,間距為d,構成的電容器電容為c.質量為m、電量為q的帶電液滴一滴一滴由a板上小孔以v0初速射向b板.液滴到達b板後,把電荷全部轉移在b板上.求到達b板上的液滴數目最多不能超過多少?
答案: 16.(10分)(2007北京22)兩個半徑均為r的圓形平板電極,平行正對放置,相距為d,極板間的電勢差為u,板間電場可以認為是均勻的。
乙個粒子(42he)從正極板邊緣以某一初速度垂直於電場方向射入兩極板之間,到達負極板時恰好落在極板中心。已知質子電荷為e,質子和中子的質量均視為m,忽略重力和空氣阻力的影響,求:
(1)極板間的電場強度e;
(2)粒子在極板間運動的加速度a;
(3)粒子的初速度v0。
解析:(1)極間場強;
(2)粒子電荷為2e,質量為4m,所受電場為:
粒子在極板間運動的加速度:
(3)由,得:;
12. (2007四川24)如圖所示,一根長l = 1.5m 的光滑絕緣細直杆mn ,豎直固定在場強為 e ==1.
0 ×105n / c、與水平方向成θ=300角的傾斜向上的勻強電場中。杆的下端m固定乙個帶電小球a ,電荷量q=+4.5×10-6c;另一帶電小球 b 穿在杆上可自由滑動, 電荷量q=+1.
0 ×10-6 c,質量m=1.0×10-2 kg 。現將小球b從桿的上端n靜止釋放,小球b開始運動。
(靜電力常量k=9.0×10 9n·m2/c2,取g =l0m / s2)
(l)小球b開始運動時的加速度為多大?
(2)小球b的速度最大時,距m端的高度h1為多大?
(3)小球b從n端運動到距m端的高度h2=0.6l m時,速度為v=1.0m / s,求此過程中小球b的電勢能改變了多少?
解:(1)開始運動時小球b受重力、庫侖力、杆的彈力和電場力,沿杆方向運動,由牛頓第二定律得;解得
代入資料解得a=3.2m/s2
(2)小球b速度最大時合力為零,即
解得 ;代入資料解得
(3)小球b從開始運動到速度為v的過程中,設重力做功為w1,電場力做功為w2,庫侖力做功為w3,根據動能定理有
w1+w2+w3=mv2 ; w1=mg(l—h2) ;w2=-qe(l—h2)sin
解得 ; 設小球b的電勢能改變了,則=(w2+w3) ; ;
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