2019屆高考物理第二輪複習方案靜電場2解讀

2022-11-17 06:24:02 字數 4675 閱讀 8632

1、如圖所示,質量為m的物塊(視為質點),帶正電q,開始時讓它靜止在傾角α=600的固定光滑絕緣斜面頂端,整個裝置放在水平方向、大小為e=mg/q的勻強電場(設斜面頂端處電勢為零),斜面高為h。釋放後,物塊落地時的電勢能為,物塊落地時的速度大小v,則

a. b.

c. 2 d. 2

1、答案:c

解析:由電場力做功等於電勢能的變化可得物塊落地時的電勢能為ε=-qeh/tan60°=-mgh/=-mgh,選項ab錯誤;由動能定理,mgh+ qeh/tan60°=mv2,解得2 ,選項c正確d錯誤。

2.現有兩個邊長不等的正方形abcd和abcd,如圖所示,且aa、bb、cc、dd間距相等。在ab、ac、cd、db的中點分別放等量的點電荷,其中ab、ac中點放的點電荷帶正電,cd、bd的中點放的點電荷帶負電,取無窮遠處電勢為零。

則下列說法中正確的是

a.o點的電場強度和電勢均為零

b.把一正點電荷沿著b→d→c的路徑移動時,電場力做功為零

c.同一點電荷在a、d兩點所受電場力相同

d.將一負點電荷由a點移到b點電勢能減小

【命題意圖】此題考查電場疊加、電場強度、電場力、電勢能及其相關知識

答案:bc解析:o點的電場強度不為零,電勢為零,選項a錯誤;由於boc為等勢線,所以把一正點電荷沿著b→d→c的路徑移動時,電場力做功為零,選項b正確;根據電場疊加原理,a、d兩點電場強度相同,同一點電荷在a、d兩點所受電場力相同,選項c正確;將一負點電荷由a點移到b點,克服電場力做功,電勢能增大,選項d錯誤。

3.如圖所示,ab為均勻帶有電荷量為+q的細棒,c為ab棒附近的一點,cb垂直於ab。ab棒上電荷形成的電場中c點的電勢為φ0,φ0可以等效成ab棒上電荷集中於ab上某點p處、帶電量為+q的點電荷所形成的電場在c點的電勢。若pc的距離為r,由點電荷電勢的知識可知φ0=k。

若某點處在多個點電荷形成的電場中,則電勢為每乙個點電荷在該點所產生的電勢的代數和。根據題中提供的知識與方法,我們可將ab棒均分成兩段,並看成兩個點電荷,就可以求得ac連線中點處的電勢為

a.φ0b. φ0

c.2φ0d.4φ0

4.在直角座標系oxyz中有一四面體o—abc,其頂點座標如圖所示。在原點o固定乙個電荷量為-q的點電荷,下列說法正確的是(c)

a.a、b、c三點的電場強度相同

b.平面abc構成乙個等勢面

c.若將試探電荷+q自a點沿+x軸方向移動,其電勢能增加

d.若在a、b、c三點放置三個點電荷,-q所受電場力的合力可能為零

5.有一種電荷控制式噴墨印表機的列印頭的結構簡圖如圖所示。其中墨盒可以噴出極小的墨汁微粒,此微粒經過帶電室後以一定的初速度垂直射入偏轉電場,再經偏轉電場後打到紙上,顯示出字元。現為了使打在紙上的字跡縮小,下列措施可行的是

a.減小墨汁微粒所帶的電荷量

b.減小墨汁微粒的質量

c.減小墨汁微粒的噴出速度

d.增大偏轉板間的電壓

答案:a

解析:為了使打在紙上的字跡縮小,減小墨汁微粒所帶的電荷量,可使墨汁微粒在偏轉電場中所受的電場力減小,選項a正確。

6、如圖所示的同心圓是電場中的一簇等勢線,乙個電子只在電場力作用下沿著直線由a→c運動時的速度越來越小,b為線段ac的中點,則下列說法正確的是

a.電子沿ac方向運動時受到的電場力越來越小

b.電子沿ac方向運動時它具有的電勢能越來越大

c. 電勢差uab = ubc

d.電勢φa < φb < φc

答案:b解析:該電場為負點電荷電場,電子沿ac方向運動時受到的電場力越來越大,選項a錯誤;根據電子只在電場力作用下沿著直線由a→c運動時的速度越來越小,它具有的電勢能越來越大,選項b正確;由於電場為非勻強電場,電勢差uab φb >φc,選項d錯誤 。

7.如圖所示,傾斜角度為θ的粗糙程度均勻的絕緣斜面,下方o點處有一帶電量為+q的點電荷,質量為m、帶電量為-q的小物體(可看成質點)與斜面間的動摩擦因數為μ。現使小物體以初速度v0從斜面上的a點沿斜面上滑,到達b點時速度為零,然後又下滑回到a點。

小物體所帶電荷量保持不變,靜電力常數為k,重力加速度為g,oa=ob=l。求:

(1)小物體沿斜面上滑經過ab中點時的加速度;

(2)小物體返回到斜面上的a點時的速度。

7.解析:

(1)fn=mgcosθ+k1分

mgsinθ+μfn=ma1分

得:a= 2分

(2)0-mv02=-mglsin2θ+wf1分

mv2 = mglsin2θ+wf1分

得:v2分

8. 如圖所示,在一絕緣粗糙的水平桌面上,用一長為2l的絕緣輕杆連線兩個完全相同、 質量均為m的可視為質點的小球a和b球帶電量為+q, b球不帶電.開始時輕杆的中垂線與豎直虛線mp重合,虛線nq與mp平行且相距4l.

在mp、nq間加水平向右、電場強度為e的勻強電場,ab球恰能靜止在粗糙桌面上。取最大靜摩擦力等於滑動摩擦力。求:

(1)a,b球與桌面間的動摩托因數

(2) 若a球帶電量為+8q時,s球帶電量為-8q,將ab球由開始位置從靜止釋放,求a 球運動到最右端時拒虛線nq的距離d,及ab系統從開始運動到最終靜止所運動的總路程s:

(3) 若有質量為km、帶電量為-k2q的c球,向右運動與b球正碰後粘合在一起,為使a球剛好能到達虛線nq的位置,問k取何值時,c與b碰撞前瞬間c球的速度最小? c球速度的最小值為多大?(各小球與桌面間的動摩擦因數都相同。

)電場力對b球作負功

…………(1分)

摩擦力對ab系統作負功

9.如圖所示,在真空中的豎直平面內,用長為2l的絕緣輕杆連線兩個質量均為m的帶電小球a和b,a球的電荷量為+4q,b球的電荷量為-3q,組成一帶電系統.虛線mn與pq平行且相距3l,開始時pq恰為杆的中垂線.在mn與pq間加豎直向上的勻強電場,恰能使帶電系統靜止不動.現使電場強度突然加倍(已知當地重力加速度為g),求:

(1)b球剛到達電場邊界pq時的速度大小;

(2)判定a球能否到達電場邊界mn,如能,請求出a球到達電場邊界mn時的速度大小;如不能,請說明理由。

(3) 帶電系統運動過程中,b球電勢能增加量的最大值4)帶電系統從開始運動到返回原出發點所經歷的時間。

(3)設b球在電場中運動的最大位移為s,經分析知b球在電場中的位移最大時,a球已向上越過了mn,根據動能定理有

10懸掛在o點的一根不可伸長的絕緣細線下端有乙個質量為m、帶電量為-q的小球,若在空間加一勻強電場,則小球靜止時細線與豎直方向夾角為θ,如圖所示,求:

(1)所加勻強電場場強最小值的大小和方向;

(2)若在某時刻突然撤去電場,當小球運動到最低點時,

小球對細線的拉力為多大。

1)當電場力的方向與細線垂直時,電場強度最小。由mgsinθ=qe,

解得:e=。

小球帶負電,所受電場力方向與場強方向相反,故場強方向為斜向左下方。

(2)設線長為l,小球運動到最低點的速度為v,細線對小球的拉力為f,則有:

mgl(1-cosθ)= mv2,

f-mg=m

聯立解得:f=mg(3-2cosθ).

根據牛頓第三定律,小球對細線的拉力f』= f=mg(3-2cosθ).

11,如圖所示,傾角為θ的斜面處於豎直向下的勻強電場中,在斜面上某點以初速度為v0水平丟擲乙個質量為m的帶正電小球,小球受到的電場力與重力相等,地球表面重力加速度為g,設斜面足夠長,求:

(1)小球經多長時間落到斜面上:

(2)從水平丟擲至落到斜面的過程中,小球的電勢能是如何變化的,其變化量為多大。

解析:(1)小球在運動過程中,qe+mg=ma,qe=mg,解得a=2g。

y=at2,x=v0t,

又 y/x=tanθ,

聯立解得:t=tanθ。

(2)y=at2=×2g× (tanθ)2=tan2θ.

電場力做功,電勢能減小,則有△e=-w=-qey=-mgy=-mv02tan2θ.

12如圖甲所示,a、b是一對平行放置的金屬板,中心各有乙個小孔p、q,pq連線垂直金屬板,兩板間距為d.現從p點處連續不斷地有質量為 m、帶電量為+q的帶電粒子(重力不計),沿pq方向放出,粒子的初速度可忽略不計.在t=0時刻開始在a、b間加上如圖乙所示交變電壓(a板電勢高於b板電勢時,電壓為正),其電壓大小為u、週期為t.帶電粒子在a、b間運動過程中,粒子間相互作用力可忽略不計.

(1)進入到金屬板之間的帶電粒子的加速度.

(2)如果只有在每個週期的0~時間內放出的帶電粒子才能從小孔q中射出,則上述物理量d、m、q、u、t之間應滿足的關係.

(3)如果各物理量滿足(2)中的關係,求每個週期內從小孔q中有粒子射出的時間與週期t的比值.

(1)qe=ma,e=u/d, ——2分

所以,a=qu/dm ——2分

(2)在0時間內,進入a、b板間的粒子,在電場力的作用下,先向右做勻加速運動,在時間內再向右做勻減速運動,且在0時間內,越遲進入a、b板間的粒子,其加速過程越短,減速運動過程也相應地縮短,當速度為零後,粒子會反向向左加速運動。由題意可知0時間內放出的粒子進入a、b板間,均能從q孔射出,也就是說在時刻進入a、b板間的粒子是能射出q孔的臨界狀態。——2分

粒子在時刻進入a、b間電場時,先加速,後減速,由於粒子剛好離開電場,說明它離開電場的速度為零,由於加速和減速的對稱性,故粒子的總位移為加速時位移的2倍,所以有

2分即2分

(3)若情形(2)中的關係式①成立,則t=0時刻進入電場的粒子在電場中運動的時間為最短(因只有加速過程),設最短時間為tx,則有

1分 在時刻進入電場的粒子在的時刻射出電場,所以有粒子飛出電場的時間為

1分由②③式得2分

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