訓(xùn)練一 靜電場

《教學(xué)考試》物理命題研究中心

1．下列說法中正確的是

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A．法拉第根據(jù)頭發(fā)屑在電場中的分布現(xiàn)象引入電場線描述電場，是等效替換的方法

B．美國物理學(xué)家密立根用扭秤實驗最早測定了元電荷的電量值

2．(2017·福建省莆田第六中學(xué)第二次月考)如圖所示，P、Q是兩個電荷量相等的異種電荷，在其電場中有a、b、c三點在一條直線上，平行于P、Q的連線，b在P、Q連線的中垂線上，ab=bc，下列說法正確的是

( )

A．電勢：φagt;φbgt;φc________ B．電勢：φagt;φcgt;φb

C．電場強度：Eagt;Ebgt;EcD．電場強度：Ebgt;Eagt;Ec

3．(多選)(2016·廣東省深圳市六校聯(lián)盟模擬)如圖所示，A、B為平行板電容器的金屬板，G為靜電計，開始時開關(guān)S閉合，靜電計指針張開一定角度。下述結(jié)論正確的是

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A．若保持開關(guān)S閉合，將A、B兩極板靠近些，指針張開角度將變小

B．若保持開關(guān)S閉合，將A、B兩極板正對面積變小些，指針張開角度將不變

C．若斷開開關(guān)S后，將A、B兩極板靠近些，指針張開角度將變小

D．若斷開開關(guān)S后，將A、B兩極板正對面積變小些，指針張開角度將變大

4．(多選)(2016·內(nèi)蒙古鄂爾多斯第三中學(xué)第四次考試)如圖所示，空間中存在豎直向上的勻強電場，一個質(zhì)量為m的小球沿虛線做直線運動，軌跡上A、B兩點的豎直高度差為H，重力加速度為g，則在小球從B到A的過程中

( )

A．電場力對小球做功-mgH

B．小球的動能保持不變

C．小球的機械能增加mgH

D．小球的重力勢能和電勢能的和增加mgH

5．(2017·廣西欽州市高新區(qū)高三12月月考)如圖所示，在某電場中畫出了三條電場線，C點是A、B連線的中點。已知A點的電勢為φA=30 V，B點的電勢為φB=-20 V，則下列說法正確的是

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A．C點的電勢φC=5 V

B．C點的電勢φCgt;5 V

C．C點的電勢φClt;5 V

D．負電荷在A點的電勢能大于在B點的電勢能

6．(2017·吉林省長春外國語學(xué)校高三上學(xué)期期末考試)a、b兩個帶電小球的質(zhì)量均為m，所帶電荷量分別為+3q和-q，兩球間用絕緣細線連接，a球又用長度相同的絕緣細線懸掛在天花板上，在兩球所在的空間有方向向左的勻強電場，電場強度為E，平衡時細線都被拉緊，則平衡時可能位置是

( )

7．(2017·安徽省淮南市第二中學(xué)高三上學(xué)期第四次月考)如圖甲所示為電場中的一條電場線，在電場線上建立坐標(biāo)軸，則坐標(biāo)軸上O～x2間各點的電勢分布如圖乙所示，則

( )

A．在O～x2間，場強先減小后增大

B．在O～x2間，場強方向發(fā)生了變化

C．若一負電荷從O點運動到x2點，電勢能逐漸減小

D．從O點靜止釋放一僅受電場力作用的正電荷，則該電荷在O～x2間一直做加速運動

8．(多選)(2017·高考模擬)如圖(a)所示，光滑絕緣水平面上有甲、乙兩個點電荷。t=0時，甲靜止，乙以初速度6 m/s向甲運動。此后，它們僅在靜電力的作用下沿同一直線運動(整個運動過程中沒有接觸)，它們運動的v-t圖象分別如圖(b)中甲、乙曲線所示。則由圖線可知

( )

A．兩電荷的電性一定相反

B．t1時刻兩電荷的電勢能最大

C．在0～t2時間內(nèi)，兩電荷的靜電力先增大后減小

D．在0～t3時間內(nèi)，甲的動能一直增大，乙的動能一直減小

(1)求A球的帶電荷量大小qA；

(2)剪斷細線后，求B球下落速度達到最大時，B球距O點的距離x0;

(3)剪斷細線后，求B球下落最大高度h。

(1)金屬板AB之間的電勢差UAB；

(2)若在粒子P經(jīng)過O點的同時，在y軸右側(cè)勻強電場中某點由靜止釋放另一帶電微粒Q，使P、Q恰能運動中相碰；假設(shè)Q的質(zhì)量是P的2倍、帶電情況與P相同；Q的重力及PQ之間的相互作用力均忽略不計；求粒子Q所有釋放點的集合。

參考答案

1．D 【解析】引入電場線描述電場是模擬方法，不是等效替換，A錯誤；扭秤實驗是庫侖所做，密立根用油滴實驗最早測出元電荷電量，B錯誤；當(dāng)r→0時任何實際的帶電體都不能視為點電荷，C錯誤；教材中研究平行板電容器電容的取決因素實驗，正是使用控制變量法做的，D正確。

2．A 【解析】P、Q是兩個電荷量相等的異種電荷，畫出等勢面和電場線分布，如圖所示，根據(jù)沿著電場線，電勢逐漸降低，可得φagt;φbgt;φc；故A正確，B錯誤，電場線的疏密程度反映電場強度的大小，由于對稱性可得Ea=Ec；故CD錯誤。

4．BC 【解析】小球沿虛線做直線運動，說明小球受到的重力和電場力平衡，電場力豎直向上，小球向上運動電場力做正功，大小為mgH，A錯誤；小球從B到A的過程中做勻速直線運動，合外力對小球所做的功為零，所以小球的動能保持不變，B正確；小球從B到A的過程中，小球機械能的增加量等于電場力做功大小，且大小等于克服重力做功，AB兩點間的豎直高度是H，所以重力勢能增加mgH，C正確；小球從B到A的過程中，電場力做正功，電勢能減小，重力做負功，重力勢能增加，兩者的和增加量為0，D錯誤。

7．D 【解析】因為電勢與位移的圖象中，某點的切線的斜率代表電場強度的大小，故可發(fā)現(xiàn)，電場強度先變大后變小，故A錯誤；在O～x1之間，電勢減小，因為沿著電場線的方向電勢是逐漸減小的，故電場線的方向是由O到x1的，在x1～x2之間，電勢仍是逐漸減小，故電場線的方向仍是由x1到x2的，即場強方向沒有發(fā)生變化，B錯誤；因為電勢減小，但負電荷的電勢能卻是增大的，故負電荷從O點運動到x2點，電勢能逐漸增大，C錯誤；正電荷一直受到沿O～x2方向的電場力的作用，故它將一直做加速運動，D正確。

8．BC 【解析】由圖可知，兩個小球間產(chǎn)生排斥力。因為剛開始乙做減速運動，甲做初速度為0的加速運動，則兩個電荷的電性一定相同，A錯誤；在t1時刻，兩個小球共速，兩個小球之間的距離最小，故在間距減小的過程中，小球始終克服電場力做功，以后小球的距離逐漸增大，電場力做正功，故間距最小時的電勢能最大，B正確；t2時刻，乙球靜止，在0～t2時間內(nèi)，兩電荷的間距先減小后增大，故它們間的靜電力先增大后減小，C正確；在0～t3時間內(nèi)，甲的速度一直增大，故它的動能一直增大，而乙的速度先減小后增大，故乙的動能也是先減小后增大，D錯誤。

9.解：(1)對A、B由整體法得

解得qA=6q。

(2)當(dāng)B球下落速度達到最大時，由平衡條件得

解得x0=4L。

(3)運動過程中，電場力大小線性變化，所以由動能定理得

解得h=4L。

解得UAB=1 000 V

(2)設(shè)P、Q在右側(cè)電場中運動的加速度分別為a1、a2；Q粒子從坐標(biāo)N(x，y)點釋放后，經(jīng)時間t與粒子P相遇；由牛頓運動定律及類平拋運動的規(guī)律和幾何關(guān)系可得

對于P：Eq=ma1

對于Q：Eq=2ma2

x=v0t