2023-2024学年高二上学期物理培优（八）•静电场综合

高二物理培优之（八）·静电场综合 一、电场力的性质 1.如图，绝缘光滑圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60°角，bc连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是  A．a、b、c小球带同种电荷 B．a、b小球带异种电荷，b、c小球带同种电荷 C．a、b小球电量之比为 D．a、b小球电量之比 2.a、b两个带电小球的质量均为m,所带电荷量分别为和-q,两球间用绝缘细线连接,a球又用长度相同的绝缘细线悬挂在天花板上,在两球所在的空间有方向向左的匀强电场,电场强度为E,平衡时细线都被拉紧.则平衡时可能位置是(  )   A.    A B C D 3.已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。如图所示，半径为的球体上均匀分布着电荷量为的电荷，在过球心的直线上有、两个点，和、和间的距离均为。现以为直径在球内挖一球形空腔，若静电力常量为，球的体积公式为，则A点处场强的大小为（  ）。 A:  B:  C:  D:  4.一半径为的绝缘环上，均匀地带有电荷量为的电荷，在垂直于圆环平面的对称轴上有一点P，它与环心O的距离。设静电力常量为，关于P点的场强，下列四个表达式中有一个是正确的，请你根据所学的物理知识，通过一定的分析，判断正确的表达式是（  ）。 A:  B:  C:  D:  二、电场能的性质 5.图中虚线、、、、代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面上的电势为。一电子经过时的动能为，从到的过程中克服电场力所做的功为。下列说法正确的是（  ）。 A.平面上的电势为零 B.该电子可能到达不了平面 C.该电子经过平面时，其电势能为 D.该电子经过平面时的速率是经过时的倍 6.如图，同一平面内的、、、四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，为、连线的中点，为、连线的中点。一电荷量为（）的粒子从点移动到点，其电势能减小；若该粒子从点移动到点，其电势能减小。下列说法正确的是（  ）。 A: 此匀强电场的场强方向一定与、两点连线平行 B: 若该粒子从点移动到点，则电场力做功一定为 C: 若、之间的距离为，则该电场的场强大小一定为 D: 若，则、两点之间的电势差一定等于、两点之间的电势差 7.两个等量同种点电荷固定于光滑绝缘水平面上，其连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示，一个电荷量为2C、质量为1Kg的带正电的小物块（可视为质点）从C点由静止释放，其运动的v-t图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置，图中标出了图线在B点处的切线。下列说法正确的是（ ） A.B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E=0.2N/C B.由C到A的过程中，物块的电势能先减小后增大 C.A、B两点间的电势差UAB=5v D.UCB<UBA 8.两电荷量分别为和的点电荷固定在x轴上的O、M两点，规定无穷远处为电势能零点，一带负电的试探电荷在x轴上各点具有的电势能随x变化关系如图所示，其中试探电荷在A、N两点的电势能为零，在ND段中C点电势能最大，则下列说法正确的是(   ) A. 为正电荷，为负电荷 B. 电荷量小于的电荷量 C. 将一正点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功 D. 将一正点电荷从N点静止释放后会沿x轴正方向运动且到达C点时速度最大 三、带电粒子在电场中的运动 9.如图所示，A、B为水平放置的两个平行金属板，两板相距d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一个小孔M和N．今有一带电油滴，质量为m，从A板的上方距A板为d的P点由静止开始自由下落（P、M、N在同一竖直线上），空气阻力忽略不计，带电油滴通过N孔时的动能EK＜2mgd．若将极板A向上移一小段距离，到图中虚线所示位置，则带电油滴通过N孔时的动能EK’和油滴所带电荷的种类是（　　） A．油滴带正电，EK′=EK   B．油滴带正电，EK′＜EK C．油滴带负电，EK′=EK   D．油滴带负电，EK′＜EK 10.如图所示,氕核、氘核、氚核种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场,之后进入电场线竖直向下的匀强电场,发生偏转,最后打在屏上.整个装置处于真空中,不计粒子重力及其相互作用,那么(  )                   A.偏转电场对三种粒子做功一样多 B.三种粒子打到屏上时的速度一样大 C.三种粒子运动到屏上所用时间相同 D.三种粒子一定打到屏上的同一位置 11.如图所示为某电场的电场强度E随时间t变化的图象。当t＝0时，在此电场中由