专题09 静电场(安徽专用)-【好题汇编】备战2024-2025学年高一物理下学期期末真题分类汇编
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内容正文:
专题09 静电场(原卷版)
【考点分析】
【知识点梳理】静电场;电荷;静电现象;静电的应用和防护;库仑定律;库仑定律与力电综合问题;电场;电场强度;点电荷的电场强度公式;电场强度的叠加;电场线;常见电场线的分布;电势能;电势;电势差;电势差与电场线的关系;等势面;电场线、等势面与运动轨迹类综合问题; 电容;电容器;平行板电容器;电容器的动态分析;电容器的充放电与储能;带电粒子在电场中的加速;带电粒子在电场中的偏转;带电微粒(计重力)在电场中的运动;示波管及其应用
【公式梳理】
物理概念、规律
公式
备注
静电场
库仑定律
适用条件:静止在真空中的点电荷
电场强度
定义式,适用于任何电场的计算
只适用于真空中的点电荷产生的电场
只适用于匀强电场
电场力
F与E的方向相同或相反
电势、电势差
电势与零势面的选取有关,电势差与零势面的选取无关
电容器的电容
定义式
适用于平行板电容器
电荷及库仑定律
1.(23-24高一下·安徽·期末)塑料板甲和有机玻璃板乙都有绝缘手柄,相互摩擦之后能够带上等量的异种电荷。验电器最上边是空心金属球,甲和乙能够被放进空心金属球内。某同学把互相摩擦过的甲和乙伸入球内,甲、乙不接触且都不与金属球接触,若该同学希望验电器箔片出现张开、闭合、再张开的现象,以下哪种操作能够帮他把希望变成现实( )
A.仅甲或者乙伸入球内 B.甲、乙先后伸入球内
C.甲、乙同时伸入球内,然后甲或乙撤出 D.甲、乙先后伸入球内,然后甲或乙撤出
2.(23-24高一下·安徽宿州·期末)下列说法正确的是( )
A.电子所带的电荷量是,所以电子是元电荷
B.库仑力的大小与电性没有关系
C.电荷处在电场中,在电势越高的位置电势能一定越大
D.电势差与电势一样,是相对量,都与零电势点的选取有关
3.(23-24高一下·安徽合肥·期末)(多选)1911年英国物理学家卢瑟福提出原子的核式结构模型:电子围绕原子核在高速旋转。设电子质量为,电荷量为,氢原子核电荷量为,静电力常量为,电子绕原子核做匀速圆周运动的半径为。已知在孤立点电荷q的电场中,以无限远处电势为0时,距离该点电荷为处的电势。下列说法正确的( )
A.电子做匀速圆周运动的速率
B.电子绕核运动时等效电流为
C.电子绕核运动一周时,该氢原子核施加的库仑力对其做功
D.若无限远处电势为零,电子绕核运动的动能和电势能的总和为
电场强度与电场线综合问题
4.(23-24高一下·安徽宿州·期末)在一个圆的直径上有一对等量异种电荷,它们在圆心O处产生的电场强度大小是;如果把正电荷从a处移到c,已知Oc与Oa的夹角为,此时O点的电场强度大小变为,则与之比为( )
A. B. C. D.
5.(23-24高一下·安徽合肥·期末)图甲中AB是某电场中的一条电场线。若将一正电荷从A点处由静止释放,正电荷仅在静电力作用下沿电场线从A到B运动过程中的速度-时间图像如图乙所示。关于AB两点的电势高低和场强大小关系,下列说法中正确的是( )
A. B. C. D.
6.(23-24高一下·安徽宿州·期末)图中所示的实线为某静电场中的电场线,其方向不确定,带电粒子在电场中仅受静电力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M运动到N,以下说法正确的是( )
A.粒子必定带正电荷 B.粒子在M点的速度大于它在N点的速度
C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度 D.粒子在M点的电势能小于它在N点的电势能
7.(23-24高一下·安徽阜阳·期末)如图,在和的位置分别放置电荷量大小均为的正点电荷,p点坐标为,静电力常量为,则p点的电场强度为( )
A.,方向沿轴负方向 B.,方向沿轴正方向
C.,方向沿轴负方向 D.,方向沿轴正方向
8.(23-24高一下·安徽·期末)高楼都装有避雷针。某次雷雨天气闪电击中避雷针,避雷针发生尖端放电现象。若避雷针放电时的电场线分布如图所示,在空间取一条水平线abc和一条圆弧线adc,bd连线为ac连线的中垂线,电场线关于直线bd对称,以下说法正确的是( )
A.圆弧adc是一条等势线
B.a、c两点的电势相同
C.a、c两点的电场强度相同
D.同一正点电荷在b点的电势能比在d点大
电势、电势差与电势能
9.(23-24高一下·安徽马鞍山·期末)如图所示,在电场强度为的匀强电场中有A、B两点,A、B两点间距离为10cm,AB和电场线方向夹角为,现将电荷量为的负电荷从A点移到B点,下列说法正确的是( )
A.静电力对电荷做正功,电势能减少
B.静电力对电荷做正功,电势能减少
C.电荷克服静电力做功,电势能增加
D.电荷克服静电力做功,电势能增加
10.(23-24高一下·安徽合肥·期末)如图所示,在匀强电场中,将带电荷量的电荷从电场中的A点移到B点,电场力做了的功,再从B点移到C点,电场力做了的负功。
(1)求两点间的电势差和两点间的电势差;
(2)如果规定点的电势为零,则A点和C点的电势分别为多少?
(3)作出过B点的一条电场线。
电容器及电容
11.(23-24高一下·安徽马鞍山·期末)(多选)如图所示,平行板M、N组成电容器,充电后与静电计相连。在整个实验过程中,保持电容器的带电荷量Q不变,下列操作中可使静电计指针张角变大的是( )
A.仅将M板向右平移
B.仅将M板向左平移
C.仅将M板向上平移
D.仅在M、N之间插入相对介电常数大于1的有机玻璃板
力电综合问题
12.(23-24高一下·安徽·期末)如图所示,两带电小球A、B质量分别为2m、m,所带电荷量分别为+q、-q,用等长绝缘细线a、b连接后悬挂于O点处于静止状态。现在该空间加一水平向右的匀强电场,并将电场强度E从0开始缓慢增大到,若不考虑两小球间的库仑力,重力加速度为g,则当系统稳定后,关于两细线a、b拉力的大小、计算正确的是( )
A.=2mg B.=3mg
C.=mg D.=2mg
13.(23-24高一下·安徽·期末)如图所示,在水平面内的M、N两点各固定一个点电荷,带电量均为。O为MN的中点,过O点固定一个绝缘杆,杆水平且与MN垂直。一光滑带孔小球P穿在绝缘杆上,小球带负电,开始时在MN的左侧,现给小球一向右的初速度,则小球向右运动的过程中( )
A.小球从开始到O点,做加速度增大的加速运动
B.小球受到绝缘杆的弹力先增大后减小
C.若把N点变为,小球做匀速运动
D.若把N点变为,小球受到绝缘杆的弹力始终不变
14.(23-24高一下·安徽·期末)(多选)如图所示,在竖直平面xoy内存在一未知匀强电场。一质量为m的带电小球从y轴上P点以水平速度v进入第一象限,速度方向沿x轴正向;经过x轴上Q点时的速度大小也为v,方向与x轴夹角为。重力加速度大小为g,忽略空气阻力。小球从P点运动到Q点的过程中( )
A.机械能守恒
B.速度最小时的速度方向与x轴正方向夹角为
C.若电场力大小为,则电场力做功为
D.电场力不可能先做负功再做正功
15.(23-24高一下·安徽马鞍山·期末)如图所示,在水平地面上固定一个光滑的绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为,在斜面上放一个质量为m的带电小物块A,在斜面底端的正上方固定一个电性、电荷量均与A相同的点电荷B。A、B高度相同,间距为d,此时A恰能静止在斜面上。已知静电力常量为k,重力加速度为g,A可视为点电荷。求:
(1)点电荷B所带的电荷量大小;
(2)保持电性不变,只将B的带电量减小,使A能沿斜面下滑,求A滑到斜面底端时速度大小。
16.(23-24高一下·安徽·期末)如图所示,OM是两固定的等量异种电荷A、B连线的竖直中垂线,其中A带正电,B带负电。用绝缘丝线一端固定于O点,另一端悬挂一质量为m的带电小球,稳定后小球恰好静止在AM的中点N处。已知,且绝缘丝线ON与OM的夹角,等量异种电荷A、B及带电小球的电荷量大小均为(未知),静电力常量为k,重力加速度为。求:
(1)根据共点力平衡的知识计算带电小球所受库仑力F的大小;
(2)小球所带电荷的电性及电荷量Q的大小;
(3)等量异种电荷A、B在N处产生的合场强E。
17.(23-24高一下·安徽阜阳·期末)如图所示,平行金属板、水平放置,它们之间距离为,除边缘外,它们之间的电场可以看为匀强电场,电场强度为。一质量为、电荷量为的带正电粒子从板由静止释放。已知,重力加速度为,忽略空气阻力。
(1)求带电粒子的加速度;
(2)若在带电粒子运动距离时,电场强度大小不变,方向相反,不考虑调换时间,求该粒子从板运动到板经历的时间。
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专题09 静电场(解析版)
【考点分析】
【知识点梳理】静电场;电荷;静电现象;静电的应用和防护;库仑定律;库仑定律与力电综合问题;电场;电场强度;点电荷的电场强度公式;电场强度的叠加;电场线;常见电场线的分布;电势能;电势;电势差;电势差与电场线的关系;等势面;电场线、等势面与运动轨迹类综合问题; 电容;电容器;平行板电容器;电容器的动态分析;电容器的充放电与储能;带电粒子在电场中的加速;带电粒子在电场中的偏转;带电微粒(计重力)在电场中的运动;示波管及其应用
【公式梳理】
物理概念、规律
公式
备注
静电场
库仑定律
适用条件:静止在真空中的点电荷
电场强度
定义式,适用于任何电场的计算
只适用于真空中的点电荷产生的电场
只适用于匀强电场
电场力
F与E的方向相同或相反
电势、电势差
电势与零势面的选取有关,电势差与零势面的选取无关
电容器的电容
定义式
适用于平行板电容器
电荷及库仑定律
1.(23-24高一下·安徽·期末)塑料板甲和有机玻璃板乙都有绝缘手柄,相互摩擦之后能够带上等量的异种电荷。验电器最上边是空心金属球,甲和乙能够被放进空心金属球内。某同学把互相摩擦过的甲和乙伸入球内,甲、乙不接触且都不与金属球接触,若该同学希望验电器箔片出现张开、闭合、再张开的现象,以下哪种操作能够帮他把希望变成现实( )
A.仅甲或者乙伸入球内 B.甲、乙先后伸入球内
C.甲、乙同时伸入球内,然后甲或乙撤出 D.甲、乙先后伸入球内,然后甲或乙撤出
【答案】D
【详解】A.仅甲或者乙伸入球内后,由于静电感应,验电器箔片一直张开,故A错误;
B.甲、乙先后伸入球内,验电器箔片先张开、后闭合,故B错误;
C.甲、乙同时伸入球内,感应电荷为零,验电器箔片不动,甲撤出后箔片张开,故C错误;
D.甲、乙先后伸入球内,验电器箔片先张开再闭合,乙撤出后箔片又张开,故D正确。
故选D。
2.(23-24高一下·安徽宿州·期末)下列说法正确的是( )
A.电子所带的电荷量是,所以电子是元电荷
B.库仑力的大小与电性没有关系
C.电荷处在电场中,在电势越高的位置电势能一定越大
D.电势差与电势一样,是相对量,都与零电势点的选取有关
【答案】B
【详解】A.电子所带的电荷量是,所以电子的电荷量等于元电荷,故A错误;
B.库仑力的大小与电性没有关系,只与电荷量的大小有关,故B正确;
C.同一个正电荷处在电场中,在电势越高的位置电势能一定越大,故C错误;
D.电势差是绝对量,与零电势点的选取无关,故D错误。
故选B。
3.(23-24高一下·安徽合肥·期末)(多选)1911年英国物理学家卢瑟福提出原子的核式结构模型:电子围绕原子核在高速旋转。设电子质量为,电荷量为,氢原子核电荷量为,静电力常量为,电子绕原子核做匀速圆周运动的半径为。已知在孤立点电荷q的电场中,以无限远处电势为0时,距离该点电荷为处的电势。下列说法正确的( )
A.电子做匀速圆周运动的速率
B.电子绕核运动时等效电流为
C.电子绕核运动一周时,该氢原子核施加的库仑力对其做功
D.若无限远处电势为零,电子绕核运动的动能和电势能的总和为
【答案】BD
【详解】A.电子做匀速圆周运动,则,解得电子的速率,选项A错误;
B.电子绕核运动时等效电流为,选项B正确;
C.电子绕核运动运动一周时,该氢原子核施加的库仑力方向与速度垂直,可知库仑力对其做功为零,选项C错误;
D.若无限远处电势为零,电子绕核运动的动能和电势能的总和为,选项D正确。
故选BD。
电场强度与电场线综合问题
4.(23-24高一下·安徽宿州·期末)在一个圆的直径上有一对等量异种电荷,它们在圆心O处产生的电场强度大小是;如果把正电荷从a处移到c,已知Oc与Oa的夹角为,此时O点的电场强度大小变为,则与之比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】依题意得,每个点电荷在O点产生的场强大小为,当a点处的点电荷移至c点时,O点场强,由几何关系可知,合场强大小为,所以
故选C。
5.(23-24高一下·安徽合肥·期末)图甲中AB是某电场中的一条电场线。若将一正电荷从A点处由静止释放,正电荷仅在静电力作用下沿电场线从A到B运动过程中的速度-时间图像如图乙所示。关于AB两点的电势高低和场强大小关系,下列说法中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由v-t图像可知,正电荷从A点向B运动时做加速度减小的加速运动,可知电场力从A指向B,且A点受电场力较大,则A点场强较大,即,电场线由A指向B,沿电场线电势降低,可知,选项A正确,BCD错误。
故选A。
6.(23-24高一下·安徽宿州·期末)图中所示的实线为某静电场中的电场线,其方向不确定,带电粒子在电场中仅受静电力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M运动到N,以下说法正确的是( )
A.粒子必定带正电荷 B.粒子在M点的速度大于它在N点的速度
C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度 D.粒子在M点的电势能小于它在N点的电势能
【答案】C
【详解】A.由运动轨迹可知,粒子受力方向指向运动曲线凹的一侧,但是电场线方向不确定,粒子电性不确定,故A错误;
C.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,由图可知,N点的场强大于M点的场强的大小,在N点的受力大于在M的受力,所以粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度,故C正确;
BD.粒子受力方向指向运动曲线凹的一侧,所以电场力做正功,速度增加,电荷的电势能减小,粒子在M点的速度小于它在N点的速度,粒子在M点的电势能大于它在N点的电势能;故BD错误。
故选C。
7.(23-24高一下·安徽阜阳·期末)如图,在和的位置分别放置电荷量大小均为的正点电荷,p点坐标为,静电力常量为,则p点的电场强度为( )
A.,方向沿轴负方向 B.,方向沿轴正方向
C.,方向沿轴负方向 D.,方向沿轴正方向
【答案】B
【详解】正负电荷在p点的场强大小相等,均为,根据矢量的合成方法可知,p点的电场强度方向沿轴正方向,大小为
故选B。
8.(23-24高一下·安徽·期末)高楼都装有避雷针。某次雷雨天气闪电击中避雷针,避雷针发生尖端放电现象。若避雷针放电时的电场线分布如图所示,在空间取一条水平线abc和一条圆弧线adc,bd连线为ac连线的中垂线,电场线关于直线bd对称,以下说法正确的是( )
A.圆弧adc是一条等势线
B.a、c两点的电势相同
C.a、c两点的电场强度相同
D.同一正点电荷在b点的电势能比在d点大
【答案】B
【详解】A.圆弧线adc在a、c处与电场线不垂直,所以圆弧线不是等势线,A错误;
B. a、c两点关于bd直线对称,所以这两点的电势相同,B正确;
C.电场强度是矢量,其方向沿电场线的切线方向,结合图可知,a、c两点的电场强度方向不相同,所以a、c两点的电场强度不相同,C错误;
D.将正电荷从b点移动到d点,电场力做负功,电势能增加,所以同一正点电荷在b点的电势能比在d点小,D错误。
故选B。
电势、电势差与电势能
9.(23-24高一下·安徽马鞍山·期末)如图所示,在电场强度为的匀强电场中有A、B两点,A、B两点间距离为10cm,AB和电场线方向夹角为,现将电荷量为的负电荷从A点移到B点,下列说法正确的是( )
A.静电力对电荷做正功,电势能减少
B.静电力对电荷做正功,电势能减少
C.电荷克服静电力做功,电势能增加
D.电荷克服静电力做功,电势能增加
【答案】D
【详解】A、B两点的电势差为,将电荷量为的负电荷从A点移到B点,静电力做功为,故电荷克服静电力做功,根据功能关系,电势能增加。
故选D。
10.(23-24高一下·安徽合肥·期末)如图所示,在匀强电场中,将带电荷量的电荷从电场中的A点移到B点,电场力做了的功,再从B点移到C点,电场力做了的负功。
(1)求两点间的电势差和两点间的电势差;
(2)如果规定点的电势为零,则A点和C点的电势分别为多少?
(3)作出过B点的一条电场线。
【答案】(1);;(2);;(3)
【详解】(1)根据电场力做功与电势差的关系得,
(2)根据电势差的定义式,
依题意
所以
(3)AB的中点D的电势为
连接CD,CD为等势线,电场线与等势线垂直,且由高电势指向低电势,如图所示
电容器及电容
11.(23-24高一下·安徽马鞍山·期末)(多选)如图所示,平行板M、N组成电容器,充电后与静电计相连。在整个实验过程中,保持电容器的带电荷量Q不变,下列操作中可使静电计指针张角变大的是( )
A.仅将M板向右平移
B.仅将M板向左平移
C.仅将M板向上平移
D.仅在M、N之间插入相对介电常数大于1的有机玻璃板
【答案】BC
【详解】由静电计原理可知,两板间电压越高,静电计的指针张角越大,根据,,A.仅将M板向右平移,板间距离d变小,电容C变大,由于电容器的带电荷量Q不变,则电容器极板间电压变小,静电计张角变小,故A错误;
B.仅将M板向左平移,板间距离d变大,则电容C变小,电压变大,静电计张角变大,故B正确;
C.仅将M板向上平移,板间正对面积S变小,则电容C变小,电压变大,静电计张角变大,故C正确;
D.仅在M、N之间插入相对介电常数大于1的有机玻璃板,则电容C变大,电压变小,静电计张角变小,故D错误。
故选BC。
力电综合问题
12.(23-24高一下·安徽·期末)如图所示,两带电小球A、B质量分别为2m、m,所带电荷量分别为+q、-q,用等长绝缘细线a、b连接后悬挂于O点处于静止状态。现在该空间加一水平向右的匀强电场,并将电场强度E从0开始缓慢增大到,若不考虑两小球间的库仑力,重力加速度为g,则当系统稳定后,关于两细线a、b拉力的大小、计算正确的是( )
A.=2mg B.=3mg
C.=mg D.=2mg
【答案】B
【详解】AB.对AB整体受力分析,水平方向,受到的合电场力为0,竖直方向=3mg,故A错误,B正确;
CD.对B隔离受力分析,故CD错误。
故选B。
13.(23-24高一下·安徽·期末)如图所示,在水平面内的M、N两点各固定一个点电荷,带电量均为。O为MN的中点,过O点固定一个绝缘杆,杆水平且与MN垂直。一光滑带孔小球P穿在绝缘杆上,小球带负电,开始时在MN的左侧,现给小球一向右的初速度,则小球向右运动的过程中( )
A.小球从开始到O点,做加速度增大的加速运动
B.小球受到绝缘杆的弹力先增大后减小
C.若把N点变为,小球做匀速运动
D.若把N点变为,小球受到绝缘杆的弹力始终不变
【答案】C
【详解】A.应用矢量合成可知,等量同种正电荷中垂线上的场强,方向沿中垂线,大小从无限远到中点O先增大后减小,题中没有明确给出小球开始时是处在最大场强的左侧还是右侧,所以加速度变化无法判断,A错误;
B.绝缘杆所在处场强与杆平行,由平衡可知,杆对小球弹力总等于其重力,B错误;
C.应用矢量合成可知,等量异种电荷中垂线上的场强方向垂直中垂线,大小从无限远到中点O一直增大,小球运动方向不受任何力作用,则做匀速运动,C正确;
D.小球从开始到O点,场强水平且与杆垂直,不断增大,电场力增大,由平衡条件可知,杆对小球的弹力总等于其重力与电场力的合力,则弹力从开始到O点一直增大,过O点后,向右运动过程中弹力逐渐减小,D项错误。
故选C。
14.(23-24高一下·安徽·期末)(多选)如图所示,在竖直平面xoy内存在一未知匀强电场。一质量为m的带电小球从y轴上P点以水平速度v进入第一象限,速度方向沿x轴正向;经过x轴上Q点时的速度大小也为v,方向与x轴夹角为。重力加速度大小为g,忽略空气阻力。小球从P点运动到Q点的过程中( )
A.机械能守恒
B.速度最小时的速度方向与x轴正方向夹角为
C.若电场力大小为,则电场力做功为
D.电场力不可能先做负功再做正功
【答案】BC
【详解】A.小球在运动过程中,有重力势能、动能与电势能之间的转化,小球由P点运动到Q点过程中,除重力做功之外有电场力做功,则机械能不守恒,故A错误;
BC.根据题意可知小球在复合场中做类斜抛运动,由于小球在P、Q两点速度大小均为v,根据类斜抛运动的对称性可知,小球所受重力与电场力的合力F方向必定垂直于PQ连线指向左下方,由几何关系可知,小球在沿PQ方向做匀速直线运动,在垂直于PQ方向做双向匀变速直线运动,可知当小球垂直于PQ方向的分速度减小为0时,小球速度最小,即速度最小时,速度方向与PQ平行,即,由动能定理可知,克服电场力做功等于重力做功,当电场力大小为,竖直方向加速度为g,故,综上克服电场力做功为,故BC正确;
D.根据上述,电场力与重力合力方向始终垂直于PQ方向,根据三角形法则可知,当电场力与合力方向垂直时,电场力最小,则有,则所受电场力不小于即可,且电场力与初速度方向夹角一定为钝角,与Q点速度夹角有可能是锐角,故D错误。
故选BC。
15.(23-24高一下·安徽马鞍山·期末)如图所示,在水平地面上固定一个光滑的绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为,在斜面上放一个质量为m的带电小物块A,在斜面底端的正上方固定一个电性、电荷量均与A相同的点电荷B。A、B高度相同,间距为d,此时A恰能静止在斜面上。已知静电力常量为k,重力加速度为g,A可视为点电荷。求:
(1)点电荷B所带的电荷量大小;
(2)保持电性不变,只将B的带电量减小,使A能沿斜面下滑,求A滑到斜面底端时速度大小。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)A恰能静止在斜面上,根据平衡条件可得
解得
(2)从A释放到滑到斜面底端时,库仑力做功为零,只有重力做功,根据动能定理可得
解得
16.(23-24高一下·安徽·期末)如图所示,OM是两固定的等量异种电荷A、B连线的竖直中垂线,其中A带正电,B带负电。用绝缘丝线一端固定于O点,另一端悬挂一质量为m的带电小球,稳定后小球恰好静止在AM的中点N处。已知,且绝缘丝线ON与OM的夹角,等量异种电荷A、B及带电小球的电荷量大小均为(未知),静电力常量为k,重力加速度为。求:
(1)根据共点力平衡的知识计算带电小球所受库仑力F的大小;
(2)小球所带电荷的电性及电荷量Q的大小;
(3)等量异种电荷A、B在N处产生的合场强E。
【答案】(1);(2)小球带负电,;(3),方向水平向右
【详解】对小球受力分析,根据平衡条件可知其受力情况如下所示
根据平衡条件有,
联立解得
异种电荷连线上的场强方向由正电荷指向负电荷,小球所受电场力方向与场强方向相反,故小球带负电。根据库仑定律可知,A对小球的库仑力
B对小球的库仑力
且有
联立解得
根据电场的定义可知,等量异种电荷A、B在N处产生的总场强
方向水平向右。
17.(23-24高一下·安徽阜阳·期末)如图所示,平行金属板、水平放置,它们之间距离为,除边缘外,它们之间的电场可以看为匀强电场,电场强度为。一质量为、电荷量为的带正电粒子从板由静止释放。已知,重力加速度为,忽略空气阻力。
(1)求带电粒子的加速度;
(2)若在带电粒子运动距离时,电场强度大小不变,方向相反,不考虑调换时间,求该粒子从板运动到板经历的时间。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)由牛顿第二定律得
结合解得
(2)粒子运动距离时速度为
加速运动的时间
匀速运动时间
粒子从板运动到板经历的时间
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