内容正文:
专题08 静电场
4类高频考点概览
考点一 电场力的性质
考点二 电场能的性质
考点三 电容器和电容
考点四 带电粒子在电场中的运动
考点一
电场力的性质
1.(24-25高二上·河南新乡·开学考试)下列关于电场的说法不正确的是( )
A.电场并不存在,是人们想象出来的
B.电场是一种客观存在的物质
C.电荷之间通过电场相互作用
D.电场的基本特性是对放入其中的电荷有力的作用
2.(2024高二下·黑龙江·学业考试)如图所示,匀强电场中有a、b两点。关于a、b两点的电场强度、的方向,下列说法正确的是( )
A.方向均向右 B.方向均向左
C.方向向右,方向向左 D.方向向左,方向向右
3.(2024高二下·贵州·学业考试)如图所示,A、B为正点电荷电场中某一条电场线上的两点,设A、B两点的电场强度分别为EA和EB,电势分别为φA和φB,则( )
A.EA<EB B.EA>EB
C.φA=φB D.φA<φB
4.(2025高二下·广东·学业考试)如图所示,把一个带电量为q的试探电荷放在某电场中的P点,测得P点电场强度大小为E,方向水平向右。下列说法正确的是( )
A.移走试探电荷,P点的电场强度变为零
B.试探电荷改为,P点的电场强度方向变为向左
C.减小试探电荷的电量q,P点的电场强度不变
D.减小试探电荷的电量q,P点的电场强度减小
5.(2023高二下·河北·学业考试)把电荷量为的试探电荷放到电场中的某点,它所受静电力大小为。取走试探电荷,则该点的电场强度大小为( )
A.0 B.
C. D.
6.(2023高二上·江苏·学业考试)等量异种点电荷的电场线如图所示。A、B两点的电场强度分别为EA、EB,则( )
A.,方向相同 B.,方向不同
C.,方向不同 D.,方向相同
7.(2023高二下·河北·学业考试)如图所示,真空中有两个电荷量为和的点电荷分别固定在等边三角形的、两个顶点上,等边三角形边长为,静电力常量为,则顶点处的电场强度大小为( )
A. B.
C. D.
8.(2024高二上·辽宁·学业考试)电容器是一种重要的电学元件。已知一平行板电容器如图所示,有一正点电荷位于两极板间,忽略边缘效应,将两极板间的电场看作匀强电场,取负极板的电势为零。下列关于电容器中电场的描述正确的是( )
A.正点电荷在A 点的电势能大于在B 点的电势能
B.若给电容器放电,则A、B两点间的电势差将增大
C.若给电容器充电(不超过击穿电压),则A、B两点间的电势差将减小
D.电容器中的电场“看不见摸不着”,所以电场不是客观存在的物质
9.(2023高二上·河北·学业考试)如图所示,实线为一正点电荷电场中的等势面,M、N为电场中的两点。下列说法正确的是( )
A.M点的电场强度小于N点的电场强度
B.M点的电场强度大于N点的电场强度
C.试探电荷+q在M点的电势能大于在N点的电势能
D.试探电荷+q在M点的电势能小于在N点的电势能
10.(2023高二下·河北·学业考试)某一区域的电场线分布如图所示,、为电场中的两点。下列说法正确的是( )
A.点电场强度小于点电场强度 B.点电场强度大于点电场强度
C.点电势低于点电势 D.点电势高于点电势
11.(2024高二上·新疆·学业考试)如图所示,A、B为匀强电场中同一条电场线上的两点,两点间距离d =15 cm。若将一带正电、电荷量q =1×10-5C的试探电荷,放入匀强电场中的B点,试探电荷受到的静电力大小F = 5×10-4N。求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)A、B两点间的电势差;
(3)若将该试探电荷从B点移动到A点,其电势能变化了多少。
12.(2024高二上·北京·学业考试)如图所示,匀强电场的电场强度大小,将电荷量的试探电荷放在电场中的点。
(1)画出该电荷在点受到的静电力的示意图;
(2)求该电荷在点受到的静电力的大小。
考点二
电场能的性质
1.(2025高二下·广东·学业考试)对电势概念的理解,下列说法正确的是( )
A.电势是矢量
B.沿着电场线方向,各点电势逐渐升高
C.确定电场中某点的电势时,要先规定电势的零点
2.(2025高二上·辽宁·学业考试)在地图中常用等高线来表示地势的高低,与此相似,在电场的图示中,常用等势面来表示电势的高低。下图为某电场等势面的分布情况,A、B两点电势分别为φA、φB,质子在A、B两点所受电场力大小分别为FA、则下列关系正确的是( )
A.φA<φB B.φA>φB C.FA<FB D.FAFB
3.(2025高二上·江苏·学业考试)将电荷量为+的点电荷从电场中的点移到点,、两点间的电势差为U,则电场力所做的功为( )
A. B. C. D.
4.(2023高二上·河北·学业考试)将电荷量为的电荷从电场中的A点移到B点,静电力做的功为,则A、B两点的电势差为( )
A.20V B.40V C.-20V D.-40V
5.(2024高二下·湖南·学业考试)电线一端意外掉落在地面上的O点,在周围形成电场,电场等势面的分布如图所示。图中线段表示甲、乙、丙、丁四只羊,线段长度表示羊前后足所站位置之间的距离,四条线段长度相等。则其中触电风险最大的羊是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
6.(2023高二下·广东·学业考试)图中的正点电荷固定,一个带负电的点电荷p从M点运动到N点,下列说法正确的是( )
A.M点的电势比N点的高,p的电势能增大
B.M点的电势比N点的高,p的电势能减小
C.M点的电势比N点的低,p的电势能增大
D.M点的电势比N点的低,p的电势能减小
7.(2023高二下·广东·学业考试)静电透镜可用来聚焦电子束,其电场线分布如图所示,M、N和O为电场中三个点.下列说法正确的是( )
A.M、N两点的电场方向相同
B.O点的电场强度比M点的小
C.M点的电势比N点的电势高
D.电子从M点运动到N点,其电势能增加
8.(2023高二上·广西·学业考试)云层间电场强度足够大时,可能会形成闪电。若两云层间的电场可看作匀强电场,云层间的电势差为U,电场强度为E,距离为d,则U、E、d的关系为( )
A. B. C. D.
9.(2023高二上·河北·学业考试)如图所示,在电场强度为E的匀强电场中有M、N两点,两点之间距离为d,连线与电场线方向夹角为,则( )
A.M点的电势高于N点的电势 B.M点的电势低于N点的电势
C.M、N两点的电势差为Edcosθ D.M、N两点的电势差为Ed
10.(2024高二上·浙江·学业考试)如图所示,真空中电荷量分别为+Q和-Q的两个点电荷相距为2r,B、C为它们连线上两点(其中B 为中点),AB 为它们连线的中垂线。已知静电力常量为k,则
(1)将试探电荷+q置于B 点时,+Q对试探电荷的库仑力大小为 ,+Q在 B 点产生的电场强度大小为 。
(2)将试探电荷+q沿着直线从B 移动到 C,其所受静电力 ;将试探电荷+q沿着曲线从 B 移动到C,其所受静电力 。 (上述两空选填“做正功”、“做负功”或“不做功”)
(3)将试探电荷+q沿着直线从A 移动到 B,其所受静电力 ,它的电势能 。(上述两空选填“增大”、“减小”或“不变”)
11.(2023高二上·山东·学业考试)如图所示,在水平向左的匀强电场中,用绝缘细线悬挂的带电小球处于静止状态,绝缘细线与竖直方向成一定夹角。
(1)判断小球带正电还是负电;
(2)保持小球电荷量不变,用力缓慢拉动小球降至图中虚线位置,分析该过程中小球的重力势能和电势能的变化情况。(不要求进行公式推导)
12、(2024高二下·上海·学业考试)五库仑扭秤
库仑扭秤实验装置示意图如图所示。绝缘棒一端是带电小球A,另一端为平衡小球B,C为与A完全相同的可固定的带电小球。
1.在库仑扭秤实验中,___________。
A.A、B两球必须带等量同种电荷
B.必须精确测出A、C两球所带的电荷量
C.弹性扭丝扭转角的比值间接反映静电力大小的比值关系
2.装置中A、C两球带等量同种电荷,描述其周围电场的电场线如图所示。O点为两球心连线的中点,P、N两点在两球心连线的中垂线上。
(1)由图可知 。
A.P点处电场强度的方向从P指间O
B.P点处电场强度比O点处电场强度大
C. 从O向P延伸到无穷远的射线上电场强度一直增大
D.A、C之间没有画出电场线的区域中电场强度处处为零
(2)P、N两点的电势分别为、,一负点电荷位于P、N两点时的电势能分别为、,则 。
A., B., C., D.,
(3)一点电荷仅在电场力作用下由P点从静止开始运动,到达O点时的速度大小为v。若该点电荷的电荷量与质量比值的绝对值为n,则OP间的电势差UOP为 。
3.与磁通量类似,对于电场也可以引入“电通量”这一物理量。
(1)在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,有一个面积为S的矩形线框,且线框所在平面与磁场方向垂直,则穿过这个线框的磁通量为 。
(2)磁通量的单位为 。
A.Wb B.T C. T·m D.Wb·m2
(3)如图,真空中有相距为r的O、P两点。将一电荷量为Q的点电荷固定于O点,则该点电荷产生的电场在P点处的电场强度大小为 。在P点处放置一面积为S的正方形线框,线框所在平面与O、P连线垂直且线框的边长远小于r。类比磁通量的定义,该点电荷产生的电场穿过这个线框的电通量应为 。(静电力常量为k)
考点三
电容器和电容
1.(2025高二下·广东·学业考试)关于电容器,下列说法正确的是( )
A.所带电荷量越少,电容越小
B.所带电荷量越少,电容越大
C.极板间电压越高,电容越大
D.电容反映了电容器的自身属性,与极板间电压及所带电荷量无关
2.(2025高二上·江苏·学业考试)如图所示,某电学元器件标注的是“”,则该元件是( )
A.电阻,能调节电流 B.电阻,能调节电压
C.电容器,能储存电流 D.电容器,能储存电荷
3.(2024高二上·湖北·学业考试)心脏除颤器是一种医疗急救设备,它在工作时,通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电。已知该电容器电容为C,如果充电后电容器的电压为U,电容器在一定时间内放电至两极板之间的电压为0,则这次放电通过人体组织的电荷量为( )
A. B. C.CU D.
4.(2023高二下·广东·学业考试)如图所示,R1、R2为电阻,C为电容器,S为开关,通过开关S的开合实现对电容器C的充放电。关于充放电过程,下列说法正确的是( )
A.电容器充电时,C的左极板带正电
B.电容器充电时,C的左极板带负电
C.电容器放电时,电流从R1的Q端流向P端
D.电容器放电时,电流从R2的N端流向M端
5.(2023高二上·广西·学业考试)在如图所示的电路中,闭合开关,电源给电容器充电。稳定后,电容器( )
A.两极板带等量同种电荷 B.两极板带等量异种电荷
C.上极板所带电荷量为零 D.下极板所带电荷量为零
6.(2023高二上·河北·学业考试)一平行板电容器,当两极板间电势差为U时,极板所带电荷量为Q,当两极板间电势差为0.5U时( )
A.极板所带电荷量为0.5Q B.极板所带电荷量为2Q
C.电容器的电容为是 D.电容器的电容为
7.(2023高二下·河北·学业考试)某型号心脏除颤器的电容器电容为。某次治疗中电容器充电后电压为4kV,与人体接触后电压迅速减至0,下列说法正确的是( )
A.电容器放电完成后电容为0
B.电容器放电完成后电容仍为
C.本次治疗中通过人体组织的电荷量为64C
D.本次治疗中通过人体组织的电荷量为0.064C
8.(2023高二上·河北·学业考试)如图所示,平行板电容器始终与电源相连,a、b是电容器的两个极板,b板固定。现将a板由实线位置移到虚线位置后,下列说法对的是( )
A.电容器的电容变大 B.电容器的电容变小
C.电容器所带的电荷量增多 D.电容器所带的电荷量减少
9.(2024高二上·新疆·学业考试)一个平行板电容器,所带电荷量为1.0×10⁻6C,两板间的电势差为10 V,则电容器的电容为 F。若电容器所带电荷量为2.0×10⁻6C时,则电容器的电容为 F。
10.(2024高二下·北京·学业考试)请阅读下述文字,完成下题。
电容器储存电荷的特性可用电容来表征。如图所示,某一固定电容器外壳上标有“”字样。
1.电容器外壳上的“”表示该电容器的( )
A.额定电流 B.电荷量 C.电容 D.额定电压
2.电容器充电过程中,下列说法正确的是( )
A.电容器的电荷量保持不变 B.电容器的电荷量逐渐增大
C.电容器两极板间的电势差保持不变 D.电容器两极板间的电势差逐渐减小
考点四
带电粒子在电场中的运动
1.(2025高二下·广东·学业考试)如图所示,在水平向左的匀强电场中,用绝缘细绳竖直悬挂两个带电小球M和N。若两细绳都保持竖直状态,两小球在同一水平线上,则( )
A.M和N都带负电 B.M和N都带正电
C.M带负电、N带正电 D.M带正电、N带负电
2.(2025高二下·广东·学业考试)如图所示,两水平极板间有竖直向下的匀强电场,上极板中心有一小孔,一带负电油滴以某一速度经小孔竖直落入电场中,之后油滴匀速下落。油滴下落过程中( )
A.电场力对其做正功 B.电势能增加
C.电势能减少 D.油滴所经位置的电势依次升高
3.(2025高二下·广东·学业考试)如图所示,在喷墨打印机的匀强电场中,一带电液滴以平行于极板的初速度进入该电场,离开电场时速度向上偏转,偏转角为。忽略空气阻力和重力作用,下列说法正确的有( )
A.液滴带负电
B.增加极板长度,增大
C.增加极板间电压,增大
D.增加极板间电压,液滴通过极板的时间变长
4.(2023高二上·广西·学业考试)如图所示,两平行板水平放置,板间存在匀强电场。质量相等的P、M、N三个小球一个带正电,一个带负电,一个不带电,分别从O点以相同速度水平射入电场,落点如图,则这三个小球( )
A.P带正电,M不带电,N带负电 B.到达正极板时速度大小相等
C.在电场中运动时间相等 D.在电场中的加速度大小
5.(2023高二下·广东·学业考试)如图所示,平行板电容器极板间距为d,所加电压为U,极板间形成匀强电场。一个带正电的粒子从上极板由静止释放,经过时间t后到达下极板,在此过程中电场力做功为W。忽略重力影响,下列说法正确的有( )
A.若仅将d增大一倍,则W将保持不变
B.若仅将d增大一倍,则t将增大一倍
C.若仅将U增大一倍,则t将减小一半
D.若仅将U增大一倍,则W将增大一倍
6.(2024高二上·四川·学业考试)如图所示,A、B、C 是匀强电场中的三个点,AB平行于电场方向,BC垂直于电场方向。正电荷从A点沿直线运动到B点过程中,电场力 ;正电荷从B点沿直线运动到C点过程中,电场力 。(选填“做功”或“不做功” )
7.(2024高二上·黑龙江·学业考试)如图所示,竖直向下、大小为E的匀强电场中,一个质量为m,电量为q的带电小球静止悬挂在轻绳下端,重力加速度大小为g,已知绳内拉力大于小球的重力。
(1)求小球重力G的大小;
(2)判断小球所受电场力F的方向;
(3)求出绳内拉力T的大小。
8.(2024高二下·黑龙江·学业考试)用一条绝缘轻绳悬挂一个带正电小球,小球质量为m,所带电荷量为q。现加水平方向的匀强电场,平衡时绝缘轻绳与竖直方向夹角为,已知重力加速度为g。求:
(1)小球的重力G的大小;
(2)小球所受电场力F的方向。
9.(2022高二上·天津河北·学业考试)如图所示,长L=1m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10−6C,匀强电场的场强E=3.0×103N/C,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)小球所受电场力F的大小和方向;
(2)小球的质量m;
(3)某时刻剪断细绳,经过2s小球的速度大小。
10.(2025高二上·辽宁·学业考试)如图所示,真空中两竖直极板M与N之间的电压U1为100V,两相同水平极板P与Q之间的电压U2为40V,长度l为12cm,相距d为6cm。一个电子(不计重力)位于M板旁,由静止开始加速向N板运动,穿过N板中心的小孔后,从P与Q板的左端中间位置射入。把两极板间的电场看作匀强电场,不计电场的边缘效应,电子比荷取1.8×1011C/kg。
(1)求该电子从N板射出时的速度v0的大小;
(2)求电子通过水平极板P与Q所用的时间t;
(3)求电子最终射出电场时沿垂直于P与Q板面方向偏移的距离y。
11.(2024高二上·辽宁·学业考试)如图所示,以O为原点竖直向上方向为z 轴正方向,建立空间直角坐标系O-xyz,将质量 电荷量 的带正电的小球(可视为质点),从z 轴上的P 点沿y轴正方向以 的速度抛出。P点的坐标为(0,0,20 m),整个空间存在一个匀强电场(图中未画出),小球运动中只考虑其受到的重力和电场力,不计小球电荷量对匀强电场的影响,g取 。
(1)若电场强度方向沿z轴正方向,小球刚好做匀速直线运动,求电场强度的大小E;
(2)若将(1)中的电场强度大小变为方向不变,求小球落至y轴时到坐标原点O的距离;
(3)若将(1)中的电场强度方向变为沿x 轴正方向,大小不变,求小球在抛出后时间内沿x轴正方向的分运动位移的大小。
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专题08 静电场
4类高频考点概览
考点一 电场力的性质
考点二 电场能的性质
考点三 电容器和电容
考点四 带电粒子在电场中的运动
考点一
电场力的性质
1.(24-25高二上·河南新乡·开学考试)下列关于电场的说法不正确的是( )
A.电场并不存在,是人们想象出来的
B.电场是一种客观存在的物质
C.电荷之间通过电场相互作用
D.电场的基本特性是对放入其中的电荷有力的作用
【答案】A
【详解】AB.电场是一种客观存在的物质,不是人们想象出来的,故A错误,B正确;
C.电荷之间通过电场相互作用,故C正确;
D.电场的基本特性是对放入其中的电荷有力的作用,故D正确。
本题选不正确的,故选A。
2.(2024高二下·黑龙江·学业考试)如图所示,匀强电场中有a、b两点。关于a、b两点的电场强度、的方向,下列说法正确的是( )
A.方向均向右
B.方向均向左
C.方向向右,方向向左
D.方向向左,方向向右
【答案】A
【详解】由图示可知,a、b两点的电场强度的方向均向右。
故选A。
3.(2024高二下·贵州·学业考试)如图所示,A、B为正点电荷电场中某一条电场线上的两点,设A、B两点的电场强度分别为EA和EB,电势分别为φA和φB,则( )
A.EA<EB B.EA>EB
C.φA=φB D.φA<φB
【答案】B
【详解】沿电场线方向电势逐渐降低,知 ,A点电场线更加密集,知EA>EB,故选B。
4.(2025高二下·广东·学业考试)如图所示,把一个带电量为q的试探电荷放在某电场中的P点,测得P点电场强度大小为E,方向水平向右。下列说法正确的是( )
A.移走试探电荷,P点的电场强度变为零
B.试探电荷改为,P点的电场强度方向变为向左
C.减小试探电荷的电量q,P点的电场强度不变
D.减小试探电荷的电量q,P点的电场强度减小
【答案】C
【详解】A.电场强度由场源电荷与空间位置共同决定,与试探电荷无关,可知,移走试探电荷,P点的电场强度不变,故A错误;
B.结合上述可知,试探电荷改为,P点的电场强度方向仍然向右,故B错误;
CD.结合上述可知,减小试探电荷的电量q,P点的电场强度不变,故C正确,D错误。
故选C。
5.(2023高二下·河北·学业考试)把电荷量为的试探电荷放到电场中的某点,它所受静电力大小为。取走试探电荷,则该点的电场强度大小为( )
A.0 B.
C. D.
【答案】D
【详解】根据电场强度表达式可得
电场强度只由电场自身决定,所以取走试探电荷,则该点的电场强度大小仍为。
故选D。
6.(2023高二上·江苏·学业考试)等量异种点电荷的电场线如图所示。A、B两点的电场强度分别为EA、EB,则( )
A.,方向相同 B.,方向不同
C.,方向不同 D.,方向相同
【答案】B
【详解】电场线的疏密反映电场的强弱,电场线越密,电场强度越大,电场线某点的切线方向表示该点的电场强度的方向,所以
方向不同。
故选B。
7.(2023高二下·河北·学业考试)如图所示,真空中有两个电荷量为和的点电荷分别固定在等边三角形的、两个顶点上,等边三角形边长为,静电力常量为,则顶点处的电场强度大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】、两个顶点处的点电荷分别在处产生的场强大小相等,均为
由于、两个顶点处的点电荷在处产生的场强方向之间的夹角为,则顶点处的电场强度大小为
故选A。
8.(2024高二上·辽宁·学业考试)电容器是一种重要的电学元件。已知一平行板电容器如图所示,有一正点电荷位于两极板间,忽略边缘效应,将两极板间的电场看作匀强电场,取负极板的电势为零。下列关于电容器中电场的描述正确的是( )
A.正点电荷在A 点的电势能大于在B 点的电势能
B.若给电容器放电,则A、B两点间的电势差将增大
C.若给电容器充电(不超过击穿电压),则A、B两点间的电势差将减小
D.电容器中的电场“看不见摸不着”,所以电场不是客观存在的物质
【答案】A
【详解】A.沿着电场线方向电势降低,可知点的电势低于点的电势,根据可知正点电荷在A 点的电势能大于在B 点的电势能,故A正确;
B.根据可知若给电容器放电,则极板间的电势差减小,设极板间距离为,AB沿着电场线方向的距离为,根据可知A、B两点间的电势差将减小,故B错误;
C.根据可知若给电容器充电(不超过击穿电压),则根据选项B的分析可知,A、B两点间的电势差将增大,故C错误;
D.电容器中的电场“看不见摸不着”,但电场是客观存在的物质,故D错误。
故选A。
9.(2023高二上·河北·学业考试)如图所示,实线为一正点电荷电场中的等势面,M、N为电场中的两点。下列说法正确的是( )
A.M点的电场强度小于N点的电场强度
B.M点的电场强度大于N点的电场强度
C.试探电荷+q在M点的电势能大于在N点的电势能
D.试探电荷+q在M点的电势能小于在N点的电势能
【答案】BC
【详解】AB.M点距离点电荷较近,可知M点的电场强度大于N点的电场强度,选项A错误,B正确;
CD.因M点的电势高于N点,正电荷在高电势点的电势能较大,可知试探电荷+q在M点的电势能大于在N点的电势能,选项C正确,D错误。
故选BC。
10.(2023高二下·河北·学业考试)某一区域的电场线分布如图所示,、为电场中的两点。下列说法正确的是( )
A.点电场强度小于点电场强度
B.点电场强度大于点电场强度
C.点电势低于点电势
D.点电势高于点电势
【答案】AD
【详解】AB.电场线的密度表示场强的大小,则有点电场强度小于点电场强度,故A正确,B错误;
CD.沿着电场线电势逐渐降低,可得,故C错误,D正确。
故选AD。
11.(2024高二上·新疆·学业考试)如图所示,A、B为匀强电场中同一条电场线上的两点,两点间距离d =15 cm。若将一带正电、电荷量q =1×10-5C的试探电荷,放入匀强电场中的B点,试探电荷受到的静电力大小F = 5×10-4N。求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)A、B两点间的电势差;
(3)若将该试探电荷从B点移动到A点,其电势能变化了多少。
【答案】(1)50N/C
(2)7.5V
(3)
【详解】(1)由电场强度定义式可得,匀强电场的电场强度大小为
(2)由公式可得,A、B两点间的电势差
(3)将该试探电荷从B点移动到A点,电场力做功为
则其电势能变化了
12.(2024高二上·北京·学业考试)如图所示,匀强电场的电场强度大小,将电荷量的试探电荷放在电场中的点。
(1)画出该电荷在点受到的静电力的示意图;
(2)求该电荷在点受到的静电力的大小。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)正电荷在电场中的受力方向与电场方向相同,其受电场力情况如图所示
(2)根据电场力表达式
解得
考点二
电场能的性质
1.(2025高二下·广东·学业考试)对电势概念的理解,下列说法正确的是( )
A.电势是矢量
B.沿着电场线方向,各点电势逐渐升高
C.确定电场中某点的电势时,要先规定电势的零点
【答案】C
【详解】A.电势是标量,只有大小没有方向,故A错误;
B.沿电场线方向,电势逐渐降低,例如正电荷周围电场线向外,电势递减),故B错误;
C.电势是相对量,需选定参考点,通常取无穷远处或某接地点为零点,各点电势才能确定具体数值,故C正确。
故选C。
2.(2025高二上·辽宁·学业考试)在地图中常用等高线来表示地势的高低,与此相似,在电场的图示中,常用等势面来表示电势的高低。下图为某电场等势面的分布情况,A、B两点电势分别为φA、φB,质子在A、B两点所受电场力大小分别为FA、则下列关系正确的是( )
A.φA<φB B.φA>φB C.FA<FB D.FAFB
【答案】D
【详解】AB.因A、B两点在同一等势线上,可知φA=φB,AB错误;
CD.因A点的等差等势面较B点密集,可知A点场强大于B点,则两点所受电场力大小分别为FA>FB,C错误,D正确。
故选D。
3.(2025高二上·江苏·学业考试)将电荷量为+的点电荷从电场中的点移到点,、两点间的电势差为U,则电场力所做的功为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】将电荷从A移到B点,电场力做功
W=Uq
故选A。
4.(2023高二上·河北·学业考试)将电荷量为的电荷从电场中的A点移到B点,静电力做的功为,则A、B两点的电势差为( )
A.20V B.40V C.-20V D.-40V
【答案】C
【详解】由题意,根据
得
故选C。
5.(2024高二下·湖南·学业考试)电线一端意外掉落在地面上的O点,在周围形成电场,电场等势面的分布如图所示。图中线段表示甲、乙、丙、丁四只羊,线段长度表示羊前后足所站位置之间的距离,四条线段长度相等。则其中触电风险最大的羊是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【答案】B
【详解】由题图可知,乙羊所处的位置等势面最密,因此乙羊前后足所站位置之间的电势差最大,并由
可知乙羊前后足所站位置之间的电势差大于20V,其它羊前后足所站位置之间的电势差都小于20V,所以乙羊所处的位置触电风险最大。
故选B。
6.(2023高二下·广东·学业考试)图中的正点电荷固定,一个带负电的点电荷p从M点运动到N点,下列说法正确的是( )
A.M点的电势比N点的高,p的电势能增大
B.M点的电势比N点的高,p的电势能减小
C.M点的电势比N点的低,p的电势能增大
D.M点的电势比N点的低,p的电势能减小
【答案】D
【详解】正电荷的电场线方向指向无穷远,沿电场线方向电势降低,故M点电势低于N点电势﹐从M到N的过程电场力做正功,电势能降低。
故选D。
7.(2023高二下·广东·学业考试)静电透镜可用来聚焦电子束,其电场线分布如图所示,M、N和O为电场中三个点.下列说法正确的是( )
A.M、N两点的电场方向相同
B.O点的电场强度比M点的小
C.M点的电势比N点的电势高
D.电子从M点运动到N点,其电势能增加
【答案】B
【详解】A.电场方向沿电场线的切线方向,所以M、N两点的电场方向不同,故A错误;
B.电场线越密的地方,电场强度越大,所以O点的电场强度比M点的小,故B正确;
C.沿电场线方向电势逐渐降低,M点的电势比N点的电势低,故C错误;
D.负电荷在电势高的地方电势能小,从M点运动到N点,电势能减小,故D错误。
故选B。
8.(2023高二上·广西·学业考试)云层间电场强度足够大时,可能会形成闪电。若两云层间的电场可看作匀强电场,云层间的电势差为U,电场强度为E,距离为d,则U、E、d的关系为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】若两云层间的电场可看作匀强电场,则电势差为
故选A。
9.(2023高二上·河北·学业考试)如图所示,在电场强度为E的匀强电场中有M、N两点,两点之间距离为d,连线与电场线方向夹角为,则( )
A.M点的电势高于N点的电势 B.M点的电势低于N点的电势
C.M、N两点的电势差为Edcosθ D.M、N两点的电势差为Ed
【答案】AC
【详解】AB.沿着电场线方向,电势逐渐降低,可知M点的电势高于N点的电势,故A正确,B错误;
CD.M、N两点的电势差为
故C正确,D错误。
故选AC。
10.(2024高二上·浙江·学业考试)如图所示,真空中电荷量分别为+Q和-Q的两个点电荷相距为2r,B、C为它们连线上两点(其中B 为中点),AB 为它们连线的中垂线。已知静电力常量为k,则
(1)将试探电荷+q置于B 点时,+Q对试探电荷的库仑力大小为 ,+Q在 B 点产生的电场强度大小为 。
(2)将试探电荷+q沿着直线从B 移动到 C,其所受静电力 ;将试探电荷+q沿着曲线从 B 移动到C,其所受静电力 。 (上述两空选填“做正功”、“做负功”或“不做功”)
(3)将试探电荷+q沿着直线从A 移动到 B,其所受静电力 ,它的电势能 。(上述两空选填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】(1)
(2) 做负功 做负功
(3) 增大 不变
【详解】(1)[1]根据库仑力公式可知,+Q对试探电荷+q的库仑力大小为
[2]根据点电荷产生的电场强度公式可知,+Q在 B 点产生的电场强度大小为
(2)[1]等量异种电荷电场线方向从+Q指向-Q,故试探电荷+q在BC连线上电场力指向B,所以沿着直线从B 移动到 C,其所受静电力对试探电荷+q做负功;
[2]电场力做功与路径无关,只与电荷始末位置有关,故将试探电荷+q沿着曲线从 B 移动到C,其所受静电力对试探电荷+q做负功;
(3)[1][2]等量异种电荷中垂线为等势线,且距离B点越近,电场强度越大,故试探电荷+q沿着直线从A移动到B,所受静电力增大,但它的电势能不变。
11.(2023高二上·山东·学业考试)如图所示,在水平向左的匀强电场中,用绝缘细线悬挂的带电小球处于静止状态,绝缘细线与竖直方向成一定夹角。
(1)判断小球带正电还是负电;
(2)保持小球电荷量不变,用力缓慢拉动小球降至图中虚线位置,分析该过程中小球的重力势能和电势能的变化情况。(不要求进行公式推导)
【答案】(1)正电;(2)重力势能减小,电势能增大
【详解】(1)小球受到重力、绳子的拉力、电场力处于静止状态,根据平衡条件可知小球受到的电场力向左,小球带正电。
(2)用力缓慢拉动小球降至图中虚线位置,小球的高度降低,重力做正功,小球的重力势能减小,根据沿电场线电势降低可知,小球的电势增大,小球的电势能增大。
12、(2024高二下·上海·学业考试)五库仑扭秤
库仑扭秤实验装置示意图如图所示。绝缘棒一端是带电小球A,另一端为平衡小球B,C为与A完全相同的可固定的带电小球。
1.在库仑扭秤实验中,___________。
A.A、B两球必须带等量同种电荷
B.必须精确测出A、C两球所带的电荷量
C.弹性扭丝扭转角的比值间接反映静电力大小的比值关系
2.装置中A、C两球带等量同种电荷,描述其周围电场的电场线如图所示。O点为两球心连线的中点,P、N两点在两球心连线的中垂线上。
(1)由图可知 。
A.P点处电场强度的方向从P指间O
B.P点处电场强度比O点处电场强度大
C. 从O向P延伸到无穷远的射线上电场强度一直增大
D.A、C之间没有画出电场线的区域中电场强度处处为零
(2)P、N两点的电势分别为、,一负点电荷位于P、N两点时的电势能分别为、,则 。
A., B., C., D.,
(3)一点电荷仅在电场力作用下由P点从静止开始运动,到达O点时的速度大小为v。若该点电荷的电荷量与质量比值的绝对值为n,则OP间的电势差UOP为 。
3.与磁通量类似,对于电场也可以引入“电通量”这一物理量。
(1)在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,有一个面积为S的矩形线框,且线框所在平面与磁场方向垂直,则穿过这个线框的磁通量为 。
(2)磁通量的单位为 。
A.Wb B.T C. T·m D.Wb·m2
(3)如图,真空中有相距为r的O、P两点。将一电荷量为Q的点电荷固定于O点,则该点电荷产生的电场在P点处的电场强度大小为 。在P点处放置一面积为S的正方形线框,线框所在平面与O、P连线垂直且线框的边长远小于r。类比磁通量的定义,该点电荷产生的电场穿过这个线框的电通量应为 。(静电力常量为k)
【答案】1.C 2. B C 3. BS A
【解析】1.A.根据库仑扭秤实验,B球是平衡球,使杆处于水平状态,A和C球之间存在库仑力,B球不带电,故A错误;
BC.在库仑的时代没有电荷量的单位,不可能准确测出每一个小球的电荷量,该实验是利用扭转悬丝弹力的力矩与静电斥力的力矩平衡,通过弹性扭丝扭转角的比值间接反映静电力大小的比值关系,故B错误,C正确。
故选C。
3.(1)[1]
A.由图可知P点处电场强度的方向从O指间P,故A错误;
BC.由于两等量同种电荷在O点产生的场强大小相等,方向相反,则O点的场强为0,则P点处电场强度比O点处电场强度大;从O向P延伸到无穷远的射线上,电场强度先增大后减小,故B正确,C错误;
D. A、C之间没有画出电场线的区域中并不是电场强度处处为零,故D错误。
故选B。
(2)[2]根据沿电场方向电势降低可知,P、N两点的电势关系为
根据
可知负点电荷位于P、N两点时的电势能大小关系为
故选C。
(3)[3]一点电荷仅在电场力作用下由P点从静止开始运动,到达O点时的速度大小为v。若该点电荷的电荷量与质量比值的绝对值为n,根据动能定理可得
解得
由于电场方向由O点指向P点,所以O点电势高于P点电势,则有
3.(1)[1]在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,有一个面积为S的矩形线框,且线框所在平面与磁场方向垂直,则穿过这个线框的磁通量为
(2)磁通量的单位为
故选A。
(3)[3]真空中有相距为r的O、P两点。将一电荷量为Q的点电荷固定于O点,根据点电荷场强公式可知,该点电荷产生的电场在P点处的电场强度大小为
[4]在P点处放置一面积为S的正方形线框,线框所在平面与O、P连线垂直且线框的边长远小于r。类比磁通量的定义,该点电荷产生的电场穿过这个线框的电通量应为
考点三
电容器和电容
1.(2025高二下·广东·学业考试)关于电容器,下列说法正确的是( )
A.所带电荷量越少,电容越小
B.所带电荷量越少,电容越大
C.极板间电压越高,电容越大
D.电容反映了电容器的自身属性,与极板间电压及所带电荷量无关
【答案】D
【详解】电容反映了电容器的自身属性,与极板间电压及所带电荷量无关,ABC错误,D正确。
故选D。
2.(2025高二上·江苏·学业考试)如图所示,某电学元器件标注的是“”,则该元件是( )
A.电阻,能调节电流 B.电阻,能调节电压
C.电容器,能储存电流 D.电容器,能储存电荷
【答案】D
【详解】由图可知,该元件为电容器,能储存电荷。
故选D。
3.(2024高二上·湖北·学业考试)心脏除颤器是一种医疗急救设备,它在工作时,通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电。已知该电容器电容为C,如果充电后电容器的电压为U,电容器在一定时间内放电至两极板之间的电压为0,则这次放电通过人体组织的电荷量为( )
A. B. C.CU D.
【答案】C
【详解】已知该电容器电容为C,如果充电后电容器的电压为U,电容器在一定时间内放电至两极板之间的电压为0,根据
可知这次放电通过人体组织的电荷量为
故选C。
4.(2023高二下·广东·学业考试)如图所示,R1、R2为电阻,C为电容器,S为开关,通过开关S的开合实现对电容器C的充放电。关于充放电过程,下列说法正确的是( )
A.电容器充电时,C的左极板带正电
B.电容器充电时,C的左极板带负电
C.电容器放电时,电流从R1的Q端流向P端
D.电容器放电时,电流从R2的N端流向M端
【答案】B
【详解】AB.根据电路图可知,电容器充电时,C的右极板带正电,左极板带负电,故A错误,B正确;
CD.电容器放电时,由于C的右极板带正电,左极板带负电,电容器充当电源,电流只能从R1的P端流向Q端,故CD错误。
故选B。
5.(2023高二上·广西·学业考试)在如图所示的电路中,闭合开关,电源给电容器充电。稳定后,电容器( )
A.两极板带等量同种电荷 B.两极板带等量异种电荷
C.上极板所带电荷量为零 D.下极板所带电荷量为零
【答案】B
【详解】AB.稳定后,电容器上极板带正电,下极板带负电,故两极板带等量异种电荷,故A错误,B正确;
CD.上、下极板所带电荷量为
故CD错误。
故选B。
6.(2023高二上·河北·学业考试)一平行板电容器,当两极板间电势差为U时,极板所带电荷量为Q,当两极板间电势差为0.5U时( )
A.极板所带电荷量为0.5Q B.极板所带电荷量为2Q
C.电容器的电容为是 D.电容器的电容为
【答案】AC
【详解】AB.根据Q=CU,因C不变,则当两极板间电势差为0.5U时极板所带电荷量为0.5Q,选项A正确,B错误;
CD.电容器的电容为是
选项C正确,D错误。
故选AC。
7.(2023高二下·河北·学业考试)某型号心脏除颤器的电容器电容为。某次治疗中电容器充电后电压为4kV,与人体接触后电压迅速减至0,下列说法正确的是( )
A.电容器放电完成后电容为0
B.电容器放电完成后电容仍为
C.本次治疗中通过人体组织的电荷量为64C
D.本次治疗中通过人体组织的电荷量为0.064C
【答案】BD
【详解】AB.电容器电容与所带电荷量无关,电容器放电完成后电容仍为,故A错误,B正确;
CD.本次治疗中通过人体组织的电荷量为
故C错误,D正确。
故选BD。
8.(2023高二上·河北·学业考试)如图所示,平行板电容器始终与电源相连,a、b是电容器的两个极板,b板固定。现将a板由实线位置移到虚线位置后,下列说法对的是( )
A.电容器的电容变大 B.电容器的电容变小
C.电容器所带的电荷量增多 D.电容器所带的电荷量减少
【答案】AC
【详解】AB.根据电容的决定式有
将a板由实线位置移到虚线位置后,d减小,则电容变大,故A正确,B错误;
CD.电容器与电源连接,电势差不变,根据定义式有
可知电容器所带的电荷量增多,故C正确,D错误;
故选AC。
9.(2024高二上·新疆·学业考试)一个平行板电容器,所带电荷量为1.0×10⁻6C,两板间的电势差为10 V,则电容器的电容为 F。若电容器所带电荷量为2.0×10⁻6C时,则电容器的电容为 F。
【答案】 1.0×10⁻7 1.0×10⁻7
【详解】[1]一个平行板电容器,所带电荷量为1.0×10⁻⁶C,两板间的电势差为10 V,则电容器的电容为
[2]电容器的电容只由电容器自身决定,与电容器所带电荷量无关,所以电容器所带电荷量为2.0×10⁻6C时,电容器的电容仍为
10.(2024高二下·北京·学业考试)请阅读下述文字,完成下题。
电容器储存电荷的特性可用电容来表征。如图所示,某一固定电容器外壳上标有“”字样。
1.电容器外壳上的“”表示该电容器的( )
A.额定电流 B.电荷量 C.电容 D.额定电压
2.电容器充电过程中,下列说法正确的是( )
A.电容器的电荷量保持不变 B.电容器的电荷量逐渐增大
C.电容器两极板间的电势差保持不变 D.电容器两极板间的电势差逐渐减小
【答案】1.C 2.B
【解析】36.电容器外壳上的“”,由单位可知是电容器的电容的单位,所以电容器外壳上的“”表示该电容器的电容,故选C。
37.AB.根据电容器充放电规律,充电过程中,电容器所带电荷量逐渐增大,故A错误,B正确;
CD.由
可知C恒定,充电过程中,电荷量逐渐增大,电容器极板间的电压逐渐增大,故CD错误。
故选B。
考点四
带电粒子在电场中的运动
1.(2025高二下·广东·学业考试)如图所示,在水平向左的匀强电场中,用绝缘细绳竖直悬挂两个带电小球M和N。若两细绳都保持竖直状态,两小球在同一水平线上,则( )
A.M和N都带负电 B.M和N都带正电
C.M带负电、N带正电 D.M带正电、N带负电
【答案】D
【详解】A.两细绳都保持竖直状态,可知,小球所受电场力与库仑力方向均沿水平方向,竖直方向绳拉力与重力平衡,则小球所受匀强电场的电场力一定与库仑力平衡,若M和N都带负电,则N所受匀强电场的电场力方向向右,M对N的库仑力方向也向右,N不可能静止,故A错误;
B.若M和N都带正电,则M所受匀强电场的电场力方向向左,N对M的库仑力方向也向左,M不可能静止,故B错误;
C.若M带负电、N带正电,则N所受匀强电场的电场力方向向左,M对N的库仑力方向也向左,N不可能静止,故C错误;
D.若M带正电、N带负电,则M所受匀强电场的电场力方向向左,N对M的库仑力方向向右,M可能静止,N所受匀强电场的电场力方向向右,M对N的库仑力方向向左,N也可能静止,故D正确。
故选D。
2.(2025高二下·广东·学业考试)如图所示,两水平极板间有竖直向下的匀强电场,上极板中心有一小孔,一带负电油滴以某一速度经小孔竖直落入电场中,之后油滴匀速下落。油滴下落过程中( )
A.电场力对其做正功 B.电势能增加
C.电势能减少 D.油滴所经位置的电势依次升高
【答案】B
【详解】ABC.由题意可知,油滴受到的电场力竖直向上,所以油滴下落时,电场力做负功,电势能增加,故AC错误,B正确;
D.沿着电场线的方向电势降低,所以油滴所经位置的电势依次降低,故D错误。
故选B。
3.(2025高二下·广东·学业考试)如图所示,在喷墨打印机的匀强电场中,一带电液滴以平行于极板的初速度进入该电场,离开电场时速度向上偏转,偏转角为。忽略空气阻力和重力作用,下列说法正确的有( )
A.液滴带负电
B.增加极板长度,增大
C.增加极板间电压,增大
D.增加极板间电压,液滴通过极板的时间变长
【答案】ABC
【详解】A.由题意知液滴向上偏转,则所受电场力方向竖直向上,与场强方向相反,则粒子带负电,故A正确;
BC.液滴飞出电场时的速度偏向角满足,,,,,
联立可得
显然,增加极板长度,增大;增加极板间电压,增大,故BC正确;
D.液滴通过极板的时间
所以,增加极板间电压,液滴通过极板的时间不变,故D错误。
故选ABC。
4.(2023高二上·广西·学业考试)如图所示,两平行板水平放置,板间存在匀强电场。质量相等的P、M、N三个小球一个带正电,一个带负电,一个不带电,分别从O点以相同速度水平射入电场,落点如图,则这三个小球( )
A.P带正电,M不带电,N带负电 B.到达正极板时速度大小相等
C.在电场中运动时间相等 D.在电场中的加速度大小
【答案】AD
【详解】C.小球在平行板内做类平抛运动,水平方向有
由于
则
故C错误;
D.竖直方向有
可得
则在电场中的加速度大小
故D正确;
A.小球带正电,加速度为
小球不带电,加速度为
小球带负电,加速度为
可得
故P带正电,M不带电,N带负电,故A正确;
B.根据动能定理
可得到达正极板时速度大小
故B错误。
故选AD。
5.(2023高二下·广东·学业考试)如图所示,平行板电容器极板间距为d,所加电压为U,极板间形成匀强电场。一个带正电的粒子从上极板由静止释放,经过时间t后到达下极板,在此过程中电场力做功为W。忽略重力影响,下列说法正确的有( )
A.若仅将d增大一倍,则W将保持不变
B.若仅将d增大一倍,则t将增大一倍
C.若仅将U增大一倍,则t将减小一半
D.若仅将U增大一倍,则W将增大一倍
【答案】ABD
【详解】AB.根据
W=qU
电量和电压不变,电场力做功不变,d增大一倍,电场强度
变成原来的一半,加速度
变为原来的一半,位移变为原来2倍,时间
变为原来的2倍。故AB正确;
C.根据B选项分析,U增大一倍,场强变为2倍,加速度变为2倍,位移不变,则时间变为,故C错误;
D.根据
W=qU
电量和电压不变,电场力做功不变,U增大一倍,W增大一倍,故D正确。
故选ABD。
6.(2024高二上·四川·学业考试)如图所示,A、B、C 是匀强电场中的三个点,AB平行于电场方向,BC垂直于电场方向。正电荷从A点沿直线运动到B点过程中,电场力 ;正电荷从B点沿直线运动到C点过程中,电场力 。(选填“做功”或“不做功” )
【答案】 做功 不做功
【详解】[1][2]正电荷从A点沿直线运动到B点过程中,正电荷受到的电场力方向与运动方向相同,则电场力做功;正电荷从B点沿直线运动到C点过程中,正电荷受到的电场力方向与运动方向垂直,电场力不做功。
7.(2024高二上·黑龙江·学业考试)如图所示,竖直向下、大小为E的匀强电场中,一个质量为m,电量为q的带电小球静止悬挂在轻绳下端,重力加速度大小为g,已知绳内拉力大于小球的重力。
(1)求小球重力G的大小;
(2)判断小球所受电场力F的方向;
(3)求出绳内拉力T的大小。
【答案】(1)
(2)竖直向下
(3)
【详解】(1)小球重力的大小为
(2)由于绳内拉力大于小球的重力,又因为场强方向竖直向下,可知电场力F的方向竖直向下。
(3)由于小球静止,由平衡可知
8.(2024高二下·黑龙江·学业考试)用一条绝缘轻绳悬挂一个带正电小球,小球质量为m,所带电荷量为q。现加水平方向的匀强电场,平衡时绝缘轻绳与竖直方向夹角为,已知重力加速度为g。求:
(1)小球的重力G的大小;
(2)小球所受电场力F的方向。
【答案】(1)
(2)水平向右
【详解】(1)小球的重力G=mg
(2)小球带正电,所受电场力F的方向与场强方向一致,即小球所受电场力F的方向水平向右。
9.(2022高二上·天津河北·学业考试)如图所示,长L=1m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10−6C,匀强电场的场强E=3.0×103N/C,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)小球所受电场力F的大小和方向;
(2)小球的质量m;
(3)某时刻剪断细绳,经过2s小球的速度大小。
【答案】(1)3.0×10-3N,方向水平向右;(2)4.0×10-4kg;(3)25m/s
【详解】(1)根据电场强度的定义式可得
解得
方向水平向右;
(2)根据平衡条件可得
解得
(3)剪断细绳,小球的加速度为
所以小球的速度为
10.(2025高二上·辽宁·学业考试)如图所示,真空中两竖直极板M与N之间的电压U1为100V,两相同水平极板P与Q之间的电压U2为40V,长度l为12cm,相距d为6cm。一个电子(不计重力)位于M板旁,由静止开始加速向N板运动,穿过N板中心的小孔后,从P与Q板的左端中间位置射入。把两极板间的电场看作匀强电场,不计电场的边缘效应,电子比荷取1.8×1011C/kg。
(1)求该电子从N板射出时的速度v0的大小;
(2)求电子通过水平极板P与Q所用的时间t;
(3)求电子最终射出电场时沿垂直于P与Q板面方向偏移的距离y。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据
解得
(2)水平方向匀速,所以
(3)电子在偏转场中竖直方向
垂直于P与Q板面方向偏移的距离
11.(2024高二上·辽宁·学业考试)如图所示,以O为原点竖直向上方向为z 轴正方向,建立空间直角坐标系O-xyz,将质量 电荷量 的带正电的小球(可视为质点),从z 轴上的P 点沿y轴正方向以 的速度抛出。P点的坐标为(0,0,20 m),整个空间存在一个匀强电场(图中未画出),小球运动中只考虑其受到的重力和电场力,不计小球电荷量对匀强电场的影响,g取 。
(1)若电场强度方向沿z轴正方向,小球刚好做匀速直线运动,求电场强度的大小E;
(2)若将(1)中的电场强度大小变为方向不变,求小球落至y轴时到坐标原点O的距离;
(3)若将(1)中的电场强度方向变为沿x 轴正方向,大小不变,求小球在抛出后时间内沿x轴正方向的分运动位移的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)小球做匀速直线运动,小球处于平衡状态,则
解得
(2)小球做类平抛运动,根据牛顿第二定律
沿着轴负方向
沿着轴正方向
联立解得
(3)沿着轴负方向
沿着轴正方向,根据牛顿第二定律
根据运动学公式
联立解得
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