静电场指观察者与电荷相对静止时所观察到的电场,以下是查字典物理网整理的静电场专题训练,请考生认真练习。
一、选择题(每小题4分,共40分)
1.下列关于电场强度表达式E=F/Q和E=kQ/r2的叙述,正确的是()
A.E=F/Q是电场强度的定义式,其中F表示放入电场中的电荷所受的电场力,Q是放入电场中检验电荷的电量,它适用于任何电场
B.由电场强度的定义式E=F/Q得E与F成正比,与Q成反比
C.E=kQ/r2是点电荷的场强计算公式,Q是放入电场中的电荷的电量,它不适用于匀强电场
D.从点电荷电场强度的计算式分析库仑定律的表达式F=kQ1Q2/r2,式中kQ2/r2是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的电场强度的大小,而式中kQ1/r2是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2处的电场强度的大小
2.某电场的电场线分布,以下说法正确的是()
A.c点场强大于b点场强
B.a点电势高于b点电势
C.若将一试探电荷+q由a点释放,它将沿电场线运动到b点
D.若在d点再固定一点电荷-Q,将一试探电荷+q由a移至b的过程中,电势能减小
3.M、N是平行板电容器的两个极板,R0为定值电阻,R1、R2为可调电阻,用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部.闭合开关S,小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R1、R2,关于F的大小判断正确的是()
A. 保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变大
B. 保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变小
C. 保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变大
D. 保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变小
4.电荷+Q激发的电场中有A、B两点.质量为m ,电量为q的带正电的粒子,自A点由静止释放后的运动中经过B点时的速度为v0,如果此粒子的质量为2q,质量为4m,仍从A点由静止释放(粒子重力均不计),则后一个粒子经过B点时的速度应为()
A.2v0B.4v0
C.v0/2 D.v0
5.带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用,能分别完成以下两种运动:在电场线上运动,在等势面上做匀速圆周运动.该电场可能由()
A.一个带正电的点电荷形成
B.一个带负电的点电荷形成
C.两个分立的带等量负电的点电荷形成
D.一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成
6.空间有一匀强电场,在电场中建立如图3所示的直角坐标系Oxyz,M、N、P为电场中的三个点,M点的坐标(0,a,0),N点的坐标为(a,0,0),P点的坐标为(a,,).已知电场方向平行于直线MN,M点电势为0,N点电势为1 V,则P点的电势为()
A. V B. V
C. V D. V
7.在真空中有A、B、C三个点电荷,依次放于同一直线上,都处于平衡状态,若三个点电荷的电量、电荷的正负及相互间距离都未知,根据平衡能判断这三个点电荷的情况是()
分别带何种电荷 哪几个同号,哪几个异号 哪一个电量最小 电量大小的依次排序
A.12 B.11
C. 13D. 15
10.一平行板电容器的两个极板水平放置,两极板间有一带电荷量不变的小油滴,小油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比.若两极板间电压为零,经一段时间后,小油滴以速率v匀速下降;若两极板间的电压为U,经一段时间后,小油滴以速率v匀速上升.若两极板间电压为-U,小油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是()
A.2v、向下 B.2v、向上
C.3v、向下 D.3v、向上
二、填空题(每小题5分,共20分)
11.如图8所示为某匀强电场中等势面的示意图,A、B两点间距离为2厘米,其他已知条件如图中所示,则该匀强电场的强度大小为________牛/库,此电场的方向是________.
12.利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘,静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成,A和B分别接到高压电源的正极和负极,其装置示意图如右图9所示.A、B之间有很强的电场,距B越近场强________(填越大或越小).B附近的气体分子被电离成电子和正离子,粉尘吸附电子后被吸附到________(填A或B)上,最后在重力的作用下落入下面的漏斗中.
13.有两个完全相同的金属球A、B,B球固定在绝缘地板上,A球在离B球为H的正上方由静止释放下落,与B球发生对心正碰后,回跳的高度为h,设碰撞中无动能损失,空气阻力不计,若A、B球带等量同种电荷,则h与H的大小关系是h________H,若A、B带等量的异种电荷,则h________H.
14.半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场如图10所示。珠子所受静电力是其重力的,将珠子从环上最低位置A点由静止释放,则珠子能获得的最大动能Ek=________.
三、论述计算题(共40分)
15.(10分)如图12所示,水平放置的两平行金属板间距为d,电压为U,上板中央有孔,在孔正下方的下板表面上有一个质量为m、电量为-q的小颗粒,将小颗粒由静止释放,它将从静止被加速,然后冲出小孔,求:
(1)它能上升的最大高度h.
(2)要使小颗粒冲出小孔,两板间所加电压的最小值为多少?
16.(10分)一平行板电容器板长为L,两板间距离为d将其水平放置,如图13所示,两板间形成一匀强电场.现有一质量为m,电量为+q的离子以初速度v0自下板边缘处水平进入两板之间,沿水平方向运动并恰从上板边缘处离开电场.求两板间的电势差UAB.(不计离子重力)
17.(10分)如图14所示,平行金属电极板A、B间可看作匀强电场,场强E=1.2103伏/米,极板间距离d=5厘米,电场中C和D分别到A、B两板距离均为0.5厘米,B板接地,求:
(1)C和D两点的电势、两点间的电势差?
(2)点电荷q1=-210-3 C分别在C和D两点的电势能?
(3)将点电荷q2=210-3 C从C匀速移到D时外力做功是多少?
18.(10分)为研究静电除尘,有人设计了一个盒状容器,容器侧面是绝缘的透明有机玻璃,它的上下底面是面积A=0.04 m2的金属板,间距L=0.05 m,当连接U=2500 V的高压电源正负两极时,能在两金属板间产生一个匀强电场,如图15所示.现把一定质量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内,每1 m3有烟尘颗粒1013个,假设这些颗粒都处于静止状态,每个颗粒电荷量为q=+1.010-17 C,质量为m=2.010-15 kg,不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力,并忽略烟尘颗粒所受重力.求合上开关后:
(1)经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附?
(2)除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功?
(3)经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大?
静电场专题训练的全部内容就是这些,查字典物理网预祝考生可以取得更好的成绩。
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