高中物理-一轮复习专项练习：静电场计算题

1.【来源】云南省昆明滇池中学2013-2014学年高二上学期期末考试物理，如下图所示，一对水平放置的平行金属板相距d=4cm，两板间电压U=32V，且上板电势高，现让下板接地（零电势）。已知A点距下板为h1=3.5cm，B板距下板为h2=0.5cm，电子电荷量为e=1.6×10－19C试求： （1）两金属板之间的电场强度大小E；

（2）将一个电子从A点移动到B点电场力做的功W； （3）电子电势能的改变量ΔEP

2.【来源】广西桂林中学2013-2014学年高二上学期期末物理试题，如图所示为一组未知方向的匀强电场的电场

6q1.010C的点电荷由A点沿水平线移至B点，克服静电力做了2106J的功，已知A、线，将带电荷量为

B间的距离为2cm。

（1）试求A、B两点间的电势差UAB ； （2）若A点的电势为

A1V，试求B点的电势B；

（3）试求该匀强电场的大小E并判断其方向。

3.【来源】福建省晋江市季延中学2013-2014学年高二上学期期末考试物理试卷

如图所示，一质量为m、带电量为q的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线向左与竖直方向成θ角，重力加速度为g． ⑴判断小球带何种电荷． 场强度E大小．

某时刻将细线突然剪断，求：经过时间t小球的速度v．

5.【来源】山东省聊城市华阳中学2012-2013学年高二上学期第一次调研物理试题，在一个水平面上建立x轴，

⑵求电⑶若在

在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场，场强大小E＝6.0×10 N/C，方向与x轴正方向相同．在O处放一个电荷量q＝－5.0×10 C、质量m＝1.0×10 kg的绝缘物块．物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.20，沿x轴正方向给物块一个初速度v0＝2.0 m/s，如图12所示．(g取10 m/s)试求： (1)物块向右运动的最大距离； (2)物块最终停止的位置．

6.【来源】（08年衡阳八中月考）如图所示，为一个实验室模拟货物传送的装置，A是一个表面绝缘质量为1kg的小车，小车置于光滑的水平面上，在小车左端放置一质量为0.1kg带电量为q=1×10C的绝缘货柜，现将一质量为0.9kg的货物放在货柜内．在传送途中有一水平电场，可以通过开关控制其有、无及方向．先产生一个方向水平向右，大小E1=3×10N/m的电场，小车和货柜开始运动，作用时间2s后，改变电场，电场大小变为E2=1×10N/m，方向向左，电场作用一段时间后，关闭电场，小车正好到达目的地，货物到达小车的最右端，且小车和货物的速度恰好为零。已知货柜与小车间的动摩擦因数µ=0.1，（小车不带电，货柜及货物体积大小不计，g取10m/s）求：

（1）第二次电场作用的时间；（2）小车的长度；（3）小车的位移。

22

2

-22

－8

－2

5

7.【来源】（09年广东湛江一中期中）

（18分）如图所示，一半径为R的绝缘的半圆形轨道竖直放置，圆轨道最低点B与一条水平轨道相连，轨道都是光滑的。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场。从水平轨道上的A点由静止释放一质量为m的带正电的小球，释放点A距圆轨道最低点B的距离S=8R。已知小球受到的电场力大小等于小球重力的 （1）小球运动到圆轨道B点时的动能；

（2）小球从A点运动到最高点D过程中动能最大是多少？

（3）若小球运动到半圆轨道最高点D时，轨道所在空间电场方向突然变为竖直向上，场强大小不变，则小球落回到水平轨道的位置距B点多远处？

10.【来源】甘肃省张掖市民乐一中2013-2014学年高二上学期期中考试物理（理）试题

如图所示，一带电荷量为＋q、质量为m的小球，从距地面高2h处以一定的初速度水平抛出，在距抛出点水平距离为s处有根管口比小球大的竖直细管，细管的上口距地面高为h，为了使小球能无碰撞地落进管口通过管子，可在管子上方整个区域内加一水平向左的匀强电场，求： (1)小球的初速度； (2)应加电场的电场强度； (3)小球落地时的动能。

9.【来源】黑龙江省牡丹江一中2014届高三12月月考物理试卷

3倍。求： 4一束电子流在经U0＝5 000 V的加速电场由静止加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示．若两板间距d＝1×10-3m，板长L＝5×10-3m，那么，

（1）电子离开加速电场时速度v0多大？（结果用字母e、U0、m表示） （2）要使电子刚好从平行板间边沿飞出，两个极板上应加多大电压？ 11. 12.

【来源】浙江省建人高复2013届高三第五次月考物理试题

如图甲所示，真空室中电极K发出的电子(初速不计）经过电势差为U1的加速电场加速后，沿两水平金属

板C、D间的中心线射入两板间的偏转电场，最后打在荧光屏上。C D两板间的电势差UCD随时间变化如图乙所示，设C、D间的电场可看作是均匀的，且两板外无电场。已知电子的质量为m、电荷量为e(重力不计)，C、D极板长为L, 板间距离为d,偏转电压U2,荧光屏距C、D右端的距离为L/6, 所有电子都能通过偏转电极。求： ⑴电子通过偏转电场的时间t0

(2)若UCD的周期T=t0, 荧光屏上电子能够到达的区域的长度； 若UCD的周期T=2 t0, 到达荧光屏上O点的电子的动能？

12.【来源】（09年湖北部分重点中学期中）

（18分）在光滑绝缘的水平面上有一直角坐标系，现有一个质量m=0.1kg、电量为q=+2×10C的带电小球，经电势差U=9000V的加速电场加速后，从y轴正半轴上y=0.6m的 P1处以速度v0沿X轴正方向射入y>0、x>0的空间，在y>0、x>0的空间有沿y轴负方向匀强电场E1，经x=1.2m的P2点射入y<0、x>0的空间，在y<0、x>0的空间存在与X轴负方向夹角为45°、大小E2=62×10匀强电场，从y轴负半轴上的P3点射出。如图所示，求：

4

-6

(3)

（1）匀强电场E1的大小；

（2）带电小球经过P2时的速度； （3）P3的坐标。

试卷答案

EUd800Vm1.（1）

①

（2）WeEhWeU18 或 AB3.8410J ②

（3）EP3.841018J

2.解：（1）由题意可知，静电力做负功

WAB2106J ………………………………………………………………………1分

UWABAB据 q ………………………………………………………………………1分

得

UAB2V…………………………………………………………………………1分

（2）UABAB …………………………………………………………………1分

则

BAUAB1V …………………………………………………………1分

（3）d2102cos60m=1102m ……………………………………………1分

EUABd200V/m …………………………………………………………………1分

方向：沿电场线斜向下 ……………

3.解析：

（1）当最靠近上表面的烟尘颗粒被吸附到下板时，烟尘就被全部吸附，烟尘颗粒受到的电场力F=qU/L （1）

L= （2）

∴ t==0.02

(s)

（2）W=

NALqU （4）

3）

（

=2.5×10

（J） －4

（5）

（3）设烟尘颗粒下落距离为x

Ek= （6）

当x=时，Ek达最大，

x=

t1==0.014

(s) （7） 4.

（1）负电 (3分)

（2）分析小球受力如图所示，其中电场力F=qE （1分）由平衡条件得：F=mgtanθ （1分）E=mgtanθ/q 分）

（3）剪断细线后小球做初速度为0的匀加速直线运动

F合=mg/cosθ=ma （1分）vt=at （1分）vt= gt/cosθ 速度方向为与竖直方向夹角为θ斜向下（1分） 5.

(1)设物块向右运动的最大距离为xm，由动能定理得：

1（－μmgxm－E|q|xm＝0－可求得：xm＝0.4 m.

12

mv0 2(2)因Eq>μmg，物块不可能停在O点右侧，设最终停在O点左侧且离O点为x处． 由动能定理得： E|q|xm－μmg(xm＋x)＝0 可得：x＝0.2 m.

6.（1）货物

小车

经t1=2s 货物运动

小车运动

货物V1=a1t1=2×2=4m/s 向右

小车V2=a2t1=1×2=2m/s 向右

经2秒后，货物作匀减速运动

小车加速度不变，仍为a2=1m/s

2

向左

向右，当两者速度相等时，货柜恰好到达小车最右端，以后因为

qE2=f=µ(m0+m1)g，货柜和小车一起作为整体向右以

0．

向右作匀减速直到速度都为

共同速度为V=V1—a1′ t2 V=V2+a2′t2 t2=

V=m/s

货物和小车获得共同速度至停止运动用时

第二次电场作用时间为t=t2+t3=6s

（2）小车在t2时间内位移S3=V2t2+a2t22=

m

货柜在t2时间内位移为S4=V1t2—a1′t22=

m

小车长度L=S1-S2+S4-S3=m

（或用能量守恒qE1S1-qE2S4=

（3）小车右端到达目的地的距离为S

L=m

7.解析：

（1）小球由A运动到B的过程中，由动能定理W=运动到B点动能为E

=FS=

3mg8R6mgR 4

（2）电场力与重力的合力F′=

5mg，方向斜向下与竖直方向成37°角，由分析可知当V与F′垂直时，即4小球运动到图中P点（OP与竖直方向成37°）时小球速度最大，动能最大。小球由A运动到P的过程中，由动能定理W=

此过程动能最大为 E

P

=WG+WE =-mgRcos37°+F(S+Rsin37°) =113mgR/20

（3）小球由A运动到D的过程中，由动能定理W=到D点动能为：E

P

=WG+WE=-2mgR+FS=4mgR

D点速度V=22gR 离开轨道后小球受到合力F''加速度a=

mg 4F''g m4离开轨道在空中的运动时间t=

2H4RR 4ag/4小球落到水平轨道的位置距B点距离为d，则

dvt82R

8.

(1)滑块沿斜面滑下的过程中，受到的滑动摩擦力

f＝μ(mg＋qE)cos 37°＝0.96 N

设到达斜面底端时的速度为v1，根据动能定理得

(mg＋qE)h－fhsin 37°＝12

2

mv1

解得v1＝2.4 m/s

(2)滑块从B到C，由动能定理可得： (mg＋qE)R(1－cos 37°)＝1212

2mv2－2mv1

当滑块经过最低点时，有

F(mg＋qE)＝mv22

N－R

由牛顿第三定律：F′N＝FN 解得：F′N＝11.36 N

eU19.2mv2（1）在加速电场中：

000 ① veU0所以：

02m （2分）

d（2）在偏转电场中，偏转位移为2，则： Lv0t ② （1分）

y12d2at2 ③ （1分）

eUdma ④ （2分）

g2分）

（2d2U0U400V2L联立①②③④解得：

10.

11.

12.解析：

（1）带电小球在加速电场加速过程中，由动能定理得 qU=

12mv0 v0=0.6m/s 22在电场E1中有

xt1=

v0qE1t14

E1=1.5×10N/C y=

2m（2）设带电小球经过P2时的速度为v，v 与X轴正方向夹角为θ，沿y轴负方向的速度为vy

vy=

qE1t1=0.6m/s m22vv0vy0.62m/s

tanθ=

vyv0=1，θ=45°

（3）设带电小球从y轴负半轴上的P3点的坐标（0，-y2），在E2中运动的时间t2，

qE2t2cos45-X= vcos45°－

2mqE2t2sin45y2= vsin45°+

2m解得：y2=3.6m

22