1、 电场力及做功 电场力及做功一、单选题一、单选题1如图所示，两足够大的平行金属板 A 和 B 之间用绝缘细线悬挂一空心金属小球，金属板 A、B 分别与高压静电电源的正、负极相连，两板间的静电场可视为匀强电场。开启电源后，轻拨悬挂球的细线，使球与 A 金属板接触后由静止释放，球沿着图中虚线向 B 板运动，与 B 板相碰后再沿着虚线返回。图中 M、N 为球运动轨迹上的两个位置，下列判断正确的是（）A小球从 A 板弹开后，球靠近 B 板侧带负电B小球从 N 向 M 运动过程中，电场力做负功C小球从 M 向 N 运动过程中，电场力做正功D无论向哪边运动，小球在 M 点的电势能一定大于在 N 点的电势能
2、2图示为某“静电消除器”的原理简图，直流高压产生器将220输入电压升高，使正、负放电极尖端交替产生大量正、负离子，当表面带电物体通过放电极附近时，离子将带电物体表面的电荷中和“消除”。忽略离子间的相互作用，则离子被吸附到带电物体表面过程中（）A均做匀加速运动B正离子电势能增大C电场力对负离子做负功D正离子向电势降低的方向移动3如图所示，真空中有两个固定的带正、负电的点电荷，O 点的电势为 0，过 O 点作两点电荷连线的垂线，以 O 点为圆心的圆与两点电荷的连线交于 a、c 两点，与连线的垂线分别交于 b、d 两点。下列说法正确的是（）AO 点的电场强度为 0Bb 点的电场强度大于 d 点的电场
3、强度C负电荷在 c 点的电势能大于在 d 点的电势能D负电荷在 a 点的电势能大于在 b 点的电势能4用一条长为 1m 的绝缘轻绳，悬挂一个质量为 4.0104kg、电荷量为 2.0108C 的小球，细线的上端固定于 O 点。如图所示，现加一水平向右的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向的夹角为37，取重力加速度 g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。下列说法正确的是（）A匀强电场的场强为 1.5106N/CB平衡时细线的拉力为 5.0102NC若撤去电场，小球回到最低点时绳上的拉力为 5.6103ND若剪断细绳，小球将做加速度为 12m/s2的匀加速直线运动5如图所示，在点电
4、荷 Q 的电场中，已知 a、b 两点在同一等势面上，c、d 两点在同一等势面上，甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为曲线 acb 和 adb，两粒子经过 a 点时具有相同的动能，由此判断（）A甲粒子经过 c 点时与乙粒子经过 d 点时具有相同的动能B甲、乙两粒子带同种电荷C若取无穷远处为零电势，则甲粒子经过 c 点时的电势能小于乙粒子经过 d 点时的电势能D两粒子经过 b 点时具有不同的动能6如图所示，在竖直空间的一圆盘内有垂直圆盘平面向下的匀强磁场，磁感应强度为，圆盘半径为，长度为的金属棒在圆盘内绕着圆心做角速度为的匀速运动，在圆盘左侧连接一电容器，电容器内有一电荷量为的正电荷，若该正电荷处于
5、静止状态，电容器两极板的距离为，电容量为，下列说法不正确的是（）A电容器带电量为22B从上往下看，金属棒沿逆时针方向切割C将电容器两极板的距离变为2，该正电荷位置不动D该正电荷的质量为227已知 x 轴上有两个点电荷，在0 30区间的电场强度 E 随 x 的变化图象如图所示，规定沿 x轴正方向为场强的正方向。一电子在 x 轴上从 O 点运动到=30的过程中（）A电子在=0和=30处的电势能相等B电子在=0处速度最大C电子在=0和=30处的加速度大小相等，方向相反D两场源电荷一定是异种电荷8两个等量异种点电荷形成的电场等势面如图虚线所示，现有一正电荷以某一水平初速度从左侧点进入该区域，只在电场力
6、作用下通过点。下列说法正确的是（）A点的电场强度比点的电场强度小B点的电势比点的电势低C该电荷在点的电势能比点的电势能大D该电荷在点的动能比点的动能大9避雷针上方有雷雨云时，避雷针附近的电场线分布如图所示，图中央的竖直黑线 AB 代表避雷针，CD 为水平地面。M、N 是电场线中两个点，下列说法正确的是（）AM 点的电势比 N 点的电势高BM 点的场强比 N 点的场强大C在试探电荷从 M 点到 N 点的多条路径中，电场力做功不同且沿直线 MN 走电场力做功最少DCD 的电势为零，但其表面附近的电场线有些位置和地面不垂直10如图，A、B、C、D、P 为正方体的顶点，有一正点电荷固定在 P 点，则（
7、）A顶点 A，C 处的电场强度相同B顶点 D 处的电场强度小于 B 处的电场强度C带正电的粒子沿 BC 移动，电势能一直增大D带正电的粒子沿 AC 移动，电场力先做正功后做负功11如图所示，两个完全相同的正点电荷 A 和 B，其连线 沿竖直方向，中心为 O，一重力不可忽略的带电小球 C（图中未画出，可视为点电荷）恰能在点电荷 A、B 形成的电场中做匀速圆周运动，不计空气阻力，小球质量为 m，带电荷量为 q，速度大小为 v，下列说法正确的是（）A小球可能带正电也可能带负电B小球做圆周运动的圆心在 之间的某点C若 m 不变，q 减小，v 适当改变时，小球仍可在原轨道做圆周运动D若换一个质量不同但比
8、荷相同的小球，小球仍可在原轨道做匀速圆周运动12如图，光滑绝缘水平面上相距 3L 的 A、B 两点分别固定正点电荷 Q1与 Q2，与 B 点相距 L 的 C点为连线上电势最低处若可视为质点的滑块在 BC 中点 D 处，以初速度 v0水平向右运动，且始终在 A、B 之间运动已知滑块的质量为 m、带电量为+q，则（）A滑块从 D 向 B 的运动过程中，电场力先做正功后做负功B滑块沿 BA 方向运动过程中，电势能先增加后减小CA，B 之间，场强为零的地方应该有两处D两点电荷的电量之比为1：2=4：113绝缘光滑水平面上有 ABO 三点，以 O 点为坐标原点，向右方向为正方向建立直线坐标轴 x 轴，A
9、 点坐标为2m，B 点坐标为 2m，如图甲所示。A、B 两点间的电势变化如图乙，左侧图线为四分之一圆弧，右侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为 m，电荷量为 q 的负点电荷，由 A 点静止释放，则关于负点电荷的下列说法中正确的是(忽略负点电荷形成的电场)（）A负点电荷在 AO 段的加速度始终大于在 OB 段的加速度B负点电荷在 AO 段的运动时间大于在 OB 段的运动时间C负点电荷由 A 点运动到 O 点过程中，每单位距离电势能变化越来越小D当负点电荷分别处于 2和 2时，电场力的功率相等14如图所示，a、b、c、d 为一矩形的四个顶点，一匀强电场的电场强度方向与该矩形平行。已知a、b、c 三点
10、的电势分别为 0.1 V、0.4 V、0.7 V。ab 的长为 6 cm，bc 的长为 8 cm。下列说法正确的是（）A该匀强电场的电场强度大小为 6.25 V/mB把一带电荷量为 0.1C 的正点电荷从 d 点移动到矩形中心处的过程中，电场力做的功为 0.03JC矩形 abcd 上电势最高的点的电势为 1VD矩形 abcd 上电势最低的点的电势为 0.2V15如图所示，一蜘蛛将网织成两个正方形 ABCD、abcd，其边长分别为 2L、L，现在 a、b、c、B四个位置分别放置一个点电荷，发现 b 处的点电荷所受电场力恰好为零，若仅将 b 处的点电荷 Q 沿bd 方向移至 d 处，则（）Aa、c
11、 两处点电荷对点电荷 Q 的合力先增大后减小Ba、c 两处点电荷对点电荷 Q 的合力先减小后增大Ca、c 两处点电荷对点电荷 Q 的合力一定先做正功，后做负功Da、c 两处点电荷对点电荷 Q 的合力一定先做负功，后做正功二、多选题二、多选题16沿电场中某条直线电场线方向建立 x 轴，该电场线上各点的电场强度 E 随 x 的变化规律如图所示。将一个带电粒子从位置3由静止释放，粒子仅在电场力的作用下由坐标位置3运动到原点的过程中，下列说法正确的是（）A该粒子带正电B粒子先加速后减速运动C粒子的电势能一直减小D坐标原点和位置2的电势差2=022三、填空题三、填空题17如图所示，A、B 是点电荷电场中
12、同一条电场线上的两点，把电荷量1为108的试探电荷从无穷远移到 A 点，静电力做功为5 107；把2为3 109的试探电荷从无穷远移到 B 点，静电力做功为6 108。取无穷远处电势为零。A、B 两点的电势差为 ，场源电荷为 电荷（选填“正”或“负”）。四、综合题四、综合题18如图所示，在动摩擦因数=0.50的绝缘水平面上放置一质量=2.0 103的带正电的小滑块 A，其所带电荷量=1.0 107。在的左边=0.9处放置一个质量=6.0 103的不带电的小滑块 B，滑块 B 与左边竖直绝缘墙壁相距=0.05，在水平面上方空间加一方向水平向左的匀强电场，电场强度大小=4.0 105/。A 由静止
13、开始向左滑动并与 B 发生碰撞，设碰撞过程的时间极短，碰撞后两滑块结合在一起共同运动并与墙壁相碰撞，在与墙壁碰撞时没有机械能损失，也没有电荷量的损失，且两滑块始终没有分开，两滑块的体积大小可忽略不计。(取10/2）试求：（1）试通过计算分析 A 与 B 相碰前 A 的受力情况和运动情况，以及 A 与 B 相碰后、A 和 B 与墙壁碰撞后 A 和 B 的受力情况和运动情况；（2）两滑块在粗糙水平面上运动的整个过程中，由于摩擦而产生的热量是多少。（结果保留 2 位有效数字）答案解析部分答案解析部分1【答案】C2【答案】D3【答案】D4【答案】C5【答案】C6【答案】C7【答案】D8【答案】C9【答
14、案】A10【答案】C11【答案】D12【答案】D13【答案】C14【答案】A15【答案】B16【答案】C,D17【答案】30；正18【答案】（1）解：A 与 B 相碰前 A 受到竖直向下的重力，水平向左的电场力，竖直向上的支持力1和水平向右的滑动摩擦力1，电场力大小为=1.0 107 4.0 105=0.04滑动摩擦力大小为1=0.50 2.0 103 10=0.01因 1，所以 A 向左做初速度为零的匀加速直线运动；A 与 B 相碰后，A 和 B 受到竖直向下的重力(+)，水平向左的电场力，竖直向上的支持力2和水平向右的滑动摩擦力2，电场力大小仍为=0.04滑动摩擦力大小为2=(+)=0.5
15、0 (6.0 103+2.0 103)10=0.04因=2，所以 A 和 B 向左做匀速直线运动；A 和 B 与墙壁碰撞后 A 和 B 受到竖直向下的重力(+)，水平向左的电场力，竖直向上的支持力2和水平向左的滑动摩擦力3，电场力大小仍为=0.04滑动摩擦力大小为3=(+)=0.50 (6.0 103+2.0 103)10=0.04因合力水平向左，所以 A 和 B 向右做匀减速直线运动，当速度减至零时，因水平向左的电场力与最大静摩擦力相等，所以 A 和 B 静止（2）解：设两滑块 A 和 B 相撞前瞬间滑块 A 的速度为0，由动能定理有()=1220解得0=3 3/滑块 A、B 碰撞的过程系统动量守恒，取向左为正方向，由动量守恒定律有0=(+)解得=343/设两滑块与墙壁碰撞后向右运动的最大距离为，根据动能定理有(+)=012(+)2解得=0.084故两滑块在粗糙水平面上运动的整个过程中，由于摩擦而产生的热量是=1+2(+)代入数据解得=0.014
