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《陜西省延安市第一中學(xué)2022-2023學(xué)年高二上學(xué)期第一次月考物理Word版含解析》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
延安市第一中學(xué)2022—2023學(xué)年度高二年級第一學(xué)期月考物理試題(分值:100分 時間:90分鐘)一、單選題(共7題;共28分)1.下面關(guān)于靜電現(xiàn)象正確的是( ?。〢.只要帶點(diǎn)物體足夠小,它就可以視為點(diǎn)電荷B.摩擦起電其實質(zhì)是產(chǎn)生了電荷,而感應(yīng)起電是電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移C.處于靜電平衡的導(dǎo)體,其內(nèi)部場強(qiáng)和電勢處處為零D.所有物體帶電量一定是元電荷整數(shù)倍2.真空中A、B兩點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q的距離分別為r和3r,則A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小之比為( ?。〢.3:1B.1:3C.9:1D.1:93.檢驗電荷在電場中受到的電場力為F,測得該點(diǎn)的場強(qiáng)為E;若將檢驗電荷的電量減小一半,放回原處,則下列說法正確的是( )A.電場力仍為F,電場強(qiáng)度仍為EB.電場力仍為F,電場強(qiáng)度為C.電場力為,電場強(qiáng)度為D.電場力為,電場強(qiáng)度仍為E4.下列關(guān)于電勢和電勢能的說法,正確的是( ?。〢.對于一個確定的點(diǎn)電荷,在電勢越高的位置,其電勢能一定越大B.在電勢一定的位置,放入某點(diǎn)電荷的電荷量越大,該點(diǎn)電荷的電勢能一定越大C.正電荷在電場中某點(diǎn)的電勢能一定大于負(fù)電荷在該點(diǎn)的電勢能D.在電場中移動一電荷,若電場力對其做負(fù)功,其電勢能一定增大5.在點(diǎn)電荷形成的電場中有一點(diǎn)A,當(dāng)一個的檢驗電荷從電場的無限遠(yuǎn)處被移到電場中的A點(diǎn)時,電場力做的功為W,則檢驗電荷在A點(diǎn)的電勢能及電場中A點(diǎn)的電勢分別為( )A.,B.,
1C.,D.,6.如圖所示,是一固定的點(diǎn)電荷,虛線是該點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中的三條等差等勢線,正點(diǎn)電荷僅在靜電力的作用下沿實線所示的軌跡從a處運(yùn)動到b處,然后又運(yùn)動到c處,b點(diǎn)為軌跡上離點(diǎn)最近的點(diǎn),由此可知( ?。〢.固定在的點(diǎn)電荷帶負(fù)電B.粒子在b點(diǎn)的電勢能比a點(diǎn)大C.粒子在b點(diǎn)的速度比a點(diǎn)大D.a點(diǎn)的場強(qiáng)比b點(diǎn)的場強(qiáng)大7.如圖所示,虛線a、b、c代表電場中三條電場線,實線為一帶負(fù)電的粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運(yùn)動軌跡,P、R、Q是這條軌跡上的三點(diǎn),由此可知()A.帶電粒子在P點(diǎn)時的動能小于在Q點(diǎn)時的動能B.電場中P點(diǎn)的電勢高于Q點(diǎn)的電勢C.帶電粒子在R點(diǎn)時的動能與電勢能之和比在Q點(diǎn)時的大,比在P點(diǎn)時的小D.帶電粒子在P點(diǎn)時的加速度大小小于在Q點(diǎn)時的加速度大小二、多選題(共3題;共12分選錯一個不給分,少選給2分,全選給4分)8.下列關(guān)于勻強(qiáng)電場的結(jié)論中,正確的是( )A.公式既適用于點(diǎn)電荷電場,也適用于勻強(qiáng)電場B.公式UEd既適用于點(diǎn)電荷電場,也適用于勻強(qiáng)電場
2C.勻強(qiáng)電場中任意兩點(diǎn)間的電勢差與這兩點(diǎn)間的距離成正比D.勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度大小等于沿電場方向每單位長度上的電勢差值9.如圖所示,平行板電容器與電動勢為E的直流電源(不及內(nèi)阻)連接,下極板接地,一帶點(diǎn)油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)?,F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離,則( ?。〢.帶點(diǎn)油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動B.電容器的電容減少,極板帶電量將增加C.帶點(diǎn)油滴的電勢能將增加D.P點(diǎn)的電勢將降低10.圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場內(nèi)間距相等的一組等勢面,已知平面b上的電勢為2V。一電子經(jīng)過a時的動能為10eV,從a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV。下列說法正確的是( ?。〢.平面c上的電勢為零B.該電子可能到達(dá)不了平面fC.該電子經(jīng)過平面d時,其電勢能為4eVD.該電子經(jīng)過平面b時的速率是經(jīng)過d時的2倍三、實驗題(共2題;每空3分,共18分)11.在探究兩電荷間相互作用力的大小與哪些因素有關(guān)的實驗中,一同學(xué)猜想可能與兩電荷的間距和帶電量有關(guān)。他選用帶正電的小球A和B,A球放在可移動的絕緣座上,B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒C點(diǎn),如圖所示。實驗時,先保持兩電荷量不變,使A球從遠(yuǎn)處逐漸向B球靠近,觀察到兩球距離越小,B球懸線的偏角越大,再保持兩球的距離不變,改變小球所帶的電荷量,觀察到電荷量越大,B球懸線的偏角越大。
3實驗表明:兩電荷之間的相互作用力,隨其距離的______而增大,隨其所帶電荷量______而增大,歷史上法國學(xué)者庫侖通過更精確的實驗探究總結(jié)出兩點(diǎn)電荷間相互作用力與兩點(diǎn)電荷的電荷量、間距的定量關(guān)系,此同學(xué)在探究中應(yīng)用的科學(xué)方法是______。12.如圖所示是定性研究平行板電容器的電容與其結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系的裝置,平行板電容器的板與靜電計相連,板和靜電計金屬殼都接地,若充電后保持電容器帶電量不變,試指出下圖所示的情況下,靜電計指針偏轉(zhuǎn)角度變化情況.()板間距離增大時,靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度__________(選填“不變”“變大”或“變小”).()正對面積增大時,靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度__________(選填“不變”“變大”或“變小”).()使用靜電計的目的是觀察電容器__________的變化情況.四、解答題(共3題;共42分)13.沿水平方向勻強(qiáng)電場中,有一個帶電小球所帶電荷量,質(zhì)量為,懸掛在一根絕緣細(xì)線上。小球靜止時,懸線偏離豎直方向()(1)求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的大??;(2)改變電場后,仍能使小球在該靜止位置,則電場強(qiáng)度的最小值和改變后的電場方向?14.如圖所示,三條曲線表示三條等勢線,其電勢φC=0,φA=φB=10V,φD=-30V,將電荷量q=1.2×10-6C的電荷在該電場中移動.
4(1)把這個電荷從C移到D,靜電力做功多少?(2)把這個電荷從D移到B再移到A,電勢能變化多少?15.如圖所示,水平絕緣軌道AB與處于豎直平面內(nèi)半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接,半圓形軌道的半徑為R。軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場。現(xiàn)有一質(zhì)量m的帶正電的物體(可視為質(zhì)點(diǎn)),在水平軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放,已知靜電力大小帶電體運(yùn)動到半圓形軌道的D點(diǎn)時受到軌道給的彈力大小。已知帶電體與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為μ,取重力加速度g,不計空氣阻力。求:(結(jié)果可以保留根號)(1)釋放點(diǎn)P到半圓形軌道最低點(diǎn)B點(diǎn)的距離L1;(2)帶電體在半圓軌道上運(yùn)動過程中對軌道壓力的最大值Fm;(3)若帶電體第一次經(jīng)過C點(diǎn),勻強(qiáng)電場方向突然變?yōu)樨Q直向下。帶電體落在水平軌道上的位置到B點(diǎn)的距離L2。
5延安市第一中學(xué)2022—2023學(xué)年度第一學(xué)期月考高二年級物理試題(分值:100分 時間:90分鐘)一、單選題(共7題;共28分)1.下面關(guān)于靜電現(xiàn)象正確的是( ?。〢.只要帶點(diǎn)物體足夠小,它就可以視點(diǎn)電荷B.摩擦起電其實質(zhì)是產(chǎn)生了電荷,而感應(yīng)起電是電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移C.處于靜電平衡的導(dǎo)體,其內(nèi)部場強(qiáng)和電勢處處為零D.所有物體帶電量一定是元電荷整數(shù)倍【答案】D【解析】【詳解】A.電荷的形狀、體積和電荷量對分析的問題影響可以忽略時,就可以看成點(diǎn)電荷,則體積很小的物體不一定可以看成點(diǎn)電荷,故A錯誤;B.摩擦起電是由于兩個不同物體對電子的吸引力不同而引起的,兩個物體一定帶等量異種電荷,實質(zhì)是電子的得失,不是創(chuàng)造電荷,且電荷既不能產(chǎn)生也不能消失,故B錯誤;C.根據(jù)靜電平衡的特點(diǎn)可知,處于靜電平衡的導(dǎo)體,其內(nèi)部場強(qiáng)處處為0,整個導(dǎo)體是等勢體,但不是內(nèi)部的電勢也為0,故C錯誤;D.所有物體帶電量一定是元電荷的整數(shù)倍,故D正確。故選D。2.真空中A、B兩點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q的距離分別為r和3r,則A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小之比為( ?。〢.3:1B.1:3C.9:1D.1:9【答案】C【解析】【詳解】試題分析:直接根據(jù)庫倫定律公式計算出試探電荷q所受電場力,然后利用電場強(qiáng)度的定義式即可求出在M所在處的場強(qiáng)的大?。猓阂胍粋€試探電荷q,分別計算它在AB兩點(diǎn)受的電場力.,,得:F1=9F2根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式:,
6得:故選C【點(diǎn)評】本題很簡單直接考查了庫倫定律和電場強(qiáng)度定義式的應(yīng)用,對于這些公式一定要明確其適用條件和公式中各個物理量的含義.3.檢驗電荷在電場中受到的電場力為F,測得該點(diǎn)的場強(qiáng)為E;若將檢驗電荷的電量減小一半,放回原處,則下列說法正確的是( )A.電場力仍為F,電場強(qiáng)度仍為EB.電場力仍為F,電場強(qiáng)度為C.電場力為,電場強(qiáng)度為D.電場力為,電場強(qiáng)度仍為E【答案】D【解析】【分析】【詳解】電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度是由電場本身決定的,與檢驗電荷的電量與有無均無關(guān),則若將檢驗電荷的電量減小一半,放回原處,則該點(diǎn)電場強(qiáng)度不變;根據(jù)F=Eq可知,電荷所受的電場力變?yōu)?。故選D。4.下列關(guān)于電勢和電勢能的說法,正確的是( )A.對于一個確定的點(diǎn)電荷,在電勢越高的位置,其電勢能一定越大B.在電勢一定的位置,放入某點(diǎn)電荷的電荷量越大,該點(diǎn)電荷的電勢能一定越大C.正電荷在電場中某點(diǎn)的電勢能一定大于負(fù)電荷在該點(diǎn)的電勢能D.在電場中移動一電荷,若電場力對其做負(fù)功,其電勢能一定增大【答案】D【解析】【分析】根據(jù)電勢能的定義及電場力做功與電勢能的關(guān)系進(jìn)行分析?!驹斀狻緼.電勢能與電勢的關(guān)系為
7電勢能是標(biāo)量,上式中電量q要帶正負(fù)號,則負(fù)電荷在電勢越高的位置,電勢能反而越小,故A錯誤;B.在電勢一定的位置,放入某點(diǎn)電荷的電荷量越大,該點(diǎn)電荷的電勢能不一定越大,如電勢小于0,放入的正點(diǎn)電荷的電荷量越大,電勢能反而越小,故B錯誤;C.如果電場中某點(diǎn)電勢為負(fù),則正電荷在該點(diǎn)的電勢能小于負(fù)電荷在該點(diǎn)的電勢能,故C錯誤;D.根據(jù)電場力做功與電勢能的關(guān)系可知,在電場中移動一電荷,若電場力對其做負(fù)功,其電勢能一定增大,故D正確;故選D?!军c(diǎn)睛】電勢能與電勢的關(guān)系式一定要帶正負(fù)號。5.在點(diǎn)電荷形成的電場中有一點(diǎn)A,當(dāng)一個的檢驗電荷從電場的無限遠(yuǎn)處被移到電場中的A點(diǎn)時,電場力做的功為W,則檢驗電荷在A點(diǎn)的電勢能及電場中A點(diǎn)的電勢分別為( ?。〢.,B.,C.,D.,【答案】A【解析】【詳解】一個的檢驗電荷從電場的無限遠(yuǎn)處被移到電場中的A點(diǎn)時,電場力做正功,電勢能減小,則電勢為故選A。6.如圖所示,是一固定點(diǎn)電荷,虛線是該點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中的三條等差等勢線,正點(diǎn)電荷僅在靜電力的作用下沿實線所示的軌跡從a處運(yùn)動到b處,然后又運(yùn)動到c處,b點(diǎn)為軌跡上離
8點(diǎn)最近的點(diǎn),由此可知( ?。〢.固定在的點(diǎn)電荷帶負(fù)電B.粒子在b點(diǎn)的電勢能比a點(diǎn)大C.粒子在b點(diǎn)的速度比a點(diǎn)大D.a點(diǎn)的場強(qiáng)比b點(diǎn)的場強(qiáng)大【答案】B【解析】【詳解】A.正點(diǎn)電荷受到的電場力方向在曲線軌跡的凹側(cè),可知正點(diǎn)電荷受到點(diǎn)電荷的庫侖斥力,固定在的點(diǎn)電荷帶正電,A錯誤;BC.正點(diǎn)電荷從a處運(yùn)動到b處,庫侖斥力做負(fù)功,粒子的動能減少,速度減小,粒子在b點(diǎn)的速度比a點(diǎn)小,粒子的電勢能增大,粒子在b點(diǎn)的電勢能比a點(diǎn)大,B正確,C錯誤;D.根據(jù)點(diǎn)電荷場強(qiáng)表達(dá)式可知離點(diǎn)電荷越近的地方場強(qiáng)越大,故a點(diǎn)的場強(qiáng)比b點(diǎn)的場強(qiáng)小,D錯誤。故選B。7.如圖所示,虛線a、b、c代表電場中的三條電場線,實線為一帶負(fù)電的粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運(yùn)動軌跡,P、R、Q是這條軌跡上的三點(diǎn),由此可知()A.帶電粒子在P點(diǎn)時的動能小于在Q點(diǎn)時的動能B.電場中P點(diǎn)的電勢高于Q點(diǎn)的電勢C.帶電粒子在R點(diǎn)時的動能與電勢能之和比在Q點(diǎn)時的大,比在P點(diǎn)時的小D.帶電粒子在P點(diǎn)時的加速度大小小于在Q點(diǎn)時的加速度大小
9【答案】B【解析】【詳解】A.電荷做曲線運(yùn)動,電場力指向曲線的內(nèi)側(cè),所以電場力沿電場線的方向向右,假設(shè)粒子從P到Q運(yùn)動,電場力做負(fù)功,動能減小,即P點(diǎn)時的動能大于在Q點(diǎn)時的動能,假設(shè)粒子從Q到P運(yùn)動,電場力做正功,動能增大,即P點(diǎn)時的動能大于在Q點(diǎn)時的動能,故A錯誤.B.由A的分析可知電場線的方向向左,沿電場線的方向電勢降低,所以電場中P點(diǎn)的電勢高于Q點(diǎn)的電勢,故B正確.C.電荷在運(yùn)動過程中只有電場力做功,電荷的電勢能和動能之和不變,所以C錯誤.D.電場線越密的地方電場越強(qiáng),電場力越大,加速度越大,所以帶電粒子在P點(diǎn)時的加速度大小大于在Q點(diǎn)時的加速度大小,故D錯誤.二、多選題(共3題;共12分選錯一個不給分,少選給2分,全選給4分)8.下列關(guān)于勻強(qiáng)電場的結(jié)論中,正確的是( ?。〢.公式既適用于點(diǎn)電荷電場,也適用于勻強(qiáng)電場B.公式UEd既適用于點(diǎn)電荷電場,也適用于勻強(qiáng)電場C.勻強(qiáng)電場中任意兩點(diǎn)間的電勢差與這兩點(diǎn)間的距離成正比D.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小等于沿電場方向每單位長度上的電勢差值【答案】AD【解析】【詳解】A.公式適用于任意電場,A正確;B.公式UEd僅適用于勻強(qiáng)電場,B錯誤;C.勻強(qiáng)電場中任意兩點(diǎn)間的電勢差與這兩點(diǎn)間沿電場線方向的距離成正比,C錯誤;D.由公式可知,沿電場線方向單位距離的電勢差等于勻強(qiáng)電場的場強(qiáng),D正確。故選AD。9.如圖所示,平行板電容器與電動勢為E的直流電源(不及內(nèi)阻)連接,下極板接地,一帶點(diǎn)油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)?,F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離,則( ?。?/p>
10A.帶點(diǎn)油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動B.電容器的電容減少,極板帶電量將增加C.帶點(diǎn)油滴的電勢能將增加D.P點(diǎn)的電勢將降低【答案】CD【解析】【詳解】A.一帶點(diǎn)油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài),則將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離,即d增大,由于電容器兩端的電壓不變,則根據(jù)則板間的場強(qiáng)E減小,故油滴所受電場力減小,則油滴將向下運(yùn)動。故A錯誤;B.由電容器決定式可知,d增大,則C減小,由公式可知,U不變,C減小,則板帶電量減小,故B錯誤;CD.場強(qiáng)E減小,而P點(diǎn)與下極板的距離不變,由公式可知P與下極板電勢差減小,而P點(diǎn)的電勢高于下極板的電勢,則P點(diǎn)的電勢降低,原來油滴處于平衡位置可知,油滴帶負(fù)電,現(xiàn)P點(diǎn)的電勢降低,可知,油滴的電勢能增加,故CD正確,;故選CD。10.圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場內(nèi)間距相等的一組等勢面,已知平面b上的電勢為2V。一電子經(jīng)過a時的動能為10eV,從a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV。下列說法正確的是( ?。?/p>
11A.平面c上的電勢為零B.該電子可能到達(dá)不了平面fC.該電子經(jīng)過平面d時,其電勢能為4eVD.該電子經(jīng)過平面b時的速率是經(jīng)過d時的2倍【答案】AB【解析】【詳解】A.虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場內(nèi)間距相等的一組等勢面,一電子經(jīng)過a時的動能為10eV,從a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV,動能減小了6eV,電勢能增加了6eV,因此a、b、c、d、f相鄰兩個等勢面間的電勢差為2V,因平面b上的電勢為2V,由于電子的電勢能增加,等勢面電勢由a到f是降低的,因此平面c上的電勢為零,故A正確;B.由上分析可知,當(dāng)電子由a向f方向運(yùn)動,則電子到達(dá)平面f的動能為2eV,由于題目中沒有說明電子如何運(yùn)動,因此也可能電子在勻強(qiáng)電場中做拋體運(yùn)動,則可能不會到達(dá)平面f,故B正確;C.在平面b上電勢為2V,則電子的電勢能為-2eV,動能為8eV,電勢能與動能之和為6eV,當(dāng)電子經(jīng)過平面d時,動能為4eV,其電勢能為2eV,故C錯誤;D、電子經(jīng)過平面b時的動能是平面d的動能2倍,電子經(jīng)過平面b時的速率是經(jīng)過d時的倍,故D錯誤。故選AB?!军c(diǎn)睛】考查電場力做功與電勢能變化的關(guān)系,掌握電勢能與動能之和不變,理解電勢為零處的電勢能為零是解題的關(guān)鍵。三、實驗題(共2題;每空3分,共18分)11.在探究兩電荷間相互作用力的大小與哪些因素有關(guān)的實驗中,一同學(xué)猜想可能與兩電荷的間距和帶電量有關(guān)。他選用帶正電的小球A和B,A球放在可移動的絕緣座上,B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒C點(diǎn),如圖所示。實驗時,先保持兩電荷量不變,使A球從遠(yuǎn)處逐漸向B球靠近,觀察到兩球距離越小,B球懸線的偏角越大,再保持兩球的距離不變,改變小球所帶的電荷量,觀察到電荷量越大,B球懸線的偏角越大。
12實驗表明:兩電荷之間相互作用力,隨其距離的______而增大,隨其所帶電荷量______而增大,歷史上法國學(xué)者庫侖通過更精確的實驗探究總結(jié)出兩點(diǎn)電荷間相互作用力與兩點(diǎn)電荷的電荷量、間距的定量關(guān)系,此同學(xué)在探究中應(yīng)用的科學(xué)方法是______。【答案】①.減?、?增大③.控制變量法【解析】【詳解】[1][2]對小球B進(jìn)行受力分析,可以得到小球受到的電場力即B球懸線的偏角越大,電場力也越大;所以使A球從遠(yuǎn)處逐漸向B球靠近,觀察到兩球距離越小,B球懸線的偏角越大,說明了兩電荷之間的相互作用力,隨其距離的減小而增大;兩球距離不變,改變小球所帶的電荷量,觀察到電荷量越大,B球懸線的偏角越大,說明了兩電荷之間的相互作用力,隨其所帶電荷量的增大而增大。[3]先保持兩球電荷量不變,使A球從遠(yuǎn)處逐漸向B球靠近。這是只改變它們之間的距離;再保持兩球距離不變,改變小球所帶的電荷量。這是只改變電量;所以采用的方法是控制變量法。12.如圖所示是定性研究平行板電容器的電容與其結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系的裝置,平行板電容器的板與靜電計相連,板和靜電計金屬殼都接地,若充電后保持電容器帶電量不變,試指出下圖所示的情況下,靜電計指針偏轉(zhuǎn)角度變化情況.()板間距離增大時,靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度__________(選填“不變”“變大”或“變小”).()正對面積增大時,靜電計指針的偏轉(zhuǎn)角度__________(選填“不變”“變大”或“變小”).()使用靜電計的目的是觀察電容器__________的變化情況.【答案】①.變大②.變?、?兩極板間電勢差
13【解析】【詳解】試題分析:靜電計測定電容器極板間的電勢差,板間的電勢差越大,指針偏轉(zhuǎn)角越大.根據(jù)電容的決定式和定義式結(jié)合進(jìn)行分析.(1)板間距離增大時,根據(jù)電容的決定式,可知電容C減小,而電量Q不變,由電容的定義式得知,電容器板間電壓增大,所以靜電計指針偏角增大;(2)正對面積增大時,根據(jù)電容的決定式,可知電容C增大,而電量Q不變,由電容的定義式得知,電容器板間電壓減小,所以靜電計指針偏角減??;(3)使用靜電計的目的是觀察電容器兩極板間電勢差;四、解答題(共3題;共42分)13.沿水平方向的勻強(qiáng)電場中,有一個帶電小球所帶電荷量,質(zhì)量為,懸掛在一根絕緣細(xì)線上。小球靜止時,懸線偏離豎直方向()(1)求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的大?。唬?)改變電場后,仍能使小球在該靜止位置,則電場強(qiáng)度的最小值和改變后的電場方向?【答案】(1);(2),方向與水平方向成角斜向左上方【解析】【詳解】(1)對小球受力分析如圖所示
14根據(jù)平衡條件,水平方向豎直方向聯(lián)立解得(2)改變電場后,仍能使小球在該靜止位置,受力分析得上圖分析可知,電場強(qiáng)度與繩子的拉力方向垂直,方向斜向上,則解得方向與水平方向成角斜向左上方14.如圖所示,三條曲線表示三條等勢線,其電勢φC=0,φA=φB=10V,φD=-30V,將電荷量q=1.2×10-6C的電荷在該電場中移動.(1)把這個電荷從C移到D,靜電力做功多少?(2)把這個電荷從D移到B再移到A,電勢能變化多少?【答案】(1)3.6×10-5?J.(2)電勢能增加了4.8×10-5?J.【解析】
15【分析】(1)根據(jù)電場力做功的公式W=qU,可以計算出電荷從C移到D電場力做功;(2)電荷從D移到B再移到A電場力做的功,根據(jù)電場力做功公式求解.【詳解】(1)由于UCD=φC-φD=0-(-30)V=30?V則電荷從C移到D,電場力做功為:WCD=qUCD=10-6×30?J=3.6×10-5?J;(2)由于UDA=φD-φA=-30V-10V=-40V則電荷從D移到B再移到A電場力做的功為:WDA=qUDA=10-6×(-40)J=-4.8×10-5?J由于電場力做負(fù)功,所以電勢能增加.【點(diǎn)睛】本題要掌握電場力做功的計算公式W=qU,注意計算時式中各個量都要代入符號.同時要知道電場力做正功電勢能減小,電場力做負(fù)功電勢能增加.15.如圖所示,水平絕緣軌道AB與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接,半圓形軌道的半徑為R。軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場?,F(xiàn)有一質(zhì)量m的帶正電的物體(可視為質(zhì)點(diǎn)),在水平軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放,已知靜電力大小帶電體運(yùn)動到半圓形軌道的D點(diǎn)時受到軌道給的彈力大小。已知帶電體與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為μ,取重力加速度g,不計空氣阻力。求:(結(jié)果可以保留根號)(1)釋放點(diǎn)P到半圓形軌道最低點(diǎn)B點(diǎn)的距離L1;(2)帶電體在半圓軌道上運(yùn)動過程中對軌道壓力的最大值Fm;(3)若帶電體第一次經(jīng)過C點(diǎn),勻強(qiáng)電場方向突然變?yōu)樨Q直向下。帶電體落在水平軌道上的位置到B點(diǎn)的距離L2?!敬鸢浮浚?);(2)17.25mg;(3)【解析】【詳解】(1)帶正電的物體在水平方向電場力和摩擦力的作用下在水平軌道上做勻加速運(yùn)動,在BD段做圓周運(yùn)動,根據(jù)動能定理有
16在D點(diǎn)根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立解得(2)設(shè)帶電體在圖示點(diǎn)速度最大,OF連線與豎直方向夾角,如圖所示帶電體速度逐漸增大,當(dāng)在F點(diǎn)重力和電場力沿該點(diǎn)切線方向分量相等時,速度最大,則有解得根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知,從到D根據(jù)動能定理有解得根據(jù)牛頓第二定律有根據(jù)牛頓第三定律可知
17(3)從D運(yùn)動到C,根據(jù)動能定理有解得到達(dá)C點(diǎn)的速度為離開C后,帶電體受豎直向下的重力和電場力,做類平拋運(yùn)動在水平方向在豎直方向聯(lián)立解得