甘肃省白银市会宁一中高二物理上学期期中试题理含解析

2022-2022学年甘肃省白银市会宁一中高二（上）期中物理试卷（理）　一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，1-7题为单选题，8-12题为多选题，多选题漏选得2分，错选得0分）1．下列物理量中与检验电荷有关的是（　　）A．电场强度EB．电势φC．电势差UABD．电场力F　2．如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面．下列判断正确的是（　　）A．1、2两点的场强大小相等B．2、3两点的场强大小相等C．1、2两点的电势相等D．2、3两点的电势相等　3．如图所示是匀强电场中的一组等势面，每两个相邻等势面的距离是25cm，由此可确定电场强度的方向及大小为（　　）A．竖直向下，E=0.4N/CB．水平向右，E=0.4N/CC．水平向左，E=40N/CD．水平向右，E=40N/C　4．一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（　　）A．B．C．D．　-20-\n5．如图，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点．已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，且PR=2RQ．则（　　）A．q1=2q2B．q1=4q2C．q1=﹣2q2D．q1=﹣4q2　6．如图所示，由M、N两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器，极板N与静电计的金属球相接，极板M与静电计的外壳均接地．给电容器充电，静电计指针张开一定角度．实验过程中，电容器所带电荷量不变．下面操作能使静电计指针张角变大的是（　　）A．将M板向上平移B．将M板沿水平向右方向靠近N板C．在M、N之间插入有机玻璃板D．在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触　7．示波管原理图如图所示，当两偏转极XX′、YY′电压为零时，电子枪发射出的电子经加速电压加速后会打在荧光屏上的正中间（图示坐标的O点，其中x轴与XX′电场场强方向重合，x轴正方向垂直纸面指向纸内，y轴与YY′电场场强方向重合）．若要电子打在图示坐标的第Ⅲ象限，则（　　）A．X、Y极接电源的正极，X′、Y′接电源的负极B．X、Y′极接电源的正极，X′、Y接电源的负极C．X′、Y极接电源的正极，X、Y′接电源的负极D．X′、Y′极接电源的正极，X、Y接电源的负极-20-\n　8．关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是（　　）A．电场强度的方向处处与等电势面垂直B．电场强度为零的地方，电势也为零C．随着电场强度的大小逐渐减小，电势能逐渐降低D．任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向　9．如图所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知正确的是（　　）A．导体的电阻是25ΩB．导体的电阻是0.04ΩC．当导体两端的电压是10V时，通过导体的电流是0.4AD．当通过导体的电流是0.1A时，导体两端的电压是2.5V　10．对电源、电流的理解，下列说法中正确的是（　　）A．单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流越大B．根据电流的微观表达式，电子运动速率越大，电流越大C．因为电流有方向，所以电流是矢量D．在电源内部正电荷由负极流向正极，负电荷由正极流向负极　11．如图所示，电解池内有一价的电解液，ts内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，则以下解释中正确的是（　　）A．正离子定向移动形成的电流方向是从A→B，负离子定向移动形成的电流方向是B→AB．溶液内正、负离子向相反方向移动，电流方向相同-20-\nC．溶液内电流方向从A到B，电流I=D．溶液中电流方向从A到B，电流I=　12．一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示，图中一组平行实线可能是电场线，也可能是等势线，下列说法中正确的是（　　）A．如果实线是电场线，则a点的电势比b点的电势高B．如果实线是等势线，则a点的电势比b点的电势高C．如果实线是电场线，则电子在a点的电势能比在b点的电势能大D．如果实线是等势线，则电子在a点的电势能比在b点的电势能大　　二.填空题（共2小题，每小题6分，共12分）13．长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为+q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示．当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小等于　　　　　　，方向为　　　　　　．　14．某同学为了探究影响电荷间相互作用力的因素，进行了以下的实验：（1）如图所示，M是一个放在绝缘支柱上带正电的物体，把系在丝线上的带正电的轻质小球先后挂在P1、P2、P3位置，发现丝线偏离竖直方向的角度逐渐变小．这个实验结果说明电荷之间的作用力　　　　　　．（2）若实验测得放在绝缘支柱上的带电体的质量为M、带电量为Q，带点轻质小球质量为m、带电荷量为q，处在P1位置时丝线与竖直方向的偏角为a，轻质小球与带电体M的球心在同一水平线上，则轻质小球所受库仑力的大小为　　　　　　．带电体M所受库仑力的大小为　　　　　　．-20-\n　　三.计算题（共4小题，共40分）15．真空中有两个点电荷，当它们相距1.0m时，相互吸引力为1.8×10﹣3N．若其中一个电荷的电量为﹣4.0×10﹣7C，则另一个电荷的电量是多少？　16．如图是一匀强电场，已知场强E=2×102N/C．现让一个电荷量q=﹣4×10﹣8C的电荷沿电场方向从M点移到N点，MN间的距离s=30cm．试求：（1）电荷从M点移到N点电势能的变化；（2）M、N两点间的电势差．　17．（12分）（2022秋•会宁县校级期中）如图所示，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两板之间有一个带电小球，小球用绝缘细线连接悬挂于O点．现给电容器缓慢充电，使两极板所带电量分别为+Q和﹣Q，此时悬线与竖直方向的夹角为30°．再给电容器缓慢充电，直到悬线与竖直方向的夹角增加到60°，且小球与两板不接触．求第二次充电使电容器正板增加的电量是多少？　-20-\n18．（14分）（2022秋•庐江县期末）如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场，在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏．现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子（重力不计），以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中，v0方向的延长线与屏的交点为O．试求：（1）粒子从射入到打到屏上所用的时间；（2）粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tanα；（3）粒子打到屏上的点P到O点的距离s．　　2022-2022学年甘肃省白银市会宁一中高二（上）期中物理试卷（理）参考答案与试题解析　一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，1-7题为单选题，8-12题为多选题，多选题漏选得2分，错选得0分）1．下列物理量中与检验电荷有关的是（　　）A．电场强度EB．电势φC．电势差UABD．电场力F【考点】电场强度；电势．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】本题考查了对电场中几个概念的理解情况，物理中有很多物理量是采用比值法定义的，要正确理解比值定义法的含义．【解答】解：AB、电场强度和电势分别从力和能量的角度来描述电场的，均是采用比值定义法定义的，它们的大小均与检验电荷的电量无关，由电场本身决定的，故AB错误；C、电势差：UAB=φA﹣φB所以电势差仅仅与电场本身以及电场中的点有关，与试探电荷无关．故C错误；-20-\nD、电场力F=qE，在电场中的同一点，检验电荷所受的电场力与试探电荷的电量成正比．故D正确．故选：D．【点评】对于物理中各个物理量要明确其确切含义，以及其定义式和决定式的不同，这要在学习中不断的总结和积累．　2．如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面．下列判断正确的是（　　）A．1、2两点的场强大小相等B．2、3两点的场强大小相等C．1、2两点的电势相等D．2、3两点的电势相等【考点】电场线．【分析】根据电场线的分布特点：从正电荷或无穷远处出发到负电荷或无穷远处终止，分析该点电荷的电性；电场线越密，场强越大．顺着电场线，电势降低．利用这些知识进行判断．【解答】解：A、电场线的疏密表示电场的强弱，由图可得，1与2比较，1处的电场线密，所以1处的电场强度大．故A错误；B、电场线的疏密表示电场的强弱，由图可得，2、3两点的场强大小相等．故B正确；C，顺着电场线，电势降低，所以1点的电势高于2点处的电势．故C错误；D、由题目可得，2与3处于同一条等势线上，所以2与3两点的电势相等．故D正确．故选：BD．【点评】加强基础知识的学习，掌握住电场线和等势面的特点，即可解决本题．　3．如图所示是匀强电场中的一组等势面，每两个相邻等势面的距离是25cm，由此可确定电场强度的方向及大小为（　　）-20-\nA．竖直向下，E=0.4N/CB．水平向右，E=0.4N/CC．水平向左，E=40N/CD．水平向右，E=40N/C【考点】等势面；电场强度．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】等势面是平行平面而且均匀分布，该电场一定是匀强电场．电根据公式U=Ed，匀强电场中，沿着电场线方向，相同距离电势差相同．电场线总和等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面．【解答】解：根据电场线总和等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面可知，由图中可知电场方向是水平向右；匀强电场的等势面是一些平行的等间距的直线，且沿着电场线，电势降低的最快，且每前进相同距离，电势降低相等的值，由图可知电势差为10V，由场强与电势差关系公式U=Ed可以知道，E===40V/m；故选D．【点评】本题考查对等势面和电场线关系的理解能力．结合场强与电势差的关系分析判断．属于常规题，比较容易．　4．一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（　　）A．B．C．D．【考点】电场强度；曲线运动．【专题】压轴题；电场力与电势的性质专题．【分析】根据物体做曲线运动的条件和受力特点分析电荷受的电场力方向，再由负电荷所受的电场力方向与场强方向相反进行选择．【解答】解：-20-\nA、电荷做曲线运动，电场力与速度方向不在同一直线上，应指向轨迹弯曲的内侧，不可能沿轨迹的切线方向，则场强也不可能沿轨迹的切线方向．故A错误．B、负电荷所受的电场力方向与场强方向相反，图中电场力方向与速度方向的夹角为锐角，电场力做正功，电荷的速率增大，与题不符．故B错误．C、图中场强方向指向轨迹的内侧，则电场力指向轨迹的外侧，电荷的轨迹应向上弯曲，不可能沿如图的轨迹运动．故C错误．D、图中场强方向指向轨迹的外侧，则电场力指向轨迹的内侧，而且电场力方向与电荷的速度方向成钝角，电场力做负功，电荷的速率减小，符合题意．故D正确．故选D【点评】本题是电场中轨迹问题，抓住电荷所受的合力指向轨迹的内侧和速度沿轨迹的切线方向是解题的关键．　5．如图，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点．已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，且PR=2RQ．则（　　）A．q1=2q2B．q1=4q2C．q1=﹣2q2D．q1=﹣4q2【考点】库仑定律；电场的叠加．【分析】根据点电荷的电场强度公式，由点电荷电场强度的叠加求解．【解答】解：已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，根据点电荷的电场强度公式得=，PR=2RQ．解得：q1=4q2．故选：B．【点评】理解点电荷的电场强度公式及电场强度的叠加，并掌握电场强度的矢量性．　6．如图所示，由M、N两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器，极板N与静电计的金属球相接，极板M与静电计的外壳均接地．给电容器充电，静电计指针张开一定角度．实验过程中，电容器所带电荷量不变．下面操作能使静电计指针张角变大的是（　　）-20-\nA．将M板向上平移B．将M板沿水平向右方向靠近N板C．在M、N之间插入有机玻璃板D．在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触【考点】电容器的动态分析．【专题】电容器专题．【分析】静电计指针的张角反应电容器两端间电势差的变化，抓住电容器带电量不变，根据U=，通过电容的变化，判断电势差的变化．【解答】解：A、将M板向上平移，正对面积减小，根据C=，电容减小，根据U=，Q不变，则电势差增大，张角变大．故A正确．B、将M板沿水平向右方向靠近N板，d变小，根据C=，电容变大，根据U=，Q不变，则电势差减小，张角变小．故B错误．C、在M、N之间插入有机玻璃板，根据C=，电容增大，根据U=，Q不变，则电势差减小，张角变小．故C错误．D、在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触，d减小，根据C=，电容增大，根据U=，Q不变，则电势差减小，张角变小．故D错误．故选：A．【点评】解决本题的关键掌握电容器的动态分析，电容器与电源断开，电量保持不变，电容器始终与电源相连，电容器两端间的电势差不变．　7．示波管原理图如图所示，当两偏转极XX′、YY′电压为零时，电子枪发射出的电子经加速电压加速后会打在荧光屏上的正中间（图示坐标的O点，其中x轴与XX′电场场强方向重合，x轴正方向垂直纸面指向纸内，y轴与YY′电场场强方向重合）．若要电子打在图示坐标的第Ⅲ象限，则（　　）-20-\nA．X、Y极接电源的正极，X′、Y′接电源的负极B．X、Y′极接电源的正极，X′、Y接电源的负极C．X′、Y极接电源的正极，X、Y′接电源的负极D．X′、Y′极接电源的正极，X、Y接电源的负极【考点】示波管及其使用；带电粒子在匀强电场中的运动．【分析】将粒子的运动沿着x、y和初速度方向进行正交分解，要使粒子打在第三象限，经过YY′区间时电场力向下，经过XX′区间时电场力向外，再进一步确定各个极板的极性．【解答】解：将粒子的运动沿着x、y和初速度方向进行正交分解，沿初速度方向不受外力，做匀速直线运动；打在第三象限，故经过YY′区间时电场力向下，即Y接负极；打在第三象限，故经过XX′区间时电场力外，即X接负极；故选D．【点评】本题关键是将带电粒子的运动沿着x、y和初速度方向进行正交分解，然后根据各个分运动相互独立，互不影响的特点进行分析讨论．　8．关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是（　　）A．电场强度的方向处处与等电势面垂直B．电场强度为零的地方，电势也为零C．随着电场强度的大小逐渐减小，电势能逐渐降低D．任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向【考点】电势；电场强度．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】电场强度与电势没有直接关系；电场强度的方向与等势面垂直，电场强度的方向是电势降低最快的方向；根据这些知识进行解答．-20-\n【解答】解：A、电场线与等势面垂直，而电场强度的方向为电场线的方向，所以电场强度的方向与等势面垂直，故A正确；B、电场强度与电势没有直接关系，电场强度为零时，电势不一定为零；电势为零，电场强度不一定为零，故B错误；C、根据电势能Ep=qφ可知，电势能与电场强度无直接关系，故C错误；D、顺着电场线方向电势降低，由匀强电场U=Ed可知，电场强度的方向是电势降低最快的方向，故D正确．故选：AD．【点评】明确电场强度与电势无直接关系，知道电场强度的方向是电势降低最快的方向，属于基础题．　9．如图所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知正确的是（　　）A．导体的电阻是25ΩB．导体的电阻是0.04ΩC．当导体两端的电压是10V时，通过导体的电流是0.4AD．当通过导体的电流是0.1A时，导体两端的电压是2.5V【考点】欧姆定律．【专题】恒定电流专题．【分析】由I﹣U图象找出导体两端电压所对应的电流，然后由欧姆定律求出导体电阻；已知电压与电阻，由欧姆定律可以求出通过导体的电流；已知电流与电阻，由欧姆定律可以求出导体两端电压．【解答】解：A、根据图象，由欧姆定律可得，导体电阻R===25Ω，故A正确，B错误；C、当导体两端电压是10V时，通过导体的电流I===0.4A，故C正确；D、当通过导体的电流是0.1A时，导体两端的电压U=IR=0.1A×25Ω=2.5V，故D正确；故选ACD．【点评】由图象找出导体两端电压与所对应的电流，应用欧姆定律即可正确解题．-20-\n　10．对电源、电流的理解，下列说法中正确的是（　　）A．单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流越大B．根据电流的微观表达式，电子运动速率越大，电流越大C．因为电流有方向，所以电流是矢量D．在电源内部正电荷由负极流向正极，负电荷由正极流向负极【考点】电流、电压概念．【专题】定性思想；归谬反证法；恒定电流专题．【分析】电荷的定向移动形成电流，电流的大小取决于单位时间内流过导体横截面上的电量．【解答】解：A、根据电流的定义可知单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大；故A正确；B、由I=nqvs可知，对于一给定导体，电子定向移动速率越大，电流越大，故B错误；C、电流有方向，但电流的不能按平行四边形规则进行运算，故电流是标量；故C错误；D、在电源的内部正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极；故D正确；故选：AD．【点评】本题考查电流的定义式，要注意电流的定义同样采用了比值定义法．　11．如图所示，电解池内有一价的电解液，ts内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，则以下解释中正确的是（　　）A．正离子定向移动形成的电流方向是从A→B，负离子定向移动形成的电流方向是B→AB．溶液内正、负离子向相反方向移动，电流方向相同C．溶液内电流方向从A到B，电流I=D．溶液中电流方向从A到B，电流I=【考点】电流、电压概念．-20-\n【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题．【分析】正电荷的定向移动方向是电流的方向，负电荷的定向移动方向与电流方向相反；由电流的定义式I=可以求出电流的大小．【解答】解：A、电荷的定向移动形成电流，正电荷的定向移动方向是电流方向，由图示可知，溶液中的正离子从A向B运动，负离子从B到A，因此电流方向是A→B，故A错误，B正确；C、溶液中的正离子从A向B运动，因此电流方向是A→B，电流I=，故C错误，D正确；故选：BD．【点评】本题考查电流的定义，要知道电荷的定向移动形成电流，正电荷的定向移动方向是电流的方向，应用电流定义式即可正确解题．　12．一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示，图中一组平行实线可能是电场线，也可能是等势线，下列说法中正确的是（　　）A．如果实线是电场线，则a点的电势比b点的电势高B．如果实线是等势线，则a点的电势比b点的电势高C．如果实线是电场线，则电子在a点的电势能比在b点的电势能大D．如果实线是等势线，则电子在a点的电势能比在b点的电势能大【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】由电子的轨迹弯曲方向判断电子所受的电场力方向，确定电场线的方向，判断电势高低．匀强电场中场强处处大小相等．根据电场力方向与电子速度方向的夹角，判断电场力对电子做正功还是负功，确定电子在a点与b点动能的大小．【解答】解：A、C、若图中实线是电场线，电子所受的电场力水平向右，电场线方向水平向左，则a点的电势比b点低，由于从a点运动到b点电场力做正功，所以电子的电势能减小，所以电子在a点的电势能比在b点的电势能大，所以A错误，C正确；-20-\nB、D、若实线是等势面，由于电场线与等势面垂直，电子所受电场力方向向下，则电场线方向向上，则a点的电势比b点高．从a到b电子做负功，所以电势能增加，则电子在a点的电势能比在b点的电势能小，故B正确，D错误．故选：BC．【点评】物体做曲线运动时，所受合力指向轨迹弯曲的内侧，根据轨迹的弯曲方向要能判断出物体合力的大致方向．　二.填空题（共2小题，每小题6分，共12分）13．长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为+q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示．当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小等于　　，方向为　沿pq连线且指向+q　．【考点】电场强度；静电场中的导体．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】当棒达到静电平衡后，棒内各点的合场强为零，即感应电荷产生的电场强度与+q产生的电场强度大小相等、方向相反，根据静电平衡的特点和点电荷场强公式E=k结合求解．【解答】解：水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷中点P处产生的场强大小与点电荷+q在该处产生的电场强度大小相等，方向相反．则棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小为：E=，由于P处的合场强为零，所以感应电荷产生的场强方向与点电荷+q在该处产生的电场强度的方向相反，即沿pq连线且指向+q．故答案为：，沿pq连线且指向+q．【点评】感应带电的本质是电荷的转移，当金属导体处于电场时会出现静电平衡现象，关键要理解并掌握静电平衡的特点．-20-\n　14．某同学为了探究影响电荷间相互作用力的因素，进行了以下的实验：（1）如图所示，M是一个放在绝缘支柱上带正电的物体，把系在丝线上的带正电的轻质小球先后挂在P1、P2、P3位置，发现丝线偏离竖直方向的角度逐渐变小．这个实验结果说明电荷之间的作用力　随着距离的增大而减小　．（2）若实验测得放在绝缘支柱上的带电体的质量为M、带电量为Q，带点轻质小球质量为m、带电荷量为q，处在P1位置时丝线与竖直方向的偏角为a，轻质小球与带电体M的球心在同一水平线上，则轻质小球所受库仑力的大小为　mgtana　．带电体M所受库仑力的大小为　mgtana　．【考点】库仑定律．【专题】实验题；定性思想；控制变量法；电场力与电势的性质专题．【分析】（1）解答本题要了解库仑力的推导过程，由于决定电荷之间作用力大小的因素很多，因此需要采用控制变量的方法进行研究．虽然学生现在都知道库仑力的决定因素，但是该实验只是研究了库仑力和距离之间的关系．（2）带点轻质小球处于静止状态，受力平衡，对小球进行受力分析，根据平衡条件列式求解即可．【解答】解：（1）在研究电荷之间作用力大小的决定因素时，采用控制变量的方法进行，如本实验，根据小球的摆角可以看出小球所受作用力逐渐减小，由于没有改变电性和电量，不能研究电荷之间作用力和电性、电量关系，这个实验结果说明电荷之间的作用力随着距离的增大而减小．（2）带点轻质小球处于静止状态，受力平衡，受到重力和电场力以及绳子的拉力，根据平衡条件得：tana=解得：F=mgtana，带电体M所受库仑力的大小与m受到的库仑力大小相等，则带电体M所受库仑力的大小F′=F=mgtana-20-\n故答案为：（1）随着距离的增大而减小；（2）mgtana；mgtana【点评】控制变量法是高中物理物理中重要研究方法，要了解控制变量法的应用，第二问中要求同学们能正确分析物体的受力情况，能根据平衡条件列式求解．　三.计算题（共4小题，共40分）15．真空中有两个点电荷，当它们相距1.0m时，相互吸引力为1.8×10﹣3N．若其中一个电荷的电量为﹣4.0×10﹣7C，则另一个电荷的电量是多少？【考点】库仑定律．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】根据库仑定律F=即可求解．【解答】解：根据库仑定律F=，所以==5.0×10﹣7C因为两电荷之间是吸引力，其中一个电荷为负电荷，则另一个电荷为正电荷．答：另一个电荷的电量是5.0×10﹣7C．【点评】本题主要考查了库仑定律公式的直接应用，难度不大，属于基础题．　16．如图是一匀强电场，已知场强E=2×102N/C．现让一个电荷量q=﹣4×10﹣8C的电荷沿电场方向从M点移到N点，MN间的距离s=30cm．试求：（1）电荷从M点移到N点电势能的变化；（2）M、N两点间的电势差．【考点】电势差与电场强度的关系．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】（1）根据电场力的方向与电荷运动的方向之间的关系，判定电场力是做正功，还是做负功；电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加；（2）根据电场力做功WMN=qUMN，可求得MN间的电势差-20-\n【解答】解：（1）由图可知，负电荷在该电场中所受电场力F方向向左．因此，从M点移到N点，电场力做负功，电势能增加，增加的电势能△E等于电场力做的功W．则△E=W=qEs，代入数值：△E=W=qEs=4×10﹣8×2×102×0.3J=2.4×10﹣6J．（2）由公式W=qU，M、N两点间的电势差：UMN=V=60V．答：（1）电荷从M点移到N点电势能的变化为2.4×10﹣6J；（2）M、N两点间的电势差为60V．【点评】此题关键电场力做功与电势能变化的关系、电场强度与电势差的关系．　17．（12分）（2022秋•会宁县校级期中）如图所示，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两板之间有一个带电小球，小球用绝缘细线连接悬挂于O点．现给电容器缓慢充电，使两极板所带电量分别为+Q和﹣Q，此时悬线与竖直方向的夹角为30°．再给电容器缓慢充电，直到悬线与竖直方向的夹角增加到60°，且小球与两板不接触．求第二次充电使电容器正板增加的电量是多少？【考点】共点力平衡的条件及其应用；匀强电场中电势差和电场强度的关系．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】对小球受力分析，受重力、电场力和拉力，根据U=Ed、Q=cU、F=qE以及平衡条件分两次列方程后求解出电容器极板电量Q的表达式进行讨论．【解答】解：设电容器的电容为C，第一次充电Q后，电容器两极板间电势差为：U1=，两板间为匀强电场，场强为：E1=，设电场中小球带电量为q，则所受电场力为：F1=qE1-20-\n小球在电容器中受重力，电场力和拉力平衡，如图所示由平衡条件有：F1=mgtanθ1综合以上各式得：tanθ1=第二次充电后，电容器带电量为：Q+△Q，同理可得：tanθ2=将方向夹角带入解得：△Q=2Q答：第二次充电使电容器正板增加的电量是2Q．【点评】本题考查平行板电容器的电场中电场力、电场强度和电势差的关系等，关键对小球受力分析，结合平衡条件列式求解．　18．（14分）（2022秋•庐江县期末）如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场，在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏．现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子（重力不计），以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中，v0方向的延长线与屏的交点为O．试求：（1）粒子从射入到打到屏上所用的时间；（2）粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tanα；（3）粒子打到屏上的点P到O点的距离s．【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．【专题】带电粒子在电场中的运动专题．【分析】（1）带电粒子垂直射入电场，只受电场力作用而做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速运动，由L=v0t求解时间t．-20-\n（2）根据牛顿第二定律求出加速度．研究竖直方向的运动情况，由速度公式vy=at求出粒子刚射出电场时竖直分速度，由求出tanα．（3）由位移公式求出粒子刚射出电场时偏转的距离y．带电粒子离开电场后做匀速直线运动，偏转的距离Ltanα，两个偏转之和即为粒子打到屏上的点P到O点的距离S．【解答】解：（1）根据题意，粒子在垂直于电场线的方向上做匀速直线运动，所以粒子从射入到打到屏上所用的时间．（2）设粒子射出电场时沿平行电场线方向的速度为vy，根据牛顿第二定律，粒子在电场中运动的时间：粒子在电场中的加速度为：所以：．所以粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值为．（3）设粒子在电场中的偏转距离为y，则又s=y+Ltanα，解得：．答：（1）粒子从射入到打到屏上所用的时间；（2）粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值；（3）粒子打到屏上的点P到O点的距离．【点评】本题中带电粒子先做类平抛运动后做匀速直线运动，运用运动的分解研究类平抛运动，根据几何知识求解S-20-