甘肃狮西市岷县岷州中学高二物理上学期月考试题含解析

2022-2022学年甘肃省定西市岷县岷州中学高二（上）月考物理试卷　一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，1～8小题只有一个选项符合题目要求，9～12小题有多项符合题目要求，全部选对的4分，选对但选不全得2分，有选错或不答的得0分）1．下列叙述正确的是（　　）A．摩擦起电是创造电荷的过程B．点电荷都能看做试探电荷，因为点电荷就是体积很小的带电体C．玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电D．带等量异号电荷的两个导体接触后，电荷会中和，这个过程仍然遵循电荷守恒定律　2．关于元电荷，下列说法中错误的是（　　）A．元电荷实质是指电子和质子本身B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C．元电荷的值通常取作e=1.60×10﹣19CD．电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的　3．以下说法正确的是（　　）A．由E=可知此场中某点的电场强度E与F成正比B．由公式φ=可知电场中某点的电势φ与q成反比C．由Uab=Ed可知，匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大D．由E=k可知，真空中的点电荷在某点产生的电场强度E与Q成正比　4．关于静电场，下列说法正确的是（　　）A．电势等于零的物体一定不带电B．电场强度为零的点，电势一定为零C．同一电场线上的各点，电势一定相等D．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加　5．如图所示，Q是带正电的点电荷，P1和P2为其电场中的两点．若E1、E2为P1、P2两点处的电场强度的大小，φ1、φ2为P1、P2两点的电势，则（　　）A．E1＞E2，φ1＞φ2B．E1＞E2，φ1＜φ2C．E1＜E2，φ1＞φ2D．E1＜E2，φ1＜φ2　6．如图所示，虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一簇等势线及其电势的值，一带电粒子只在电场力作用下飞经该电场时，恰能沿图中的实线从A点飞到C点，则下列判断正确的是（　　）-17-\nA．粒子一定带负电B．粒子在A点的电势能大于在C点的电势能C．A点的场强大于C点的场强D．粒子从A点到B点电场力所做的功大于从B点到C点电场力所做的功　7．如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点．一个带负电的点电荷仅受电场力作用，从A点沿电场线运动到B点．在此过程中，该点电荷的速度υ随时间t变化的规律如图乙所示．则下列说法中正确的是（　　）A．A点的电场强度比B点的大B．A、B两点的电场强度相等C．A点的电势比B点的电势高D．A点的电势比B点的电势低　8．如图所示，两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，b点位于MN上，a与c关于MN对称，d点位于两电荷的连线上．以下判断正确的是（　　）A．b点场强大于d点场强B．b点电势高于d点电势C．a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差D．试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能　-17-\n9．两个完全相同的小金属球，它们的带电荷量之比为5：1（皆可视为点电荷），它们在相距一定距离时相互作用力为F1，如果让它们接触后再放回各自原来的位置上，此时相互作用力变为F2，则F1：F2可能为（　　）A．5：2B．5：4C．5：6D．5：9　10．如图所示，一电场的电场线分布关于y轴（沿竖直方向）对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN．P点在y轴右侧，MP⊥ON．则（　　）A．M点的电势比P点的电势低B．将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功C．M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D．在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动　11．如图所示，在a点由静止释放一个质量为m，电荷量为q的带电粒子，粒子到达b点时速度恰好为零，设ab所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h，则（　　）A．带电粒子带负电B．a、b两点间的电势差Uab=C．b点场强大于a点场强D．a点场强大于b点场强　12．如图所示，A、B、C、D为匀强电场中相邻的四个等势面，一个电子垂直经过等势面D时，动能为20eV，飞经等势面C时，电势能为﹣10eV，飞至等势面B时速度恰好为零，已知相邻等势面间的距离为5cm，则下列说法正确的是（　　）A．等势面A的电势为﹣10VB．匀强电场的场强大小为200V/mC．电子再次飞经D势面时，动能为10eV-17-\nD．电子的运动为匀变速直线运动　　二、填空题（共2小题，12分）13．如图所示，正方形ABCD处在一个匀强电场中，电场线与正方形所在平面平行．已知A、B、C三点的电势依次为UA=6.0V，UB=4.0V，UC=﹣2.0V．（1）求D点的电势UD．（2）在图中画出过A点的电场线（要把作图过程画在图上．只画最后结果不得分）．　14．如图所示，把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球，由于静电感应：（1）b端带　　　　　　（“正”或“负”）电；（2）闭合开关K1，b端带　　　　　　（“正”或“负”或“不带电”）电，有电子从　　　　　　流向　　　　　　（“大地”或“导体”）．　　三、计算题（本题共4小题，共40分．解答英写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15．在如图所示的匀强电场中，一条绝缘细线的上端固定，下端栓一个大小可以忽略、质量为m的带电量为q的小球，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角为θ=30°．（1）小球带电种类？（2）小球所受电场力大小（3）电场强度E大小．　16．（10分）（2022春•枣强县校级期末）有一带电量q=﹣3×10﹣6C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6×10﹣4J．从B点移到C点时电场力做功9×10﹣4J．问：-17-\n（1）AB、BC、CA间电势差各为多少？（2）如以B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？　17．（10分）（2022•福建）如图，真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形，边长L=2.0m，若将电荷量均为q=+2.0×10﹣6C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k=9.0×109N•m2/C2，求：（1）两点电荷间的库仑力大小；（2）C点的电场强度的大小和方向．　18．（12分）（2022秋•邛崃市期中）如图，A、B为两块水平放置的带等量异种电荷的平行金属板，一个质量m=10﹣4kg，电荷量q=5×10﹣5C的带正电粒子静止于两板的正中央，已知两板间距离为20cm，g=10m/s2，求：（1）两板间匀强电场的场强大小；（2）两板间的电势差；（3）若用某种方法将带电粒子的带电荷量减少一半，使带电粒子从两板正中央由静止开始运动，则经过多长时间粒子撞到板上．　　2022-2022学年甘肃省定西市岷县岷州中学高二（上）月考物理试卷参考答案与试题解析　一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，1～8小题只有一个选项符合题目要求，9～12小题有多项符合题目要求，全部选对的4分，选对但选不全得2分，有选错或不答的得0分）1．下列叙述正确的是（　　）A．摩擦起电是创造电荷的过程B．点电荷都能看做试探电荷，因为点电荷就是体积很小的带电体C．玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电-17-\nD．带等量异号电荷的两个导体接触后，电荷会中和，这个过程仍然遵循电荷守恒定律【考点】电荷守恒定律；元电荷、点电荷．【分析】点电荷是当两个带电体的形状对它的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷．电荷既不会创生，也不会消失，只会从一个物体转移到另一物体，或从物体的一部分转移到另一部分，电荷的总量保持不变【解答】解：A、摩擦起电的本质是电子由一个物体转移到另一个物体，没有创造了电荷，故A错误；B、当两个带电体的形状对它的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷，与体积大小无直接关系，故B错误；C、丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，不是与任何物体摩擦都带正电，故C错误；D、带等量异号电荷的两个导体接触后，电荷会消失，这种现象叫电荷的中和，这个过程仍然遵循电荷守恒定律，故D正确；故选：D【点评】解决本题的关键知道摩擦起电、接触带电和感应起电的实质，都是电荷的转移，电荷不会创生，也不会消失．　2．关于元电荷，下列说法中错误的是（　　）A．元电荷实质是指电子和质子本身B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C．元电荷的值通常取作e=1.60×10﹣19CD．电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的【考点】元电荷、点电荷．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】电子的带电量最小，质子的带电量与电子相等，但电性相反，故物体的带电量只能是电子电量的整数倍，人们把这个最小的带电量叫做叫做元电荷【解答】解：AC、元电荷是指电子或质子所带的电荷量，数值为e=1.60×10﹣19C，并不是电子和质子本身．故A项错误，C项正确；B、所有带电体的电荷量都等于元电荷的整数倍，故B正确；D、电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的，故D正确．本题要求选择错误的选项，故选：A．【点评】元电荷是带电量的最小值，它本身不是电荷，所带电量均是元电荷的整数倍．且知道电子的电量与元电荷的电量相等，同时让学生明白电荷量最早是由美国科学家密立根用实验测得．　3．以下说法正确的是（　　）A．由E=可知此场中某点的电场强度E与F成正比B．由公式φ=可知电场中某点的电势φ与q成反比C．由Uab=Ed可知，匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大D．由E=k可知，真空中的点电荷在某点产生的电场强度E与Q成正比-17-\n【考点】电场强度；电势．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】E=、φ=均运用比值法定义，E、φ与试探电荷无关．公式Uab=Ed中d是两点沿电场线方向的距离．E=k是真空中点场强的公式．【解答】解：A、公式E=运用比值法定义，电场强度E取决于电场本身，与试探电荷无关；故A错误．B、公式φ=运用比值法定义，φ与q无关；故B错误．C、由Uab=Ed可知，匀强电场中的任意两点a、b间沿电场线方向的距离越大，两点间的电势差才一定越大，故C错误．D、由E=k可知，Q是场源电荷，则真空中的点电荷在某点产生的电场强度E与Q成正比，故D正确．故选：D．【点评】解决本题要掌握场强和电势的定义方式：比值法定义，抓住比值法定义的共性来理解其意义．要明确各个公式中每个量的准确含义．　4．关于静电场，下列说法正确的是（　　）A．电势等于零的物体一定不带电B．电场强度为零的点，电势一定为零C．同一电场线上的各点，电势一定相等D．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加【考点】电势；电场．【专题】图析法．【分析】静电场中，电势具有相对性，电场强度为零的点电势不一定为零，沿电场线电势一定降低．【解答】解：A、静电场中，电势具有相对性，电势为零的物体不一定不带电，故A错误；B、静电场中，电势具有相对性，电场强度为零的点电势不一定为零，故B错误；C、沿场强方向电势减小，电场线的切线方向表示电场强度的方向，故沿电场线电势一定降低，故C错误；D、电场线的切线方向表示电场强度的方向，负电荷沿电场线方向移动时，电场力做负功，电势能增加，故D正确；故选D．【点评】本题关键抓住电场力电场强度与电势的概念，同时要注意电势具有相对性，电场强度为零的点电势不一定为零．　5．如图所示，Q是带正电的点电荷，P1和P2为其电场中的两点．若E1、E2为P1、P2两点处的电场强度的大小，φ1、φ2为P1、P2两点的电势，则（　　）-17-\nA．E1＞E2，φ1＞φ2B．E1＞E2，φ1＜φ2C．E1＜E2，φ1＞φ2D．E1＜E2，φ1＜φ2【考点】电场强度；电势．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】Q是带正电的点电荷，电场线从Q出发到无穷远终止．顺着电场线电势降低．由公式E=，分析场强的大小．【解答】解：由公式E=分析可知，r1＜r2，则场强E1＞E2．电场线方向由P1指向P2，顺着电场线电势降低，则电势φ1＞φ2．故选A【点评】本题考查对场强和电势大小的比较能力，比较简单．　6．如图所示，虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一簇等势线及其电势的值，一带电粒子只在电场力作用下飞经该电场时，恰能沿图中的实线从A点飞到C点，则下列判断正确的是（　　）A．粒子一定带负电B．粒子在A点的电势能大于在C点的电势能C．A点的场强大于C点的场强D．粒子从A点到B点电场力所做的功大于从B点到C点电场力所做的功【考点】电场线；电场强度；电势能．【专题】带电粒子在电场中的运动专题；电场力与电势的性质专题．【分析】解答本题需要掌握：根据等势线的分布情况确定电场线的分布情况；正确判断带电粒子在电场中运动时电势能的变化；电场力做功特点．【解答】解：A、电场线和等势线垂直且由高等势线指向低等势线，因此图中电场线方向应垂直等势线大体指向左侧，带电粒子所受电场力沿电场线指向曲线内侧，故粒子应带正电，故A错误；B、从C到A过程中，电场力做正功，电势能减小，粒子在A点的电势能小于在C点的电势能，故B错误；C、A点等势线密，电场线也密，所以电场强度大于C处，故C正确；D、电场力做功与路径无关，只与初末位置电势差有关，因为UAB=UBC，所以粒子从A点到B点和从B到C电场力做功相等，故D错误．故选C．【点评】解决这类问题的突破口为根据粒子运动轨迹确定粒子所受电场力方向，同时这类问题涉及物理知识很全面，能考查学生综合利用物理知识解决问题的能力，是高考的重点，要不断加强练习．　-17-\n7．如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点．一个带负电的点电荷仅受电场力作用，从A点沿电场线运动到B点．在此过程中，该点电荷的速度υ随时间t变化的规律如图乙所示．则下列说法中正确的是（　　）A．A点的电场强度比B点的大B．A、B两点的电场强度相等C．A点的电势比B点的电势高D．A点的电势比B点的电势低【考点】电场线；电场强度；电势能．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】速度图象的斜率等于物体的加速度，故A点的场强小于B点场强；负电荷所受电场力的方向与场强的方向相反，沿电场线的方向电势降低是解决本题的突破口．【解答】解：AB、速度图象的斜率等于物体的加速度，由图可知点电荷从A向B运动的过程中加速度越来越大，故A点的场强小于B点场强．故A、B错误．CD、由于物体沿电场线运动过程当中做加速运动，故点电荷所受电场力方向由A指向B，又由于负电荷所受电场力的方向与场强的方向相反，所以电场线的方向由B指向A；而沿电场线的方向电势降低，所以A点电势比B点的电势低．故C错误，D正确．故选D．【点评】本题虽然难度不大，但考查的知识点比较全面，是不可多得的好题，要注意掌握．　8．如图所示，两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，b点位于MN上，a与c关于MN对称，d点位于两电荷的连线上．以下判断正确的是（　　）A．b点场强大于d点场强B．b点电势高于d点电势C．a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差D．试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能【考点】电势能；电场的叠加．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】根据等量异号电荷的电场分布特点可知各点的场强大小，由电场线性质及电场的对称性可知ab及bc两点间的电势差；由电势能的定义可知ac两点电势能的大小【解答】解：A、在两等量异号电荷连线上，中间点电场强度最小；在两等量异号电荷连线的中垂线上，中间点电场强度最大；所以b点场强小于d点场强，选项A错误；B、MN是一条等势线，与在两等量异号电荷连线上的点相比较，d点的电势要高，所以d点电势高于b点电势，选项B错误C、由对称性可知，a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差，故选项C正确；-17-\nD、因a点的电势高于c点的电势，故试探电荷+q在a点的电势能大于在c点的电势能，选项D错误．故选：C【点评】常见电场的电场线分布及等势面的分布要求我们能熟练掌握，并要注意沿电场线的方向电势是降低的，同时注意等量异号电荷形成电场的对称性　9．两个完全相同的小金属球，它们的带电荷量之比为5：1（皆可视为点电荷），它们在相距一定距离时相互作用力为F1，如果让它们接触后再放回各自原来的位置上，此时相互作用力变为F2，则F1：F2可能为（　　）A．5：2B．5：4C．5：6D．5：9【考点】库仑定律．【分析】两个球的电性可能相同也可能不同，则接触带电的原则是总电荷平分，根据F=得出接触后再放回原处的库仑力大小．【解答】解：它们在相距一定距离时相互作用力为F1=；若两电荷异性，接触后再分开，两球电量的绝对值为2q，此时两球的库仑力F2==，则F1：F2为5：4，若两电荷同性性，接触后再分开，两球电量的绝对值为3q，此时两球的库仑力F2==，则F1：F2为5：9，故B、D正确，AC错误；故选：BD．【点评】解决本题的关键掌握接触带电的原则，总电荷平分，同时要注意原来的电荷的电性，以及掌握库仑定律的公式F=．　10．如图所示，一电场的电场线分布关于y轴（沿竖直方向）对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN．P点在y轴右侧，MP⊥ON．则（　　）A．M点的电势比P点的电势低B．将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功C．M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D．在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动-17-\n【考点】电场线；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】电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加．【解答】解：A、过M、P、N做等势线，可得到过P点的等势线通过M、N之间，因顺着电场线电势降低，则有φM＞φP＞φN，故A错误；B、将负电荷由O点移到P点，因UOP＞0，所以W=﹣qUOP＜0，则负电荷做负功，故B错误；C、由U=Ed可知，MN间的平均场强小于OM间的平均场强，故MN两点间的电势差小于OM两点间的电势差，C错误；D、根据电场线的分布特点会发现，电场线关于y轴两边对称，故y轴上的场强方向在y轴上，所以在O点静止释放一带正电粒子，其所受电场力沿y轴正方向，则该粒子将沿y轴做直线运动，故D正确．故选：D．【点评】加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题．　11．如图所示，在a点由静止释放一个质量为m，电荷量为q的带电粒子，粒子到达b点时速度恰好为零，设ab所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h，则（　　）A．带电粒子带负电B．a、b两点间的电势差Uab=C．b点场强大于a点场强D．a点场强大于b点场强【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电场线．【分析】答本题要掌握：根据质点的运动情况，正确判断其受力情况，弄清在a、b两点电场力和重力大小关系【解答】解：A、在a点由静止释放粒子，到达b点时速度恰好为零，可知粒子所受电场力与重力方向相反，也与电场线方向相反，故粒子带负电，故A正确B、由于粒子在a点由静止，到达b点也静止，故W电=WG=mgh=qUab，故Uab=，故B正确C、从a到b先加速后减速，故电场力逐渐变大，故b点场强大于a点场强，故C正确D错误故选：ABC【点评】解决带电粒子在复合场中的运动，要正确进行受力分析，确定其运动状态，然后依据相关规律求解　12．如图所示，A、B、C、D为匀强电场中相邻的四个等势面，一个电子垂直经过等势面D时，动能为20eV，飞经等势面C时，电势能为﹣10eV，飞至等势面B时速度恰好为零，已知相邻等势面间的距离为5cm，则下列说法正确的是（　　）-17-\nA．等势面A的电势为﹣10VB．匀强电场的场强大小为200V/mC．电子再次飞经D势面时，动能为10eVD．电子的运动为匀变速直线运动【考点】电势；等势面．【分析】电子从D到B过程，根据动能定理求出BD间电势差，即可得到A等势面的电势；由E=求解电场强度；根据能量守恒可知，电子再次经过D等势面时，动能为20eV；匀强电场中电子所受的电场力是恒力，电子做匀变速直线运动．【解答】解：A、电子从D到B过程，动能减小20eV，且匀强电场，即等间距，则C点的动能为10eV，由于等势面C时，电势能为﹣10eV，那么总能量为0，则知，A等势面的电势为0V．故A错误．B、电子从B到D过程，根据动能定理得：﹣eUDB=0﹣EkD，解得：UDB===20V对于BD段：电场强度为E===200V/m，故B正确；C、根据能量守恒可知，电子再次经过D等势面时，电势能不变，动能不变，其动能仍为20eV，故C错误；D、根据电场线与等势面垂直可知，该电场是匀强电场，电子做匀变速直线运动．故D正确．故选：BD．【点评】解决本题的关键知道等势面与电场线关系，掌握匀强电场的场强公式，以及电场力做功与电势差的关系．　二、填空题（共2小题，12分）13．如图所示，正方形ABCD处在一个匀强电场中，电场线与正方形所在平面平行．已知A、B、C三点的电势依次为UA=6.0V，UB=4.0V，UC=﹣2.0V．（1）求D点的电势UD．（2）在图中画出过A点的电场线（要把作图过程画在图上．只画最后结果不得分）．【考点】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】运用“匀强电场中，沿着任意方向每前进相同的距离，电势变化相等”进行分析计算D点的电势；根据电场线与等势面垂直垂直画出电场线．且沿着电场线方向电势降低．【解答】解：（1）匀强电场中，沿着任意方向每前进相同的距离，电势变化相等，故φA﹣φD=φB﹣φC-17-\n解得φD=0V（2）故需要在AD的连线上找出两点：M、N，将AD三等分，则M点的电势为4V，与B在同一个等势面上，做出BM的垂直线，由于沿着电场线方向电势降低，所以电场线方向是沿着E的方向由A指向C．如图答：（1）D点的电势为0V；（2）如图．【点评】本题的还可以这样解：匀强电场的电场线为相互平行间隔相等的平行线，而等势线与电场线垂直；由题意知AC连线上一定有一点的电势与B点相等，故可以找到一条等势线，根据电场线与等势线的特点可确定电场线的方向，由几何关系可知D点电势．根据沿着电场线方向电势降低来确定电场线的方向　14．如图所示，把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球，由于静电感应：（1）b端带　正　（“正”或“负”）电；（2）闭合开关K1，b端带　不带电　（“正”或“负”或“不带电”）电，有电子从　大地　流向　导体　（“大地”或“导体”）．【考点】静电场中的导体．【分析】（1）感应起电的实质是在带电体上电荷的作用下，导体上的正负电荷发生了分离，使电荷从导体的一部分转移到了另一部分，既然是转移，那么电荷必然守恒．（2）闭合任何开关时，导体就会与大地连接，会使大地的电子流入枕形导体．【解答】解：（1）枕型导体在带正电的小球附近时，枕型导体上的自由电子受到正电荷的吸引，会向金属棒的右边运动，金属棒的右端因有了多余的电子而带负电，左端因缺少电子而带正电；（2）当闭合任何开关时，导体就会与大地连接，形成新的等势体，a端是近端，会使大地的电子流入枕形导体到达a端，而b端不带电．当处于静电平衡时，枕形导体是个等势体．故答案为：（1）正；（2）不带电，大地，导体．【点评】本题考查电荷的转移，有一定的难度，关键知道由于异种电荷相互吸引，大地的负电荷（自由电子）会转移到导体上．　三、计算题（本题共4小题，共40分．解答英写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）-17-\n15．在如图所示的匀强电场中，一条绝缘细线的上端固定，下端栓一个大小可以忽略、质量为m的带电量为q的小球，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角为θ=30°．（1）小球带电种类？（2）小球所受电场力大小（3）电场强度E大小．【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电场强度．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】（1）由小球向什么方向偏转，判断电场力方向，根据电场力方向与场强方向的关系，判断小球带什么电．（2）以小球为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件求解电场力．（3）场强E=，代入解出E．【解答】解：（1）细线向右偏转，说明小球所受的电场力方向右，场强也向右，说明小球带正电．（2）小球受力如图所示，根据平衡条件可知：电场力qE与重力mg的合力与细线的拉力T等值、方向反向，则力的合成图得知：电场力F=qE=mgtanθ=mgtan30°则得：F=mg（3）场强E====答：（1）小球带正电荷．（2）小球所受电场力大小为mg．（3）匀强电场的场强为．【点评】本题是带电体在电场中平衡问题，当作力学问题去处理，关键是分析电场力大小和方向．　-17-\n16．（10分）（2022春•枣强县校级期末）有一带电量q=﹣3×10﹣6C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6×10﹣4J．从B点移到C点时电场力做功9×10﹣4J．问：（1）AB、BC、CA间电势差各为多少？（2）如以B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？【考点】电势能；电势．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】负电荷从A移到B点的过程，电荷克服电场力做功，A点的电势高于B点的电势．从B点移到C点，电场力对电荷做正功，B点的电势低于C点的电势．根据电势差公式U=，分别求出A、B间与B、C间的电势差，再求出A、C间的电势差，并分析A、C两点电势的高低．【解答】解：（1）负电荷从A移到B点的过程，电荷克服电场力做功，可见负电荷从电势高处移至电势低处．即φA＞φB电势差UAB=V负电荷从B移至C，电场力做正功，可见负电荷从电势低处移至电势高处，即φC＞φB电势差UBC=﹣=﹣300V而电势差UAC=φA﹣φC=φA﹣φB+φB﹣φC=UAB+UBC=﹣100V故CA间电势差UCA=﹣UAC=100V（2）因B点为0电势点，则φA=UAB=200V，φC=UCB=﹣UBC=300V答：（1）AB、BC、CA间电势差各分别为200VV，﹣300V和100V．（2）A、C两点的电势各为φA=200V和φC=300V．电荷在A、C两点的电势能各为，．【点评】求解电势差时，公式U中U、W、q三个量可都代入符号，根据求出的电势差U的正负，判断两点间电势的高低　17．（10分）（2022•福建）如图，真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形，边长L=2.0m，若将电荷量均为q=+2.0×10﹣6C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k=9.0×109N•m2/C2，求：（1）两点电荷间的库仑力大小；（2）C点的电场强度的大小和方向．-17-\n【考点】库仑定律；电场强度．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】（1）根据库仑定律公式F=k列式求解即可；（2）先求解两个电荷单独存在时在C点的场强，然后根据平行四边形定则合成得到C点的场强．【解答】解：（1）电荷量均为q=+2.0×10﹣6C的两点电荷分别固定在A、B点，静电力为：F=k=9.0×109×=9.0×10﹣3N；（2）A、B点电荷在C点产生的场强大小相等，均为：E1=k=9.0×109×=4.5×103N/CA、B点电荷在C点的合场强大小为：E=2E1cos30°=2×4.5×103N/C×=7.8×103N/C场强方向沿着y轴正方向；答：（1）两点电荷间的库仑力大小为9.0×10﹣3N；（2）C点的电场强度的大小为7.8×103N/C，方向为+y轴正方向．【点评】本题考查了库仑定律和电场强度的矢量合成问题，关键是根据平行四边形定则合成，基础问题．　18．（12分）（2022秋•邛崃市期中）如图，A、B为两块水平放置的带等量异种电荷的平行金属板，一个质量m=10﹣4kg，电荷量q=5×10﹣5C的带正电粒子静止于两板的正中央，已知两板间距离为20cm，g=10m/s2，求：（1）两板间匀强电场的场强大小；（2）两板间的电势差；（3）若用某种方法将带电粒子的带电荷量减少一半，使带电粒子从两板正中央由静止开始运动，则经过多长时间粒子撞到板上．-17-\n【考点】电场强度；电势差．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】A、B为两块水平放置的带等量异种电荷的平行金属板，极板内部为匀强电场，根据带电粒子静止于板正中央，带电离子所受重力与电场力等大反向，即可求极板的场强；根据E=可求两板间的电势差；若用某种方法将带电粒子的带电荷量减少一半，带电粒子所受重力不变，电场力变为原来的一半（方向不变），所以求出带电离子的合力，根据牛顿第二定律F=ma和x=at2可求离子撞到极板的时间．【解答】解：（1）带电粒子静止于板正中央，所以mg=Eq，即：E===20V/m．（2）根据匀强电场：U=Ed=20V/m×0.02m=4v．（3）若用某种方法将带电粒子的带电荷量减少一半，带电粒子所受重力不变，电场力变为原来的一半（方向不变），所以：F合=mg…①由牛顿第二定律得：F合=ma…②带电粒子从两板正中央由静止开始运动，则经过t时间粒子撞到板上，则：=at2…③联立①②③解之得：t=0.2s答：（1）两板间匀强电场的场强为20V/m；（2）两板间的电势差为4V；　（3）若用某种方法将带电粒子的带电荷量减少一半，使带电粒子从两板正中央由静止开始运动，则经过0.2撞到板上．【点评】根据带电粒子静止，寻求重力和电场力大小相等是解题的关键；灵活应用E=、F=ma和匀变速直线的运动规律是突破点．　-17-