孫夕明
一、單項選擇題(每小題只有一個選項符合題意)
1.真空中固定有兩個完全相同的帶電金屬小球A和B,電荷量分別為-2Q和Q,兩球間的靜電力為F.現(xiàn)用絕緣工具將兩金屬球接觸,再將A、B兩金屬小球間的距離增大為原來的兩倍,則它們間的靜電力變?yōu)椋?? ?)
A.F/32 B.F/16 C.3F/32 D.9F/32
2.關(guān)于電場線性質(zhì),下列的說法中正確的是( ? ?)
A.電場線是電荷受到電場力的作用而改變運動狀態(tài)所運動的軌跡
B.在電場中沒有電荷的空間里,電場線既不中斷也不相交
C.正電荷在電場中某一點的速度方向,就是通過這一點電場線的切線方向
D.相鄰兩條電場線間的空白處,電場強
B.兩板間距離越小,加速度越大,獲得的速率就越大
C.與兩板間距離無關(guān),僅與加速電壓U有關(guān)
D.以上說法都不正確
5.如圖3所示,A、B分別是水平放置的電容器上下兩極板.閉合開關(guān)S,位于電容器中間P點的一帶電油滴恰處于靜止狀態(tài).現(xiàn)將極板B向上平移少許,則( ? ?)
A.電容器的電容減小
B.電容器的帶電量不變
C.油滴將豎直向上運動
D.油滴仍靜止不動
6.電荷量為+Q的點電荷和接地金屬板MN附近的電場線分布如圖4所示,點電荷與金屬板相距為2d,圖中P點到金屬板和點電荷間的距離均為d.已知P點的電場強度為E0,則金屬板上感應(yīng)電荷在P點處產(chǎn)生的電場強度E的大小為( ? ?)
二、多項選擇題(每小題有多個選項符合題意)
7.如圖5所示,實線是某電場中的電場線,虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡,a、b是軌跡上的兩點.已知帶電粒子運動中只受電場力作用,則粒子( ? ?)
A.帶負電
B.在a點的加速度較大
C.在b點的動能較小
D.在b點的電勢能較小
8.如圖6所示,真空中固定兩個等量異號點電荷+Q、-Q,圖中()是兩電荷連線中點,a、b兩點與+Q的距離相等,c,d是兩電荷連線垂直平分線上的兩點,bcd構(gòu)成一等邊三角形,a、e兩點關(guān)于O點對稱.則 ( ? ?)
A.a、b兩點的電場強度大小相等
B.a、e兩點的電場強度相同
C.電子在b點的電勢能比在d點的電勢能小
D.將質(zhì)子由c點沿cb邊移到b點的過程中電場力做正功
9.空間有一電場,其在x軸上各點的電場強度E隨坐標x變化的圖象如圖7所示,圖線關(guān)于原點對稱,x1和-x1為x軸上對稱的兩點,不計帶電粒子的重力.下列說法正確的是( ? ?)
A.O點的電勢最低
B.x1和- x1兩點的電勢相等
C.電子在x1處的電勢能大于在-x1處的電勢能
D.電子從x1處由靜止釋放后,在x1與-x1之間來回做周期性往復(fù)運動
10.如圖8甲所示,兩個平行金屬板P、Q正對豎直放置,兩板間加上如圖8乙所示的交變電壓,t=0時,P板比Q板電勢高UO,在兩板的正中央朋點有一電子在電場力作用下由靜止開始運動(電子所受重力可忽略),已知電子在0~ 4t0時間內(nèi)未與兩板相碰,則( ? ?)
A.t0~2t0時間內(nèi)電子的電勢能增加
B.在3t0時刻電子的機械能最小
C.2t0~3t0時間內(nèi)電子運動的速度方向向左,且速度大小逐漸減小
D.3t0~4t0時間內(nèi)電子運動的速度方向向右,且速度大小逐漸減小
三、填空題
11.用控制變量法,可以研究影響平行板電容器電容的因素.如圖9所示,設(shè)兩極板正對面積為S,極板間的距離為d,靜電計指針偏角為θ,實驗中極板所帶電荷量不變.當保持S不變,增大d,則θ____ (選填“變大”“變小”或“不變”);當保持(不變,減小S,則θ__ (選填“變大”“變小”或“不變”);若保持S、d均不變,在兩極板間插入電介質(zhì),此過程中,θ______ (選填“變大”“變小”或“不變”).
12.如圖10所示,已知△ABC處于勻強電場中且與場強方向平行,∠B=90°,邊長AB= 2BC= 10 cm.將一個帶電量q= -2.0×10-6C的點電荷從A移到B的過程中,電場力做功W1= -2.4 xl0-5 J;再將該點電荷從B移到C的過程中,電場力做功W=1.2×10-5 J.已知A點的電勢φA=14 V,則
(1)B點電勢為__ V,C點的電勢為____V,AB連線中點的電勢為____V.
(2)試在圖中畫出通過B點的電場線.
(3)勻強電場的場強為__V/m.
四、計算題
13.如圖11甲所示,一條長為3/的絕緣絲線穿過兩個質(zhì)量都是m的小金屬環(huán)A和B,將絲線的兩端共同系于天花板上的O點,使金屬環(huán)帶電后,便因排斥而使絲線構(gòu)成一個等邊三角形,此時兩環(huán)恰處于同一水平線上,若不計環(huán)與線間的摩擦,求金屬環(huán)所帶電量是多少?某同學(xué)在解答這道題時的過程如下:
你認為他的解答是否正確?如果不正確,請給出你的解答.
14.如圖12所示,間距為d的平行金屬板間電壓恒定.初速度為零的電子經(jīng)電壓U0加速后,沿兩板間的中心線進入板間電場,電子恰好從下極板邊緣飛出,飛出時速度的偏向角為θ.已知電子質(zhì)量為m、電荷量為e,電子重力不計,求:
(1)電子剛進入板間電場時的速度大小v0;
(2)電子通過兩極板間的過程中,電場力做的功W;
(3)平行金屬板間的電場強度大小E.
15.如圖13所示,半徑為R的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),AC、BD為網(wǎng)環(huán)的兩條互相垂直的直徑,環(huán)上套有一質(zhì)量為m,帶電荷量為+q的小球,等量異種點電荷固定在過C點水平線上的M、N兩點,M、N兩點到C點的距離均為R.現(xiàn)使小球由最高點A從靜止開始釋放,小球沿圓弧經(jīng)過B時速度大小為v,取O點電勢為零,忽略q對等量異種電荷形成電場的影響,試求:
(1)小球運動到C點時,圓環(huán)對小球的彈力Ⅳc;
(2)在+Q、-Q形成的電場中,B點的電勢φB;
(3)小球運動到與B等高度的D點時的速度大小vD.
16.如圖14所示,絕緣傳送帶AB固定在豎直平面內(nèi),與水平面間的夾角為θ=37°,傳送帶兩端A、B之間的距離為L=6.0 m,其沿順時針方向傳動的速度保持v=1.0 m/s不變,整個空間存在勻強電場,場強大小E =3.0×l05 N/C,方向垂直傳送帶表面斜向上.現(xiàn)將一質(zhì)量m=0.50 kg、電荷量q= -2.0×10-5C的小物塊P無初速地放到傳送帶上A處,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.40,物塊運動到B處時即被立即取走.傳送帶與輪子間無相對滑動,不計輪軸處的摩擦.在傳送過程中物塊可視為質(zhì)點,取g= 10m/s2.
(1)求物塊P在傳送帶上加速運動的時間f;
(2)求物塊P從A運動至B的過程中摩擦力對物塊所做的總功W及摩擦產(chǎn)生的熱量Q;
(3)若從放上P開始,每隔△t=0.5 s,依次將與P相同的物塊以相同方式無初速地放到A處,為保證裝置正常工作,電動機輸送給傳送帶的額定功率P至少應(yīng)為多大?