1、电场第卷选择题，共48分一、选择题(本大题共8小题，每小题6分，共48分)图611(多选题)2012浙江卷用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm时圆环被吸引到笔套上，如图61所示对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是()A摩擦使笔套带电B笔套靠近圆环时，圆环上、下都感应出异号电荷C圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环重力D笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和解析：易知选项ABC正确；因金属箔圆环原来不带电，笔套与头发摩擦后带电，故笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷没有全
2、部被中和，则选项D错误答案：ABC22012天津卷两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图62中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用则粒子在电场中()图62A做直线运动，电势能先变小后变大B做直线运动，电势能先变大后变小C做曲线运动，电势能先变小后变大D做曲线运动，电势能先变大后变小解析：根据电场线与等势面垂直，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，受到向上的电场力作用，粒子在电场中做曲线运动，静电力先做正功后做负功，电势能先变小后变大，选项C正确答案：C3(多选题)一带负电小球在从空中的
3、a点运动到b点的过程中，受重力、空气阻力和电场力作用，小球克服重力做功5 J，小球克服空气阻力做功1 J，电场力对小球做功2 J，则下列说法中正确的是()A小球在a点的重力势能比在b 点大5 JB小球在a点的机械能比在b点大1 JC小球在a点的电势能比在b点多2 JD小球在a点的动能比在b点多4 J解析：重力势能的变化只看重力做功，电势能的变化只看电场力做功，机械能的变化看重力以外的其他力的功(空气阻力和电场力的总功)，动能的变化看合外力的总功(C、D对)；重力和静电场力都是保守力，它们的影响可以用做功来表示，也可用势能的变化来表示答案：CD图634如图63所示，四个相同的金属容器共轴排列，它
4、们的间距与容器的宽度相同，轴线上开有小孔在最左边、最右边两个容器上加电压U后，容器之间就形成了匀强电场今有一个电子从最左边容器的小孔沿轴线入射，刚好没有从最右边容器出射，则该电子停止运动前()A通过各容器的速度比依次为1B通过各容器的时间比依次为531C通过各容器间隙所用的时间比依次为531D通过各容器间隙的加速度比依次为531解析：由qUmv2，可得v ，设每段电压为U，则v3v2v11，故v1v2v31.因时间t，故t1t2t31.因匀强电场中电子受力相同，故加速度相同，通过各间隙的时间比为()()1.答案：A图645真空中有两个点电荷a和b，带电荷量分别为Qa和Qb，相距为r.在它们共同
5、形成的电场中只画出一条电场线M，但没有标明方向，如图64所示由图可判定()Aa、b为异种电荷BQaQbC.沿电场线由a到b电势逐渐降低D沿电场线由a到b电场强度逐渐减弱解析：电场线M连于a、b之间，说明a、b为异种电荷，但从M的形状分析知QaQb，从M的形状可知，靠近b处电场线较密，所以沿电场线由a到b电场强度先减小后增强，因不知道a、b的正负，故不知道电势高低答案：A图656如图65所示表示某静电场等势面的分布，电荷量为1.6109 C的正电荷从A经B、C到达D点从A到D，电场力对电荷做的功为()A4.8108 JB4.8108 JC8.0108 JD8.0108 J解析：电场力做功与电荷运
6、动的路径无关，只与电荷的起始位置有关从A到D，电场力对电荷做的功为WUADq(AD)q(4010)1.6109 J4.8108 J，A、C、D项错误，B项正确答案：B图667如图66所示，矩形区域ABCD内存在竖直向下的匀强电场，两个带正电的粒子a和b以相同的水平速度射入电场，粒子a由顶点A射入，从BC的中点P射出；粒子b由AB的中点O射入，从顶点C射出若不计重力，则a和b的比荷(即粒子的电荷量与质量之比)之比是()A12B21C18 D81解析：本题考查与类平抛相关的问题，题目难度中等两粒子水平方向做匀速直线运动，因此运动时间之比为12，两粒子竖直位移之比为21，yat2t2整理得，所以81
7、，正确选项为D.答案：D图678如图67所示，一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置在管的底部固定一电荷量为Q(Q0)的点电荷在距离底部点电荷为h2的管口A处，有一电荷量为q(q0)、质量为m的点电荷自静止释放，在距离底部点电荷为h1的B处速度恰好为零现让一个电荷量为q、质量为3m的点电荷仍在A处自静止释放，已知静电力常量为k，重力加速度为g，则该点电荷()A运动到B处时速度为零B在下落过程中加速度大小逐渐变小C运动到B处的速度大小为D速度最大处与底部点电荷距离为 解析：对电荷量为q、质量为m的点电荷从A到B的过程，由动能定理可得qUABmg(h2h1)；对电荷量为q、质量为3m的点电荷从A到B的过
8、程，由动能定理可得3mg(h2h1)qUAB3mv2/2；联立解得v，故选项A错误，C正确；在点电荷下落过程中由于Q对q的库仑斥力逐渐增大，在重力大于库仑力时其加速度方向向下，加速度大小逐渐减小；当库仑力大于重力时其加速度方向向上，且逐渐增大，由此可知点电荷下落过程中，加速度先减小后反向增大，故选项B错误；由以上分析可知当库仑力大小等于重力大小，即3mg时，点电荷速度达到最大，解得r ，故选项D错误答案：C第卷非选择题，共52分二、实验题(本大题共2小题，共15分)9(5分)由绝缘介质隔开的两个同轴的金属圆筒构成圆柱形电容器如图68所示试根据你学到的有关平行板电容器电容的知识，推测影响圆柱形电
9、容器电容的因素有_图68答案：H，R1，R2，(正对面积、极板间距离、极板间的介质)图6910(10分)某研究性学习小组设计了一个方法来测量物体的带电荷量如图69所示，小球是一个外表面镀有金属膜的空心塑料球，用绝缘丝线悬挂于O点，O点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度的量角器，M、N是两块相同的、正对着平行放置的金属板(加上电压后其内部电场可看做匀强电场)，另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、直流电流表、开关、滑动变阻器及导线若干，该小组的实验步骤如下，请你帮助该小组完成：(1)用天平测出小球的质量m，按图中所示进行器材的安装，并用刻度尺测出M、N两板之间的距离d，使小球带上一定的电荷量
10、(2)连接电路(请在图中的虚线框中画出实验所用的电路图，电源、开关已经画出)(3)闭合开关，调节滑动变阻器滑片的位置，读出多组相应的电压表的示数和丝线的偏转角.(4)以电压U为纵轴，以_为横轴作出过原点的直线，求出直线的斜率k_.(5)小球的带电荷量q_(用m、d、k等物理量表示)解析：由平衡条件得mgtanqE，Umgdtan/q，以U为纵轴，tan为横轴，图线斜率kmgd/q.答案：(2)如图610所示图610(4)tan(5)三、计算题(本大题共2小题，共37分)图61111(17分)如图611所示，两根长为L的丝线下端分别悬挂一质量为m、带电荷量为q和q的小球A和B，处于场强为E、方向
11、水平向左的匀强电场中，使长度也为L的连线AB拉紧，并使小球处于静止状态求E的大小满足什么条件时，才能实现上述平衡状态解析：首先，小球A、B均处于静止状态，其所受合外力为零；其次，若撤去水平向左的匀强电场，则A、B两小球在重力和彼此图612间静电引力作用下，回落到悬点正下方，可见只有匀强电场足够强时，A、B间连线才能被拉紧设A、B间连线刚要被拉紧时，匀强电场的场强为E0，这时，小球A受力如图612所示，由共点力平衡条件得：水平方向上有E0qFTcos60F，竖直方向上有FTsin60mg，由库仑定律得Fk，解联立方程组可得E0，故当匀强电场E满足EE0，即E时，A、B间连线才被拉紧答案：E12(
12、20分)如图613所示，两块平行金属板M、N竖直放置，两板间的电势差U1.5103 V，现将一质量m1102 kg、电荷量q4105 C的带电小球从两板上方的A点以v04 m/s的初速度水平抛出(A点距两板上端的高度h20 cm)，之后小球恰好从靠近M板上端处进入两板间，沿直线运动碰到N板上的B点，不计空气阻力，g取10 m/s2，求：图613(1)B点到N板上端的距离L；(2)小球到达B点时的动能Ek.解析：(1)小球到达板上端时的竖直分速度vy2 m/s.设小球此时速度方向与竖直方向之间的夹角为，tan2.在电场中小球所受合外力方向与运动方向相同，设板间距离为d，则tan.L0.15 m.(2)进入电场前mghmvmv，电场中运动过程qUmgLEkmv，解得Ek0.175 J.答案：(1)0.15 m(2)0.175 J
