1、2013-2014学年安徽省六安市千人桥中学高二（上）期中物理试卷一、选择题（每小题只有一个正确选项，每小题3分，共30分）1（3分）（2013清浦区校级模拟）以下叙述中正确的是（）A带电量较小的带电体可以看成是点电荷B电场线的形状可以用实验来模拟，这说明电场线是实际存在的C一般情况下，两个点电荷之间的库仑力比它们之间的万有引力要大得多D电场线的分布情况可以反映出电场中各点的场强方向，但无法描述电场的强弱2（3分）（2013秋浮梁县校级期末）关于电场强度，下列说法中正确的是（）A场强的大小和检验电荷q0的大小成正比B点电荷在电场中某点受力的方向一定是该点场强方向C在电场中某点，检验电荷q0所受
2、的力与q0的比值不随q0的大小而变化D在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的电场的场强处处相同3（3分）（2013秋舒城县校级期中）关于电场线的论述，正确的是（）A电场线上任一点的切线方向就是检验电荷在该点运动的方向B电场线弯曲的地方是非匀强电场，电场线为直线的地方一定是匀强电场C只要正电荷的初速度为零，必将在电场中沿电场线方向运动D无论电场线是曲线的还是直线的，都要跟它相交的等势面垂直4（3分）（2013秋舒城县校级期中）在真空中，两个点电荷原来带的电荷量分别为q1和q2，且相隔一定的距离现将q2增加为原来的3倍，再将两点电荷间的距离缩小为原来的一半，则前后两种情况下两点电荷之间的库仑
3、力之比为（）A1：6B1：12C12：1D6：15（3分）（2013秋舒城县校级期中）有一带正电的验电器，当一金属球接近它时，验电器金属箔的张角减小，由此可判定（）A金属球一定带负电B金属球一定带正电C金属球可能带正电，也可能不带电D金属球可能带负电，也可能不带电6（3分）（2013秋舒城县校级期中）如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示则（）Aa一定带正电，b一定带负电Ba的速度将减小，b的速度将增加Ca的加速度将减小，b的加速度将增加Da的电势能将减小，b的电势能将增加7（3分）（2013秋舒城县校级期中
4、）在静电场中，让电子逆着电场线的方向由A点移到B点，如图所示，则（）A电场力做正功，电子在A点电势能低于B点B电场力做正功，A点电势低于B点C电场力做负功，电子在A点电势能高于B点D电场力做负功，A点电势可能低于B点8（3分）（2013秋舒城县校级期中）一平行板电容器接在电源两端，断开电源将其拉开一段距离做功为WA，接通电源时拉开相同距离做功为WB，则（）AWA大于WBBWA小于WBCWA等于WBD无法确定9（3分）（2014东城区模拟）如图所示，正电荷Q均匀分布在半径为r的金属球面上，沿x轴上各点的电场强度大小和电势分别用E和表示选取无穷远处电势为零，下列关于x轴上各点电场强度的大小E或电势
5、随位置x的变化关系图，正确的是（）ABCD10（3分）（2013秋舒城县校级期中）如图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势随x变化的情况如图乙所示若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则（）A电子将沿Ox方向运动B电子的电势能将增大C此电场是匀强电场D电子运动的加速度先减小后不变二、填空题（本题3小题，每题4分，共12分；将正确答案填写在答题卷的相应位置）11（4分）（2013秋舒城县校级期中）一带电导体如图所示已知导体表面上A点场强EA=100N/C，B点场强EB=1N/C，一点电荷（重力忽略不计）在电场力的作用下第一次由A到无限远，第二次由B到无限
6、远两次最初的加速度之比aA：aB=，若把一个电子从A处表面移动到B处表面，电场力作功为J12（4分）（2010秋资阳期末）一个带正电的质点，电量q=2.0109C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除电场力外，其他力作的功为6.0105J，质点的动能增加了8.0105J，则a、b两点间的电势差UAB=V13（4分）（2013秋蓟县期中）密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性如图所示是密立根实验的原理示意图，设小油滴质量为m，调节两板间电势差为U，当小油滴悬浮在两板间电场中不动时，测出两板间距离为d可求出小油滴的电荷量q=三、计算题（共5小题，计58分，解答应写明必要的文
7、字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）14（10分）（2013秋舒城县校级期中）正方体八个顶点上各有一电荷为q的点电荷，求它们在上面中心O形成的合场强大小和方向15（10分）（2014秋延吉市校级期末）如图所示（a），一条长为3L的绝缘丝线穿过两个质量都是m的小金属环A和B，将丝线的两端共同系于天花板上的O点，使金属环带电后，便因排斥而使丝线构成一个等边三角形，此时两环恰处于同一水平线上，若不计环与线间的摩擦，求金属环所带电量是多少？某同学在解答这道题时的过程如下：设电量为q，小环受到三个力的作用，拉力T、重力mg和库仑力F，受力分析如
8、图b，由受力平衡知识得，看k=mgtan30，q=你认为他的解答是否正确？如果不正确，请给出你的解答？16（12分）（2013秋舒城县校级期中）如图所示，一个竖直放置的半径为R的光滑绝缘环，置于水平方向的匀强电场中，电场强度为E，有一质量为m、电荷量为q的带正电荷的空心小球套在环上，并且Eq=mg（1）当小球由静止开始从环的顶端A下滑圆弧长到位置B时，小球的速度为多少？环对小球的压力为多大？（2）小球从环的顶端A滑至底端C的过程中，小球在何处速度最大？最大速度为多少？17（12分）（2008汕头二模）两块水平金属极板A、B正对放置，每块极板长均为l、极板间距为dB板接地（电势为零）、A板电势为
9、+U，重力加速度为g两个比荷（电荷量与质量的比值）均为的带正电质点以相同的初速沿A、B板的中心线相继射入，如图所示，第一个质点射入后恰好落在B板的中点处，接着，第二个质点射入极板间，运动一段时间t后，A板电势突然变为U并且不再改变，结果第二个质点恰好没有碰到极板求：（1）带电质点射入时的初速0（2）在A板电势改变之前，第二个质点在板间运动的时间t18（14分）（2013秋舒城县校级期中）如图所示，在真空中的竖直平面内，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B，A球的电荷量为+4q，B球的电荷量为2q，组成一带电系统虚线MN与PQ平行且相距3L，开始时PQ恰为杆的中垂线在MN与PQ
10、间加竖直向上的匀强电场，恰能使带电系统静止不动现使电场强度大小变为原来的3倍（已知当地重力加速度为g），求：（1）求变化前的场强E的大小及B球刚进入电场时的速度v的大小；（2）带电系统运动的周期T2013-2014学年安徽省六安市千人桥中学高二（上）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（每小题只有一个正确选项，每小题3分，共30分）1（3分）（2013清浦区校级模拟）以下叙述中正确的是（）A带电量较小的带电体可以看成是点电荷B电场线的形状可以用实验来模拟，这说明电场线是实际存在的C一般情况下，两个点电荷之间的库仑力比它们之间的万有引力要大得多D电场线的分布情况可以反映出电场中各点的场强方向
11、，但无法描述电场的强弱考点：库仑定律；万有引力定律及其应用版权所有专题：电场力与电势的性质专题分析：当电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略，电荷量对原来的电场不会产生影响的时候，该电荷就可以看做点电荷，根据点电荷的条件分析可以得出结论电场线是虚拟的，实际不存在电场线的疏密反应电场的强弱一般情况下，两个点电荷之间的库仑力比它们之间的万有引力要大得多解答：解：A、当电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略，电荷量对原来的电场不会产生影响的时候，该电荷就可以看做点电荷，故A错误B、电场线是虚拟的，实际不存在电场线的疏密反应电场的强弱故B、D错误C、一般情况下，两个点电荷之间的
12、库仑力比它们之间的万有引力要大得多故C正确故选C点评：点电荷的条件，当两个带电体的形状大小对它们间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷掌握电场线的基本性质和特点是解决此类题目的关键2（3分）（2013秋浮梁县校级期末）关于电场强度，下列说法中正确的是（）A场强的大小和检验电荷q0的大小成正比B点电荷在电场中某点受力的方向一定是该点场强方向C在电场中某点，检验电荷q0所受的力与q0的比值不随q0的大小而变化D在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的电场的场强处处相同考点：电场强度版权所有专题：电场力与电势的性质专题分析：场强是反映电场本身强弱和方向的物理量，与检验电荷无关点电荷
13、在电场中某点受力的方向不一定是该点场强方向电场强度的定义式E=采用的比值定义法场强是矢量，只有大小相等、方向相同时两点的场强才相同解答：解：A、场强是反映电场本身强弱和方向的物理量，与检验电荷无关，不能说场强的大小和检验电荷q0的大小成正比故A错误B、正点电荷在电场中某点受力的方向一定是该点场强方向，而负点电荷在电场中某点受力的方向与该点场强方向相反故B错误C、在电场中某点电场强度是不变的，则由电场强度的定义式E=可知，检验电荷q0所受的力与q0的比值不随q0的大小而变化故C正确D、在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的电场的场强大小处处相等，但方向不同，而场强是矢量，场强不是处处相同故
14、D错误故选C点评：电场强度采用的是比值定义法，要抓住比值定义法的共性来理解场强是反映电场本身性质的物理量，与检验电荷无关，其方向与正检验电荷所受的电场力方向相同3（3分）（2013秋舒城县校级期中）关于电场线的论述，正确的是（）A电场线上任一点的切线方向就是检验电荷在该点运动的方向B电场线弯曲的地方是非匀强电场，电场线为直线的地方一定是匀强电场C只要正电荷的初速度为零，必将在电场中沿电场线方向运动D无论电场线是曲线的还是直线的，都要跟它相交的等势面垂直考点：电场线；电场强度版权所有专题：电场力与电势的性质专题分析：电场线是为了形象地描述电场而假想的线，电场线的方向起于正电荷，终止于负电荷，电场
15、线上某点的切线方向表示电场强度的方向，电场线的疏密表示电场的强弱解答：解：A、电场线上任一点的切线方向就是该点场强方向，也就是检验正电荷的受力方向，但不一定是检验电荷的运动方向，故A错误；B、电场线弯曲则不同位置切线方向不同，故电场强度方向肯定变化，故肯定是非匀强电场，电场线是直线的地方说明电场强度的方向相同，但电场强度的大小要看电场线的分布，故不能肯定是匀强电场，故B错误；C、电荷沿电场线方向运动，一是初速度为0，二是电场沿直线方向，这是电荷运动方向才可能与电场线重合，故C错误；D、电荷在等势面上移动时电场力不做功，即电荷在等势面上移动时电场力方向与等势面垂直，即电场线都要跟它相交的等势面垂
16、直，故D正确故选：D点评：正确理解电场线的物理意义，知道电场线可以形象的描述电场，电场线不是电荷在电场中的运动轨迹，但电荷运动可以与电场线重合，掌握其物理意义是关键4（3分）（2013秋舒城县校级期中）在真空中，两个点电荷原来带的电荷量分别为q1和q2，且相隔一定的距离现将q2增加为原来的3倍，再将两点电荷间的距离缩小为原来的一半，则前后两种情况下两点电荷之间的库仑力之比为（）A1：6B1：12C12：1D6：1考点：库仑定律版权所有专题：电场力与电势的性质专题分析：根据库仑定律的公式F=，列出变化前和变化后的关系式直接对比即可解答：解：由库仑定律的可得原来它们之间的库仑力为：F=，变化之后它
17、们之间的库仑力为：F=故：故B正确、ACD错误故选：B点评：本题是对库仑定律的直接的应用，掌握住公式为F=即可，还要注意，运用库伦定律的公式计算库仑力时不需要代入符合，直接代入各量的绝对值5（3分）（2013秋舒城县校级期中）有一带正电的验电器，当一金属球接近它时，验电器金属箔的张角减小，由此可判定（）A金属球一定带负电B金属球一定带正电C金属球可能带正电，也可能不带电D金属球可能带负电，也可能不带电考点：电荷守恒定律版权所有专题：电场力与电势的性质专题分析：验电器是利用同种电荷相互排斥的原理制成的，其金属箔片的张角减小，说明其带的电荷量减少，由此入手来解决此题解答：解：验电器原来带正电，张角
18、减小，说明其带的正电荷减少，由此可知验电器上端负电荷被排斥，从而与金属箔片正电荷中和；当金属球带负电时可以发生这种反应；当金属球不带电时，验电器上的正电荷，使金属球感应带电，因此正电荷可以吸引金属球上的电子，这样导致验电器上端电子被排斥，从而与金属箔片正电荷中和由此可知，金属球不可能带正电，否则不会出现金属箔的张角减小现象，故D正确，ABC错误；故选：D点评：对于金属而言能够移动的自由电荷是带负电的电子，而不是带正电的原子核或质子基础题目6（3分）（2013秋舒城县校级期中）如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线
19、所示则（）Aa一定带正电，b一定带负电Ba的速度将减小，b的速度将增加Ca的加速度将减小，b的加速度将增加Da的电势能将减小，b的电势能将增加考点：电场线；电势能版权所有专题：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；物体做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧；根据电场力做功来判断动能的变化解答：A、物体做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧，所以能判断a、b一定带异种电荷，但是不清楚哪一个是正电荷，哪一个是负电荷，所以不能判断电场的方向，故A错误；B、物体做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧，从图中轨道变化来看电场力都做正功，动能都增大，速度都增大
20、，故B错误；C、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，所以a受力减小，加速度减小，b受力增大，加速度增大，故C正确；D、由B分析知，对a、b而言电场力都做正功，根据电场力做功与电势能变化关系知，它们的电势能都减小，故D错误故选：C点评：该题考查带电粒子在电场中运动过程中的轨迹分析，要求能够根据轨迹弯曲的方向判断出电场力的方向，进而判断出粒子的电性、动能与电势能的变化等由曲线运动得出的粒子所受电场力方向指向曲线弯曲的内侧许多同学不易想到此点7（3分）（2013秋舒城县校级期中）在静电场中，让电子逆着电场线的方向由A点移到B点，如图所示，则（）A电场力做正功，电子在A点电势能低于
21、B点B电场力做正功，A点电势低于B点C电场力做负功，电子在A点电势能高于B点D电场力做负功，A点电势可能低于B点考点：电场线；电势能版权所有专题：电场力与电势的性质专题分析：如图可知，电场强度方向水平向右，电子带负电，在电场中受力方向与场强方向相反，根据电场力做功与电势能变化关系分析电势能高低及电势变化情况解答：解：A、电场强度方向水平向右，电子带负电在电场中受力方向与电场强度方向相反，故受到从A指向B的电场力，故从A至B的过程中电子受力方向与运动方向相同，故电场力做正功，根据电场力做功与电势能变化的关系知，电场力做正功，电子电势能减小，故A正确；B、由A分析知，电场力做正功，电场线方向从B向
22、A，因为沿着电场线方向电势逐渐降低，故A点电势低于B点电势，所以B正确；CD、由A分析知，电场力做正功，故CD均错误故选：AB点评：本题主要考查电场力做功与电势能变化的关系，知道电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加，掌握沿电场线方向电势的变化情况是解决问题的关键8（3分）（2013秋舒城县校级期中）一平行板电容器接在电源两端，断开电源将其拉开一段距离做功为WA，接通电源时拉开相同距离做功为WB，则（）AWA大于WBBWA小于WBCWA等于WBD无法确定考点：电势差与电场强度的关系；电容版权所有专题：电场力与电势的性质专题分析：电容器充电后，断开电源，电容器带电量不变，根据电容器的
23、决定式和电场强度与电势差的关系知断开电源后极板间电场强度不变，接通电源时两板间电势差不变，电场强度随距离的增加而减小由此开展分析即可解答：解：电容器充电后，断开电源电容器的带电量量不变，根据：可得：极板间电场强度，当极板距离变化时板间电场强度保持不变；若接通电源则电容器极板间电势差保持不变，根据E=得随极板距离的增加，板间电场强度减小由上分析知，当平行板拉开相同距离，两种情况下拉开的距离相同，而电场强度大的电场力大，由于第一种情况电场强度不变，第二种情况电场强度减小，故可知第一种情况克服电场力做功多，故A正确，BCD错误故选：A点评：本题主要考查电容器的动态分析，知道根据电容的决定式和电容器的
24、定义式得出电容器间的电场强度表达式，由此判定当电容器带电荷量不变时，板间场强不变的结论，这是解决本题的关键9（3分）（2014东城区模拟）如图所示，正电荷Q均匀分布在半径为r的金属球面上，沿x轴上各点的电场强度大小和电势分别用E和表示选取无穷远处电势为零，下列关于x轴上各点电场强度的大小E或电势随位置x的变化关系图，正确的是（）ABCD考点：电势；电势能版权所有专题：电场力与电势的性质专题分析：该题中正电荷Q均匀分布在半径为r的金属球面上，金属球是一个等势体从金属球到无穷远处的电势降低解答：解：A、B：金属球是一个等势体，等势体内部的场强处处为0，故A错误，B错误；C、D：金属球是一个等势体，
25、等势体内部的电势处处相等，故C正确，D错误故选：C点评：该题考查带正电荷的金属球周围的场强分布与电势的特点，除了上述的方法，还可以使用积分法求它的场强和电势属于简单题10（3分）（2013秋舒城县校级期中）如图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势随x变化的情况如图乙所示若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则（）A电子将沿Ox方向运动B电子的电势能将增大C此电场是匀强电场D电子运动的加速度先减小后不变考点：电场线版权所有专题：电场力与电势的性质专题分析：根据x图象的斜率大小等于电场强度，分析场强的变化，判断该电场是否是匀强电场由图看出，电势逐渐升高，可
26、判断出电场线的方向，确定电子的运动方向，并判断电子电势能的变化解答：解：A、由图可知沿0x方向电势逐渐升高，则电场线方向沿x负方向，电子所受电场力方向沿x轴正方向，故A正确；B、由静止释放后，电场力对电子做正功，电子的电势能减小故B错误；C、D、x图象的斜率大小等于电场强度，由几何知识得知，斜率先减小后增大，则电场强度先减小后增大，所受电场力先减小后增大，故该电场不是匀强电场，电子加速度先减小后增大，故CD均错误故选：A点评：本题从数学有角度理解t图象的斜率等于场强，由电势的高低判断出电场线的方向，来判断电场力方向做功情况二、填空题（本题3小题，每题4分，共12分；将正确答案填写在答题卷的相应
27、位置）11（4分）（2013秋舒城县校级期中）一带电导体如图所示已知导体表面上A点场强EA=100N/C，B点场强EB=1N/C，一点电荷（重力忽略不计）在电场力的作用下第一次由A到无限远，第二次由B到无限远两次最初的加速度之比aA：aB=100：1，若把一个电子从A处表面移动到B处表面，电场力作功为0J考点：电势差与电场强度的关系；电场强度版权所有专题：电场力与电势的性质专题分析：根据电场强度的定义式求出电场力的大小，通过牛顿第二定律求出最初的加速度之比根据带电导体是一个等势体，在等势体的表面移动电荷电场力不做功解答：解：因为F=qE，知电荷在A、B两点所受的电场力之比为F1：F2=100：
28、1，根据牛顿第二定律F=ma知，加速度之比为aA：aB=100：1在等势体的表面移动电荷电场力不做功所以若把一个电子从A处表面移动到B处表面，电场力作功为0J故答案为：100：1，0点评：解决本题的关键会通过牛顿第二定律比较加速度的关系，知道在等势体的表面移动电荷电场力不做功12（4分）（2010秋资阳期末）一个带正电的质点，电量q=2.0109C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除电场力外，其他力作的功为6.0105J，质点的动能增加了8.0105J，则a、b两点间的电势差UAB=1104V考点：电势能；电势差版权所有专题：电场力与电势的性质专题分析：质点在静电场中由A点移到B点的过程
29、中，电场力和其他外力对质点做功，引起质点动能的增加电场力做功为Wab=qUab，根据动能定理求解a、b两点间的电势差Uab解答：解：根据动能定理得 qUab+W其他=Ek看到 Uab=1104V故答案为：1104V点评：对于研究质点动能变化的问题，要首先考虑能否运用动能定理基础题，比较容易13（4分）（2013秋蓟县期中）密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性如图所示是密立根实验的原理示意图，设小油滴质量为m，调节两板间电势差为U，当小油滴悬浮在两板间电场中不动时，测出两板间距离为d可求出小油滴的电荷量q=考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系；力的合成与分解的运用版权所有
30、专题：电场力与电势的性质专题分析：小油滴悬浮在两板间电场中不动，处于静止状态即平衡态，再根据E=，即可求的小油滴的电荷量解答：解：小油滴悬浮在两板间电场中不动，处于静止状态即平衡态，mg=Eq匀强电场中内部场强，E=联立解之得：q=故答案为：点评：小油滴悬浮在两板间电场中不动是本题的题眼，利用平衡关系列方程三、计算题（共5小题，计58分，解答应写明必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）14（10分）（2013秋舒城县校级期中）正方体八个顶点上各有一电荷为q的点电荷，求它们在上面中心O形成的合场强大小和方向考点：电场强度版权所有专
31、题：电场力与电势的性质专题分析：根据对称性，正方形上表面四个电荷在中心O点产生的场强叠加后完全抵消只要研究下面四个电荷在中心O点产生的电场由于下面四个电荷的分布也有对称性，四个电荷在O点产生的电场水平抵消，合场强方向竖直向上研究其中一个处于A点的电荷在O点沿y轴方向的场强大小，则中心O形成的合场强大小是其大小的四倍解答：解：如图，由几何知识得到，AO的距离r=设A处电荷在O点产生的场强与竖直方向的夹角为，由几何知识得，cos=则A处电荷在O点产生的场强沿y轴方向的分量为E1y=E1cos，E1=k联立得到，E1y=所以中心O形成的合场强大小E=4E1y= 答：它们在上面中心O形成的合场强大小和
32、方向如图所示点评：本题是电场的叠加问题，要充分应用对称性运用几何知识处理物理问题的能力要培养，是学习物理必须具备的能力之一15（10分）（2014秋延吉市校级期末）如图所示（a），一条长为3L的绝缘丝线穿过两个质量都是m的小金属环A和B，将丝线的两端共同系于天花板上的O点，使金属环带电后，便因排斥而使丝线构成一个等边三角形，此时两环恰处于同一水平线上，若不计环与线间的摩擦，求金属环所带电量是多少？某同学在解答这道题时的过程如下：设电量为q，小环受到三个力的作用，拉力T、重力mg和库仑力F，受力分析如图b，由受力平衡知识得，看k=mgtan30，q=你认为他的解答是否正确？如果不正确，请给出你的
33、解答？考点：电势差与电场强度的关系；库仑定律版权所有专题：电场力与电势的性质专题分析：本题中要注意环是穿过丝线的，故细线张紧时两部分的张力是相同的；而上面解法中将两力看作不相等而出现错误；正确解答应采用正交分解求出库仑力解答：解：（1）解答是错误的（2）小环是穿在丝线上，作用于小环上的两个拉力大小相等，方向不同小环受四个力，如图所示竖直方向Tsin60=mg水平方向Tcos60+T=k由联立得：q=答：他的解答不正确，正确的结果是：q=点评：在解决物体问题时要注意隐含条件的应用，如本题中如果忽略两端绳子的张力相等就会出现错误的结果16（12分）（2013秋舒城县校级期中）如图所示，一个竖直放置
34、的半径为R的光滑绝缘环，置于水平方向的匀强电场中，电场强度为E，有一质量为m、电荷量为q的带正电荷的空心小球套在环上，并且Eq=mg（1）当小球由静止开始从环的顶端A下滑圆弧长到位置B时，小球的速度为多少？环对小球的压力为多大？（2）小球从环的顶端A滑至底端C的过程中，小球在何处速度最大？最大速度为多少？考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系；向心力版权所有专题：电场力与电势的性质专题分析：小球做圆周运动，先由动能定理求出小球到达C点时的速度大小，然后由牛顿第二定律列方程，求出小球受到的弹力，再由牛顿第三定律求出小球对环的压力在小球下滑到最低点C的过程中，当合力与速度垂直时，速度最大，由电场力
35、与重力的关系，确定位置，再根据动能定理求解解答：解：（1）对A到B根据动能定理得：mgR+qER=，解得：根据牛顿第二定律得：NqE=m，解得：N=5mg则环对小球的压力为5mg（2）由于小球所受的电场力与重力都是恒力，它们的合力也是恒力，小球从A处下滑时，电场力与重力的合力先与速度成锐角，作正功，动能增大，速度增大，后与速度成钝角，作负功，动能减小，速度减小，所以当合力与速度垂直时速度最大，由于qE=mg，所以速度最大的位置位于BC圆弧的中点，设为D点则从A到D过程，根据动能定理得：解得：答：（1）小球的速度为，环对小球的压力为5mg（2）小球在BC弧的中点速度最大，最大速度为点评：对于圆周
36、运动，由动能定理和牛顿第二定律研究是常见的题型，关键要分析出速度最大的位置，可与单摆类比，D点相当于单摆的最低点，常常称为物理量最低点，其特点是合力指向圆心17（12分）（2008汕头二模）两块水平金属极板A、B正对放置，每块极板长均为l、极板间距为dB板接地（电势为零）、A板电势为+U，重力加速度为g两个比荷（电荷量与质量的比值）均为的带正电质点以相同的初速沿A、B板的中心线相继射入，如图所示，第一个质点射入后恰好落在B板的中点处，接着，第二个质点射入极板间，运动一段时间t后，A板电势突然变为U并且不再改变，结果第二个质点恰好没有碰到极板求：（1）带电质点射入时的初速0（2）在A板电势改变之
37、前，第二个质点在板间运动的时间t考点：带电粒子在匀强电场中的运动；平抛运动版权所有专题：带电粒子在电场中的运动专题分析：（1）第一个质点在极板问做类平抛运动，射入电场后恰好落在B板的中点处，水平位移大小等于，竖直位移为，由牛顿第二定律求得加速度，由运动学公式分别研究水平和竖直两个方向，即可求出初速0（2）第二个质点射入极板后，在时间t内做类平抛运动，A板电势突然变为U后，质点所受电场力反向，与重力平衡，粒子做匀速直线运动，由运动学公式求解t解答：解：（1）第一个质点在极板问做类平抛运动，由牛顿第二定律得： 质点水平方向做匀速直线运动，则有 竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，则有 联立解得质
38、点的初速 （2）第二个质点射入极板后，在时间t内做类平抛运动，有 x2=0t y=at A板电势突然变为U后，质点所受电场力与重力平衡，做匀速直线运动，经过时间t恰好射出极板，则 x2=lx2=0t 由以上各式解得答：（1）带电质点射入时的初速0是（2）在A板电势改变之前，第二个质点在板间运动的时间t是（2）点评：本题带电粒子在电场中类平抛运动和匀速直线运动组合的问题，根据粒子的受力情况进行分解，运用牛顿第二定律和运动学公式结合求解是常用的思路18（14分）（2013秋舒城县校级期中）如图所示，在真空中的竖直平面内，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B，A球的电荷量为+4q，
39、B球的电荷量为2q，组成一带电系统虚线MN与PQ平行且相距3L，开始时PQ恰为杆的中垂线在MN与PQ间加竖直向上的匀强电场，恰能使带电系统静止不动现使电场强度大小变为原来的3倍（已知当地重力加速度为g），求：（1）求变化前的场强E的大小及B球刚进入电场时的速度v的大小；（2）带电系统运动的周期T考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系版权所有专题：电场力与电势的性质专题分析：（1）带电系统静止时，A所受的电场力与总重力平衡，由二力平衡得出电场强度的表达式电场强度变化后，系统向上做匀加速直线运动，电场力对A作正功，重力做负功，由动能定理求出B球刚进入电场时的速度v的大小（2）系统向上运动分为三阶段
40、：第一阶段匀加速运动：从系统开始向上运动到B球刚进入电场过程，系统做匀加速直线运动，由牛顿第二定律求出加速度，由初速度0和末速度，由速度公式求出运动的时间第二阶段匀加速运动：从B球进入电场到A刚出电场，系统做匀加速直线运动，根据动能定理求出A球出电场时的速度，由运动学公式求出此过程运动的时间；第三阶段匀减速运动：A出电场后，系统做匀减速直线运动，由牛顿定律求出加速度，由运动学公式求出此过程运动的时间，最后求出总时间根据对称性得出带电系统的周期解答：解：（1）设带电系统静止时，电场强度为E，有：2mg=4qE，解得E= 电场强度变为原来的3倍后，从开始静止到B进入电场，根据动能定理得， 联立得，
41、B球刚进入电场时的速度（2）B球进入电场前由牛顿第二定律得，3E4q2mg=2ma1由运动学公式L=得，；B球进入电场后，对AB系统，由牛顿第二定律得，F合=3E4q2mg3E2q=2ma2 解得，方向向上，可知B球进入电场后AB系统仍向上加速，直至A球离开电场，设A球离开电场时，B球的速度为v2，从B球进入电场至A球离开电场，根据动能定理得，解得从B球进入电场至A球离开电场经历的时间为t2则=从A球出电场后，由牛顿第二定律，对系统2mg+3E2q=2ma3解得，减速至零的位移 故最终速度减为零时，B球未出电场，此过程时间所以上升的时间t=，根据上下运动的对称性，可知，AB系统运动的周期为T=2t=答：（1）变化前的场强E的大小为，B球刚进入电场时的速度v的大小为；（2）带电系统运动的周期为点评：本题是电场与力学的综合题，比较复杂，关键存在分析物体系统的受力情况，来确定运动情况考查综合应用电场知识与力学知识的能力