甘肃省天水市清水六中高二物理上学期期中试题理含解析

2022-2022学年甘肃省天水市清水六中高二（上）期中物理试卷（理科）一、选择题：本题共12小题，每小题4分．在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．）1．如图所示，+Q为固定的正电荷，在它的电场中，一电荷量为+q的粒子，从a点以沿ab方向的初速度v0开始运动．若粒子只受电场力作用，则它的运动轨迹可能是图中的()A．ac曲线B．ab直线C．ae曲线D．ad曲线2．两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处，如图所示．A处电荷带正电Q1，B处电荷带负电Q2，且Q2=4Ql，另取一个可以自由移动的点电荷Q3放在AB直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则()A．Q3为负电荷，且放于A左方B．Q3为负电荷，且放于B右方C．Q3为正电荷，且放于AB之间D．Q3为正电荷，且放于B右方3．如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q的固定点电荷．已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为（k为静电力常量）()A．kB．kC．kD．k4．带电粒子以速度v0沿竖直方向垂直进入匀强电场E中，如图所示，经过一段时间后，其速度变为水平方向，大小仍为v0，则错误的有()A．带电粒子做变加速运动-18-\nB．电场力与重力大小相等C．电场力所做的功一定等于重力做的功的负值D．电势能减少量一定等于重力势能增大量5．如图所示，一电子沿等量异种点电荷的中垂直线由A→O→B匀速飞过，电子重力不计，则电子所受电场力的大小和方向变化情况是()A．先变大后变小，方向水平向左B．先变大后变小，方向水平向右C．先变小后变大，方向水平向左D．先变小后变大，方向水平向右6．在真空中有两个等量的正电荷q1和q2，分别固定于A、B两点，DC为AB连线的中垂线，先将一正电荷q3由C点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，下列结论正确的有()A．电势能逐渐减小B．电势能逐渐增大C．q3受到的电场力逐渐减小D．q3受到的电场力逐渐增大7．匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，AB的长度为1m，D为AB的中点，如图所示．已知电场线的方向平行于△ABC所在平面，A、B、C三点的电势分别为14V、6V和2V．设场强大小为E，一电量为1×10﹣6C的正电荷从D点移到C点电场力所做的功为W，则()A．W=8×10﹣6J，E＞8V/mB．W=6×10﹣6J，E＞6V/mC．W=8×10﹣6J，E≤8V/mD．W=6×10﹣6J，E≤6V/m8．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地．一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离()-18-\nA．带点油滴将沿竖直方向向上运动B．P点的电势将增大C．带电油滴的电势能将增大D．若电容器的电容减小，则极板带电量将增大9．在某静电场中的两固定点间先后移动带电量不同的点电荷，一定相同的物理量是()A．电场力的功B．电场力的功与点电荷带电量的比值C．电势能的变化量D．电势能变化量与点电荷带电量的比值10．关于电源与电动势的下列说法，正确的是()A．当外电路的电阻变化时，电源的电动势一定保持不变B．电源可以通过静电力做功，把其他形式的能转化成电势能C．电源的电动势大小与电源的体积有关D．由于电源内部具有电阻，因此电源内部也有电压11．如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的有()A．φA＞φB＞φCB．EC＞EB＞EAC．UAB＜UBCD．UAB=UBC12．图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定()A．M点的电势大于N点的电势B．M点的电势小于N点的电势C．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D．粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力-18-\n二、填空题（每空2分，共16分）13．在电场中移动某点电荷时：若电场力大小及方向保持不变，电场力大小为F，电荷的位移为s，电场力方向与位移方向的夹角为θ，则电场力的功等于__________；若点电荷的电势能增加了△Ep，则电场力的功等于__________；若点电荷的电量为q，移动路径的初末位置的电势分别为φ1和φ2，则电场力的功等于__________；若点电荷的电量为q，移动路径的初末位置的电势差为U，则电场力的功等于__________．14．平行板电容器所带的电荷量为Q=4×10﹣8C，电容器两板间的电压为U=2V，则该电容器的电容为__________；如果将其放电，使其所带电荷量为原来的一半，则两板间的电压为__________，两板间电场强度变为原来的__________倍，此时平行板电容器的电容为__________．三、分析计算题（共36分）15．一根长为l的线吊着一质量为m的带电量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中，如图所示，线与竖直方向成37°角，现突然将该电场方向变为向下且大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响，（重力加速度为g），求：（1）匀强电场的电场强度的大小；（2）求小球经过最低点时线的拉力．16．（14分）如图所示，有一正粒子，质量为m，电荷量为q，由静止开始经电势差为U1的电场加速后，进入两块板间距离为d，板间电势差为U2的平行金属板间，若质子从两板正中间垂直电场方向射入偏转电场，并且恰能从下板右边缘穿出电场．求：（1）粒子刚进入偏转电场时的速度v0；（2）粒子在偏转电场中运动的时间和金属板的长度；（3）粒子穿出偏转电场时的动能．17．（14分）如图所示，在匀强电场中，有A、B两点，它们间的距离为2cm，两点的连线与场强方向成60°角．将一个电荷量为﹣2×10﹣5C的电荷由A移到B，其电势能增加了0.1J．求：（1）在此过程中，电场力对该电荷做了多少功？（2）若B点的电势为1000V，则A点的电势φA为多大？-18-\n（3）匀强电场的场强为多大？-18-\n2022-2022学年甘肃省天水市清水六中高二（上）期中物理试卷（理科）一、选择题：本题共12小题，每小题4分．在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．）1．如图所示，+Q为固定的正电荷，在它的电场中，一电荷量为+q的粒子，从a点以沿ab方向的初速度v0开始运动．若粒子只受电场力作用，则它的运动轨迹可能是图中的()A．ac曲线B．ab直线C．ae曲线D．ad曲线【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；运动的合成和分解．【专题】带电粒子在电场中的运动专题．【分析】电荷量为+q的粒子，受到正电荷+Q的排斥力，而排斥力与粒子的初速度v0方向不在同一直线上，根据轨迹的弯曲方向来判断选择．【解答】解：A、如图，电荷量为+q的粒子进入正电荷+Q的电场，受到正电荷+Q的排斥力，而排斥力与粒子的初速度v0方向不在同一直线上，则粒子轨迹将向右弯曲，沿着ac曲线运动．故A正确．B、+q受到正电荷+Q的排斥力，与粒子的初速度v0方向不在同一直线上，粒子不可能作直线运动．故B错误．C、D，+q由于受到正电荷+Q的排斥力，两者远离，不可能靠近．故CD错误．故选A．【点评】本题考查运用力学知识分析电荷运动情况的能力，只要把电场力当作一般的力，一定能正确作答．2．两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处，如图所示．A处电荷带正电Q1，B处电荷带负电Q2，且Q2=4Ql，另取一个可以自由移动的点电荷Q3放在AB直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则()A．Q3为负电荷，且放于A左方B．Q3为负电荷，且放于B右方C．Q3为正电荷，且放于AB之间D．Q3为正电荷，且放于B右方【考点】库仑定律．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】由于Q1带正电荷，Q2带负电荷，根据同种电荷排斥，异种电荷吸引，要使整个系统处于平衡状态，对其Q3受力分析，去判断所处的位置．【解答】解：假设Q3放在Q1Q2之间，那么Q1对Q3的电场力和Q2对Q3的电场力方向相同，Q3不能处于平衡状态，所以假设不成立．设Q3所在位置与Q1的距离为r13，Q3所在位置与Q2的距离为r23，要能处于平衡状态，-18-\n所以Q1对Q3的电场力大小等于Q2对Q3的电场力大小．即：=由于Q2=4Q1，所以r23=2r13，所以Q3位于Q1的左方．根据同种电荷排斥，异种电荷吸引，可判断Q3带负电．故选A．【点评】我们可以去尝试假设Q3带正电或负电，根据平衡条件求解它应该放在什么地方，能不能使整个系统处于平衡状态，不行再继续判断．3．如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q的固定点电荷．已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为（k为静电力常量）()A．kB．kC．kD．k【考点】电场强度．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】由题意可知，半径为R均匀分布着电荷量为Q的圆盘上电荷，与在a点处有一电荷量为q（q＞0）的固定点电荷，在b点处的场强为零，说明各自电场强度大小相等，方向相反．那么在d点处场强的大小即为两者之和．因此根据点电荷的电场强度为E=k即可求解【解答】解：电荷量为q的点电荷在b处产生电场强度为E=k，而半径为R均匀分布着电荷量为Q的圆盘上电荷，与在a点处有一电荷量为q（q＞0）的固定点电荷，在b点处的场强为零，则圆盘在此处产生电场强度也为E=k．那么圆盘在此d产生电场强度则仍为E=k．而电荷量为q的点电荷在d处产生电场强度为，由于都在d处产生电场强度方向相同，即为两者大小相加．所以两者这d处产生电场强度为，故B正确，ACD错误．故选：B-18-\n【点评】考查点电荷与圆盘电荷在某处的电场强度叠加，紧扣电场强度的大小与方向关系，从而为解题奠定基础4．带电粒子以速度v0沿竖直方向垂直进入匀强电场E中，如图所示，经过一段时间后，其速度变为水平方向，大小仍为v0，则错误的有()A．带电粒子做变加速运动B．电场力与重力大小相等C．电场力所做的功一定等于重力做的功的负值D．电势能减少量一定等于重力势能增大量【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】带电粒子在重力与电场力共同作用下，从A点到B点过程中，竖直方向重力做负功，导致速度减小；水平方向电场力做正功，导致速度增大．同时根据动能定理可知，重力做功与【解答】解：B、将粒子的运动分解成水平方向与竖直方向，根据分运动的等时性，由运动学公式可知，水平方向与竖直方向加速度大小相等，合力不变，加速度不变，故A错误；C、选取A到B过程中，根据动能定理，则有：qEs﹣mgh=0，得电场力所做的功一定等于克服重力所做的功，故C正确；B、由BC选项知qES=mgh，s=h，所以重力大小与电场力大小相同，B正确；D、由C选项可知，电场力做正功，导致电势能减小，而克服重力做功，导致重力势能增加，所以电势能与机械能之和不变，即有电势能的减少一定等于机械能的增加，故D正确；因选错误的，故选：A【点评】考查运动如何分解，及分运动的等时性，并要掌握运动学公式，牛顿第二定律，动能定理，及能量守恒定律．并理解电场力做功与电抛能变化关系．5．如图所示，一电子沿等量异种点电荷的中垂直线由A→O→B匀速飞过，电子重力不计，则电子所受电场力的大小和方向变化情况是()A．先变大后变小，方向水平向左B．先变大后变小，方向水平向右C．先变小后变大，方向水平向左D．先变小后变大，方向水平向右【考点】电场强度．【专题】电场力与电势的性质专题．-18-\n【分析】电子做匀速直线运动，知受电场力和外力平衡，外力的大小与电场力的大小相等，方向相反，根据等量异种点电荷的电场线分布特点判定电场力的变化．【解答】解：根据等量异种电荷周围的电场线分布知，从A→O→B，电场强度的方向不变，水平向右，电场强度的大小先增大后减小．则电子所受电场力的大小先变大，后变小，方向水平向左．故A正确，B、C、D错误．故选：A【点评】解决本题的关键知道等量异种点电荷的电场线分布特点，并将其余电场力的公式相结合．6．在真空中有两个等量的正电荷q1和q2，分别固定于A、B两点，DC为AB连线的中垂线，先将一正电荷q3由C点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，下列结论正确的有()A．电势能逐渐减小B．电势能逐渐增大C．q3受到的电场力逐渐减小D．q3受到的电场力逐渐增大【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势能．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】由题，q1、q2是两个等量的正电荷，DC为A、B连线的中垂线，作出CD线上的电场线，根据电场线方向判断正电荷q3由C点沿CD移至无穷远的过程中，电势的变化，由电场力做功正负判断其电势能的变化．运用极限法判断场强的变化，确定电场力的变化．【解答】解：A、B，由题，q1、q2是两个等量的正电荷，作出中垂线CD上电场线如图，根据顺着电场线电势降低，可知正电荷q3由C点沿CD移至无穷远的过程中，电势不断降低，电场力做正功，其电势能不断减小．故A正确，B错误．C、D根据电场的叠加可知，C点的场强为零，而无穷远处场强也为零，所以由C点沿CD移至无穷远的过程中，场强先增大，后减小，q3受到的电场力先逐渐增大，后逐渐减小．故C、D错误．故选：A．【点评】对于等量同种和等量异种电荷电场线、等势面的分布情况要掌握，这是考试的热点．特别是抓住电荷连线的中垂线电场线与等势面的特点．-18-\n7．匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，AB的长度为1m，D为AB的中点，如图所示．已知电场线的方向平行于△ABC所在平面，A、B、C三点的电势分别为14V、6V和2V．设场强大小为E，一电量为1×10﹣6C的正电荷从D点移到C点电场力所做的功为W，则()A．W=8×10﹣6J，E＞8V/mB．W=6×10﹣6J，E＞6V/mC．W=8×10﹣6J，E≤8V/mD．W=6×10﹣6J，E≤6V/m【考点】电势能．【分析】匀强电场中两点电势差与两点沿电场方向的距离成正比，D为AB的中点，则D点的电势φD=，电荷从D点移到C点电场力所做的功为W=qUDC=q（φD﹣φC）．【解答】解：由题匀强电场中，由于D为AB的中点，则D点的电势φD==10V，电荷从D点移到C点电场力所做的功为W=qUDC=q（φD﹣φC）=1×10﹣6×（10﹣2）J=8×10﹣6J．AB的长度为1m，由于电场强度的方向并不是沿着AB方向，所以AB两点沿电场方向的距离d＜1m匀强电场中两点电势差与两点沿电场方向的距离成正比，即U=Ed所以E=＞8v/m故选：A【点评】本题考查对匀强电场中两点电势差与两点沿电场方向的距离成正比U=Ed与运用公式W=qU求解电场力做功的能力，常规题，比较简单8．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地．一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离()A．带点油滴将沿竖直方向向上运动B．P点的电势将增大C．带电油滴的电势能将增大D．若电容器的电容减小，则极板带电量将增大【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；电容器．【专题】带电粒子在电场中的运动专题．-18-\n【分析】将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，电容器两板间电压不变，根据E=分析板间场强的变化，判断电场力变化，确定油滴运动情况．由U=Ed分析P点与下极板间电势差如何变化，即能分析P点电势的变化和油滴电势能的变化．根据电容的定义式，电容器与电源保持相连，则U不变，Q与C成正比变化．【解答】解：A、将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据E=得知板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动．故A错误．B、板间场强E减小，而P点与下极板间的距离不变，则由公式U=Ed分析可知，P点与下极板间电势差将减小，而P点的电势高于下极板的电势，则知P点的电势将降低．故B错误．C、由带电油滴原来处于平衡状态可知，油滴带负电，P点的电势降低，则油滴的电势能将增加．故C正确．D、根据电容的定义式，电容器与电源保持相连，则U不变，当C减小，则Q也减小．故D错误．故选：C．【点评】本题运用E=分析板间场强的变化，判断油滴如何运动．运用推论：正电荷在电势高处电势能大，而负电荷在电势高处电势能小，来判断电势能的变化．9．在某静电场中的两固定点间先后移动带电量不同的点电荷，一定相同的物理量是()A．电场力的功B．电场力的功与点电荷带电量的比值C．电势能的变化量D．电势能变化量与点电荷带电量的比值【考点】电势差与电场强度的关系．【专题】定性思想；类比法；电场力与电势的性质专题．【分析】本题根据电场中两点间的电势差由电场本身决定，与所移动的试探电荷无关，电场力做功与试探电荷电荷量的比值即为电势差，再结合功能关系分析即可．【解答】解：A、电场力做功W=qU，两个固定点间的电势差一定，则移动电量不同的点电荷时电场力做功一定不同，故A错误．B、电场力的功与点电荷带电量的比值等于两固定间的电势差，而电势差是由电场决定的，与电荷无关，则电场力的功与点电荷带电量的比值一定相同，故B正确．C、电场力做功一定不同，则电势能的变化量一定不同，故C错误．D、电势能变化量等于电场力做功的负值，则电势能变化量与点电荷带电量的比值等于电势差的负值，一定相同．故D正确．故选：BD【点评】解决本题的关键要知道电势差由电场本身决定，而电场力做功、电势能的变化既与电场有关，也与试探电荷有关．10．关于电源与电动势的下列说法，正确的是()A．当外电路的电阻变化时，电源的电动势一定保持不变-18-\nB．电源可以通过静电力做功，把其他形式的能转化成电势能C．电源的电动势大小与电源的体积有关D．由于电源内部具有电阻，因此电源内部也有电压【考点】电源的电动势和内阻．【专题】恒定电流专题．【分析】电源没有接入外电路时两极间的电压等于电源电动势．电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，电动势与外电路无关．接在电源两极间的电压表测得的电压小于电源的电动势．【解答】解：A、电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，表征电源的特性，与外电路无关，当外电路的电阻变化时，电源的电动势一定保持不变．故A正确．B、电源通过非静电力做功，把其他形式的能转化成电势能．故B错误．C、电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，与电源的体积无关．故C错误．D、电源与用电器组成闭合回路时，电路中有一定的电流，由于电源都有一定的内电阻，所以内电路有电压．故D正确．故选：AD【点评】本题考查对电源电动势的理解，要抓住电动势的物理意义、定义和欧姆定律来强化理解．11．如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的有()A．φA＞φB＞φCB．EC＞EB＞EAC．UAB＜UBCD．UAB=UBC【考点】电场线；电势；电势能．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】电场强度的大小看电场线的疏密程度，电场线越密的地方电场强度越大，电势的高低看电场线的指向，沿着电场线电势一定降低．【解答】解：A、考查静电场中的电场线、等势面的分布知识和规律．A、B、C三点处在一根电场线上，沿着电场线的方向电势降落，故φA＞φB＞φC，故A正确；B、由电场线的密集程度可看出电场强度大小关系为EC＞EB＞EA，故B正确；C、电场线密集的地方电势降落较快，故UBC＞UAB，故C正确，D错误．故选：ABC．【点评】此类问题要在平时注重对电场线与场强、等势面与场强和电场线的关系的掌握，熟练理解常见电场线和等势面的分布规律．12．图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定()-18-\nA．M点的电势大于N点的电势B．M点的电势小于N点的电势C．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D．粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力【考点】电势；电场强度．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】根据顺着电场线方向电势降低，判断电势的高低．由电场线的疏密判断场强大小，确定电场力的大小．【解答】解：A、根据顺着电场线方向电势降低可知，M点的电势低于N点的电势．故A错误；B正确．C、根据电场线的疏密来判定电场强度的强弱，M点的电场力大于N点．故C正确，D错误．故选：BC．【点评】本题是电场中轨迹问题，关键要根据轨迹的弯曲方向判断出粒子所受的电场力方向，再抓住电场线的物理意义判断场强、电势等的大小．二、填空题（每空2分，共16分）13．在电场中移动某点电荷时：若电场力大小及方向保持不变，电场力大小为F，电荷的位移为s，电场力方向与位移方向的夹角为θ，则电场力的功等于Fscosθ；若点电荷的电势能增加了△Ep，则电场力的功等于﹣△Ep；若点电荷的电量为q，移动路径的初末位置的电势分别为φ1和φ2，则电场力的功等于q（φ1﹣φ2）；若点电荷的电量为q，移动路径的初末位置的电势差为U，则电场力的功等于qU．【考点】电势差与电场强度的关系．【专题】定性思想；类比法；电场力与电势的性质专题．【分析】根据恒力做功公式W=Fscosθ求解电场力做功．电场力做负功时电荷的电势能增加．电场力做功可由公式W=qU求解．【解答】解：电场力大小为F，电荷的位移为s，电场力方向与位移方向的夹角为θ，由于电场力是恒力，则电场力的功是W=Fscosθ；若点电荷的电势能增加了△Ep，电场力做负功，则电场力做的功等于﹣△Ep；若点电荷的电量为q，移动路径的初末位置的电势分别为φ1和φ2，则电场力的功等于W=q（φ1﹣φ2）；若点电荷的电量为q，移动路径的初末位置的电势差为U，则电场力的功等于W=qU．故答案为：Fscosθ，﹣△Ep，q（φ1﹣φ2），qU．【点评】解决本题时要抓住电场力具有力的共性，若电场力是恒力，可以根据公式W=Fscosθ求其做功．若电场力不是恒力，可以根据W=qU求电场力做功．-18-\n14．平行板电容器所带的电荷量为Q=4×10﹣8C，电容器两板间的电压为U=2V，则该电容器的电容为2×10﹣8F；如果将其放电，使其所带电荷量为原来的一半，则两板间的电压为1V，两板间电场强度变为原来的倍，此时平行板电容器的电容为2×10﹣8F．【考点】电容．【专题】电容器专题．【分析】根据电容的定义式求出电容器电容的大小，电荷量减半，电容不变，结合电容的定义式求出两板间的电压，根据E=判断电场强度的变化．【解答】解：根据C=得，电容器的电容C=．电荷量减半，电容不变，仍然为2×10﹣8F．则两板间的电压U′=．根据知，电势差减半，两板间的距离不变，则电场强度变为原来的．故答案为：2×10﹣8F、1V、、2×10﹣8F．【点评】解决本题的关键掌握电容的定义式C=，知道电容的大小与电荷量以及两板间的电压无关．三、分析计算题（共36分）15．一根长为l的线吊着一质量为m的带电量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中，如图所示，线与竖直方向成37°角，现突然将该电场方向变为向下且大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响，（重力加速度为g），求：（1）匀强电场的电场强度的大小；（2）求小球经过最低点时线的拉力．【考点】电场强度；共点力平衡的条件及其应用；牛顿第二定律；向心力．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】（1）小球静止时在竖直线的右边，根据小球静止时受平衡力，可以判断出小球的受力的方向向右，与电场线的方向相同，因此小球带正电；对小球进行受力分析，水平方向和竖直方向的受力都平衡，即可得解；-18-\n（2）水平方向不受力了，平衡破坏了，小球在竖直向下的重力和竖直向上的电场力的作用下，在绳子的约束下，在竖直平面内沿圆弧摆下，做圆周运动，或沿圆弧来回运动，根据动能定理，带电小球到最低点时重力和电场力做的功全部转化为小球的动能，此时速度最大，列式即可得解．【解答】解：：（1）小球平衡时受到绳子的拉力、重力和电场力，由平衡条件得：mgtan37°=qE解得：（2）电场方向变成向下后，重力和电场力都向下，两个力做功，小球开始摆动做圆周运动由动能定理：在最低点时绳子的拉力、重力和电场力的合力提供向心力，解得：答：（1）匀强电场的电场强度；（2）．【点评】（1）掌握力的合成和分解，运用共点力平衡的条件找出力与力的关系．（2）带电粒子在复合场中的圆周运动一般由动力学公式求解，一般的曲线运动一般由动能定理求解．16．（14分）如图所示，有一正粒子，质量为m，电荷量为q，由静止开始经电势差为U1的电场加速后，进入两块板间距离为d，板间电势差为U2的平行金属板间，若质子从两板正中间垂直电场方向射入偏转电场，并且恰能从下板右边缘穿出电场．求：（1）粒子刚进入偏转电场时的速度v0；（2）粒子在偏转电场中运动的时间和金属板的长度；（3）粒子穿出偏转电场时的动能．-18-\n【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）对直线加速过程运用动能定理直接列式求解即可；（2）在偏转电场U2中粒子做类似平抛运动，将运动沿着初速度方向和电场力方向正交分解，然后运用运动学公式列式求解；（3）对从直线加速到偏转结束的整个运动过程运用动能定理列式求解即可．【解答】解：（1）粒子在加速电场后经电场加速，根据动能定理有：可得（2）粒子在右边的偏转电场中可分解为沿板方向的匀速直线运动和垂直板方向的匀加速直线运动，所以沿板方向：x=L=v0t…①垂直板方向：y==at2…②而加速度：．a=…③由以上各式解得：L=；t=；（3）质子先在加速电场中电场力对其做正功，而后又在偏转电场中，尽管做曲线运动，但电场力对它仍然做正功，且电场力做功与路径无关．所以整个过程由动能定律得：eU1+e=Ek﹣0所以质子射出电场时的动能为：Ek=e（U1+）答：（1）粒子刚进入偏转电场时的速度v0为；（2）粒子在偏转电场中运动的时间为和金属板的长度为；-18-\n（3）粒子穿出偏转电场时的动能为e（U1+）．【点评】本题关键是分析清楚粒子的运动规律，对于类平抛运动，可以运用正交分解法分解为初速度方向的匀速直线运动和沿电场力方向的匀加速直线运动，同时结合动能定理列式求解．17．（14分）如图所示，在匀强电场中，有A、B两点，它们间的距离为2cm，两点的连线与场强方向成60°角．将一个电荷量为﹣2×10﹣5C的电荷由A移到B，其电势能增加了0.1J．求：（1）在此过程中，电场力对该电荷做了多少功？（2）若B点的电势为1000V，则A点的电势φA为多大？（3）匀强电场的场强为多大？【考点】电势；电势能．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】（1）根据电场力做功与电势能之间的关系，可以判断电场力做功的多少；（2）由电场力做功的公式W=qU，可以求得电势差．据电势差与电势的关系判断A点的电势．（3）由公式U=Ed可以求得电场的场强．其中d是两点沿电场线方向的距离．【解答】解：（1）电场力做正功多少，电势能就减小多少，克服电场力做功多少，电势能就增加多少．据题电荷的电势能增加了0.1J，则电场力对电荷就做﹣0.1J的功（2）根据功的定义式知，该电荷应为负电荷．由W=qU可得：AB间的电势差UAB==V=5000V据UAB=φA﹣φB，φB=1000V得：φA=6000V（3）A、B两点间的沿电场线方向的距离为：d=2×cos60°=1cm=1×10﹣2m，由U=Ed得：E==V/m=5×105V/m．答：（1）A、B两点的电势差UAB为5000V；（2）若B点的电势为1000V，则A点的电势φA为6000V；（3）匀强电场的场强为5.0×105V/m．【点评】解题的关键要明确在电场中计算电势差时一定要所注意带着符号来运算，计算电场强度时，两点之间的距离一定是沿电场方向的距离．-18-\n-18-