2015年高考物理二轮复习计算题专项训练静电场.doc

计算题专项训练:静电场 1.如图所示，在同一条竖直线上，有电荷量均为Q的A、B两个正点电荷，GH是它们连线的垂直平分线另有一个带电小球C，质量为m、电荷量为＋q可视为点电荷，被长为L的绝缘轻细线悬挂于O点，现在把小球C拉起到M点，使细线水平且与 A、B处于同一竖直面内，由静止开始释放，小球C向下运动到GH线上的N点时刚好速度为零，此时细线与竖直方向的夹角θ= 30o试求： 1）在A、B所形成的电场中，M、N两点间的电势差，并指出M、N哪一点的电势高 （2）若N点与A、B两个点电荷所在位置正好形成一个边长为a的正三角形，则小球运动到N点瞬间，轻细线对小球的拉力FT（静电力常量为k） (2) 【解析】1）带电小球C在A、B形成的电场中从M点运动到N点的过程中，重力和电场力做功，但合力功为零，则θ=0 所以 即M、N两点间的电势差大小 且N点的电势高于M点的电势 （2）在N点，小球C受到重力mg、细线的拉力FT以及A和B分别对它的斥力FA和FB四个力的作用如图所示，且沿细线方向的合力为零则 又 得 19．（【2012?江苏常州水平监测】如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，D点为O点在斜面上的垂足，OM＝ON，带负电的小物体以初速度从M点沿斜面上滑， 到达N点时速度恰好为零，然后又滑回到M点，速度大小变为。若小物体电荷量保持不变，可视为点电荷。 （1）带负电的小物体从M向N运动的过程中电势能如何变化，电场力共做多少功？ （2）N点的高度h为多少？ （3）若物体第一次到达D点时速度为,求物体第二次到达D点时的速度。 19.【答案】(1)电场力做功为0 (2) (3) 【解析】1）电势能先减少后增加，由于M、N为等势点，所以带电体在两点间运动时电场力做功为0 （2） 解得： (3) 由对称性可知物体从M到D以及从N到D克服摩擦力做功相等都为Wf/2… M到D： N到D： （公式中将克服摩擦做功写成其他符号的照样得分，没有写电场力做功的不得分） 20．如下图所示，现在有一个小物块，质量为m=80g，带上正电荷q=210－4C。与水平的轨道之间的滑动摩擦系数( =0.2，在一个水平向左的匀强电场中，E=103V/m，在水平轨道的末端N处，连接一个光滑的半圆形轨道，半径为R=40cm，取g =10m/s2，求： 1）小物块恰好运动到轨道的最高点，那么小物块应该从水平哪个位置释放？ （2）如果在上小题的位置释放小物块，当它运动到P（轨道中点）点时对轨道的压力等于多少？ 20.【答案】（1）15.25m （2）3.0N 【解析】能通过轨道最高点的条件是v=2m/s 设小物块释放位置距N处为s 解得s=15.25mP点时， 解得 解得24．I7[2012·全国卷] 如图，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两极板间有一带电小球，小球用一绝缘轻线悬挂于O点．现给电容器缓慢充电，使两极板所带电荷量分别为＋Q和－Q，此时悬线与竖直方向的夹角为.再给电容器缓慢充电，直到悬线和竖直方向的夹角增加到，且小球与两极板不接触．求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量． 24．[解析] 设电容器电容为C.第一次充电后两极板之间的电压为 U＝ 两极板之间电场的场强为 E＝ 式中d为两极板间的距离． 按题意，当小球偏转角θ1＝时，小球处于平衡位置．设小球质量为m，所带电荷量为q，则有 Tcosθ1＝mg Tsinθ1＝qE④ 式中T为此时悬线的张力． 联立①②③④式得 tanθ1＝ 设第二次充电使正极板上增加的电荷量为ΔQ，此时小球偏转角θ2＝，则 tanθ2＝⑥ 联立⑤⑥式得 ＝⑦ 代入数据解得 ΔQ＝2Q⑧ 2015年高考物理一轮复习同步辅导材料 mg FA FB FT θ θ