静电现象电容

静电现象 电容

1、为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线从A匀速运动到B，必须对该电荷施加一个

－7 C－4

恒力F，如图所示，若AB＝0.4 m，α＝37°，q＝－3×10，F＝1.5×10 N，A点的电势φA＝100 V．(不计负电荷受的重力)

(1)在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过A、B两点的等势线，并标明它们的电势． (2)求q在由A到B的过程中，电势能的变化量是多少？

2、 (2010北京东城区检测)如图所示，一带电荷量为＋q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止．重力加速度取g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求： (1)水平向右电场的电场强度；

(2)若将电场强度减小为原来的1/2，小物块的加速度是多大； (3)电场强度变化后小物块下滑距离L时的动能．

二、选择题

3、如图K29－6所示，平行板电容器在充电后不切断电源，此时板间有一带电尘粒恰能在电场中静止．若正对的平行板左右错开一些，则( ) A．带电尘粒将向上运动 B．带电尘粒将保持静止 C．错开过程中，通过电阻R的电流方向为B到A

D．错开过程中，通过电阻R的电流方向为A到B

4、如图所示，由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接，极板M接地。用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U。在两板相距一定距离d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中，保持电容器所带电量Q不变，下面哪些操作将使静电计指针张角变大（ ）

A．将M板向下平移 B．将M板沿水平向右方向靠近N板 C．在M、N之间插入云母板（介电常数ε>1） D．在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触

5、如图，A、B为平行板电容器的金属板，G为静电计。开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度。为了使指针张开角度增大一些，应该采取的措施是 A．断开开关S后，将A、B两极板靠近一些 B．断开开关S后，将A、B两极板分开一些 C．保持开关S闭合，将A、B两极板靠近一些 D．保持开关S闭合，将A、B两极板分开一些

6、如图所示，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片P向左移动，则 （ ）

A．电容器中的电场强度将增大 B．电容器所带的电荷量将减少 C．电容器的电容将减小 D．液滴将向下运动

7、平行板电容器的两极板A、B按于电池两极，一带正电小球悬挂在电容器内部，闭合电键，电容器充电，这时悬线偏角与竖直方向的夹角为e，如下图所示( ) A．保持K闭合，A板向B板靠近，则变大． B．保持K闭合，A板向B板靠近，则变小． C．断开K，A板向B板靠近，则增大．

D．断开K，A板向B板靠近，则不变．

2

8、如图所示，将一个半径为r的不带电的金属球放在绝缘支架上，金属球的右侧放置一个电荷量为Q的带正电的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离也为r。由于静电感应在金属球上产生感应电荷。设静电力常量为k。则关于金属球内的电场以及感应电荷的分布情况，以下说法中正确的是（ ） A．金属球内各点的场强都是零 B．感应电荷在金属球球心处激发的电场场强方向向右

C．金属球的右端带有正电荷，左端带有负电荷D．金属球右侧表面的电势高于左侧表面

9、某一静电实验装置如图所示，验电器A不带电，验电器B的上面安一个几乎封闭的金属圆筒C，并且B内的金属箔片是张开的，现手持一个带绝缘柄的金属小球D，使D接触C的内壁，再移出与A的金属小球接触，无论操作多少次，都不能使A带电，这个实验说明了（ ）

A. C是一个等势体（电势处处相等） B. C的内部是不带电的 C. C的内部电势为零 D. C的内部场强为零

10、如图所示，A为空心金属球，B为靠近A的另一个原来不带电的枕形金属壳。将另一个带正电的小球C从A球开口处放入A球，但不触及A球。则B出现的情况是( )

A．靠近A的一端带正电，远离A的另一端带负电 B．靠近A的一端带负电，远离A的另一端带正电 C．靠近A的一端带负电，远离A的另一端不带电 D．靠近A的一端带正电，远离A的另一端不带电

11、?摇如图1所示，水平放置的金属板正上方有一固定的正点电荷Q，一表面绝缘的带电的小球（可视为质点且不影响Q的电场），从左端以初速度v0滑上金属板，沿光滑的上表面向右运动到右端，在该运动过程中（ ） A.小球做匀速直线运动 B.小球做先减速，后加速运动 C.小球的电势能保持不变 D.电场力对小球所做的功为零 三、计算题

12、如图，相距为d，水平放置的两块平行金属板A、B，其电容量为C，开始时两板均不带电，A板接地且有小孔，现将带电量为q质量为m的带电液滴，一滴一滴从小孔正上方h处由静止滴下，落向B板后电荷全部传给B板。求：

（1）第几滴液滴在A、B板间，将做匀速直线运动？ （2）能够到达B板的液滴数不会超过多少滴？

13、如图所示，两平行金属板A、B间为一匀强电场，A、B相距d=6cm，C、D为电场中的两点，且C、D 相距d1＝4cm，CD连线和场强方向成60°角．已知电子

-17

从D点移到C点电场力做功为W=3.2×10J，求： （1）匀强电场的场强E；

（2）A、B两点间的电势差UAB；

（3）若A板接地，D点电势φD为多少？

，

3

参

一、综合题

1、解析 电荷由A匀速运动到B，说明电荷受到的电场力与恒力F是一对平衡力，等大反向，又因为是负电荷，所以电场力跟场强方向相反，可以判断出场强与F同向．再根据电场线与等势面垂直，画出过A、B两点的等势线．要求B点的电势和由A到B的过程中电荷电势能的变化量，就要先求出q在由A到B的过程中电场力所做

的功．

(1)电荷由A到B过程中电场力的功

WAB＝F·ABcos(180°－α)＝－4.8×10－5 J，AB两点的电势差

＝ V＝160 V φA－φB＝UAB＝160 V.

所以φB＝－60 V，电场线及过A、B两点的等势线如图所示．

－5－5

(2)W＝qUAB＝－4.8×10 J，q从A到B的过程中电势能增加了4.8×10 J

－5

答案 (1)图见解析 (2)4.8×10 J

UAB＝

2、解析 小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力，则

FNsin37°＝qE① FNcos37°＝mg②

由①、②可得E＝

(2)若电场强度减小为原来的1/2，则

E′＝

mgsin37°－qE′cos37°＝ma③

可得a＝0.3 g

(3)电场强度变化后小物块下滑距离L时，重力做正功，电场力做负功，由动能定理得：mgLsin37°－qE′

Lcos37°＝Ek－0④ 可得Ek＝0.3mgL

答案 (1)

(2)0.3g (3)0.3mgL

二、选择题

3、BD [解析] 平行板左右错开一些后，正对面积减小但板间距离不变，由于电容器与电源相连，板间电压不变，由E＝

知，场强不变，带电尘粒受力不变，因而仍将静止，选项A错误、选项B正确；两板错开时，由

4

C＝

正确．

知，电容减小，电荷量Q＝CU减小，电容器放电，电阻R中电流方向为A到B，选项C错误 、选项D

4、A5、B6、BD 7、A D8、A9、B10、B 11、A、C、D 【试题分析】

水平放置的金属板处于点电荷Q的电场中而达到静电平衡状态，是一个等势体，其表面的电场线处处与表面垂直，故带电小球（表面绝缘，电量不变）在导体表面滑动时，电场力不做功，则小球做匀速直线运动，所以A、C、D选项正确.

三、计算题 12、解：（1）设第n滴液滴在A、B间做匀速直线运动，那么B板上的电量应为（n―1）q，两板间形成的的电

22

压U=Q/C=（n―1）q/C，对带电液滴进行受力分析得：mg=Eq=qU/d=（n―1）q/Cd解得n=mgCd/q + 1。 （5分）（2）设第N+1滴在电场中速度减为零时正好能到达B板，则第N+1滴是在N滴液滴所形成的电场中运动，此时B板带电量为Nq，两板间的电压为U`=Nq/C，第N+1滴从刚开始下落到B板的过程中，利用动能定理

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mg（h+d）―qU`= 0―0 mg（h+d）―Nq/C=0 N= mgC（h+d）/q所以最多能到达B板的个数为mgC（h+d）/q+ 1滴。 （6分）

13、E＝1000N/C; Uab=60V;Ud=-20V