奉賢高中最好的高考補(bǔ)習(xí)班最后輔導(dǎo)高三物理電場(chǎng)計(jì)算-新王牌

1、惠老師高三物理電場(chǎng)計(jì)算匯編1. (2015年高考)如圖，在場(chǎng)強(qiáng)大小為E、水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一輕桿可繞固定轉(zhuǎn)軸。豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。桿的兩端分別固定兩電荷量均為 q的小球A、B, A帶正電，B帶負(fù)電；A、B兩球 到轉(zhuǎn)軸O的距離分別為21、1,所受重力大小均為電場(chǎng)力大小的 J3 倍。開始時(shí)桿與電場(chǎng)間夾角為0 ( 90y180°)。將桿從初始位置由靜止釋放，以 。點(diǎn)為重力勢(shì)能和電勢(shì)能零點(diǎn)。求:(1)初始狀態(tài)的電勢(shì)能 We；(2)桿在平衡位置時(shí)與電場(chǎng)間的夾角“；(3)桿在電勢(shì)能為零處的角速度3。11需改變兩板間電壓。 假定兩板間始終為勻強(qiáng)電場(chǎng)。求:1. (2014年高考)如圖，一對(duì)平行金

2、屬板水平 放置板間距為d,上板始終接地，長(zhǎng)度為d/2、質(zhì) 量均勻分布的絕緣桿， 上端可繞上板中央的固定 軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，下端固定一帶正電的輕 質(zhì)小球，其電荷量為 q。當(dāng)兩板間電壓為 Ui時(shí)， 桿靜止在與豎直方向 OO狹角0= 30的位置，若 兩金屬板在豎直平面內(nèi)同時(shí)繞O、O7頂時(shí)針旋轉(zhuǎn)15至圖中虛線位置時(shí)， 為使桿仍在原位置靜止(1)絕緣桿所受重力 G;(2)兩板旋轉(zhuǎn)后板間電壓 U2；(3)在求前后兩種情況中帶電小球的電勢(shì)能W1與W2時(shí)，某同學(xué)認(rèn)為由于在兩板旋轉(zhuǎn)過程中帶電小球位置未變，電場(chǎng)力不做功，因此帶電小球的電勢(shì)能不變。你若認(rèn)為該同學(xué)的結(jié)論正確，計(jì)算該電勢(shì)能，若認(rèn)為該同學(xué)的結(jié)論錯(cuò)誤，

3、說(shuō)明理由并求W1與W2。1. (2013年高考)半徑為R,均勻帶正電荷的球體在空間產(chǎn)生球?qū)ΨQ的電場(chǎng)；場(chǎng)強(qiáng)大小沿半徑分布如圖所示，圖中Eo已知，Er曲線下OR部分的面積等于R2R部分的面積。(1)寫出Er曲線下面積的單位；(2)己知帶電球在r>R處的場(chǎng)強(qiáng)E =，式中k為靜電力常量，該均勻帶電球所帶的電荷量 Q為多大？(3)求球心與球表面間的電勢(shì)差A(yù)U ;(4)質(zhì)量為m,電荷量為q的負(fù)電荷在球面處需具有多大的速度可以剛好運(yùn)動(dòng)到2R處？22. （ 2011年高考）如圖（a）,磁鐵A、B的同名磁極相對(duì)放置，置于水平氣墊導(dǎo)軌上。A固定于導(dǎo)軌左端，B的質(zhì)量m= 0.5kg,可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦滑動(dòng)。將

4、B在A附近某一位置由靜止釋放，由于能量守恒，可通過測(cè)量B在不同位置處的速度，得到 B的勢(shì)能隨位置x的變化規(guī)律，見圖（c）中曲線I。若將導(dǎo)軌右端抬高，使其與水平面成一定角度（如圖（ b）所示），則B的總勢(shì)能曲線如圖（c）中H所示，將 B在x= 20cm處由靜止釋放，求：（解答時(shí)必須寫出必要的推斷說(shuō)明。取g=9.8m/s2）（1） B在運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能最大的位置；（2）運(yùn)動(dòng)過程中B的最大速度和最大位移。（3）圖（c）中直線出為曲線n的漸近線，求導(dǎo)軌的傾角。（4）若A、B異名磁極相對(duì)放置，導(dǎo)軌的傾角不變，在圖（c）上畫出B的總勢(shì)能隨x的變化曲線。1. (9分)在帶電量為一9.0X 10-7C的場(chǎng)源電荷

5、 Q (可視為點(diǎn)電荷)產(chǎn)生的電場(chǎng)中，將一個(gè)帶電量為一2.0X10-9C的點(diǎn)電荷q放在A點(diǎn)，它受到的電場(chǎng)力的大小為3.2X 10-8N,(如圖)求：(1) A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小與方向？(2) A點(diǎn)離開場(chǎng)源電荷 Q的距離r為多少？(3)若在A點(diǎn)的右側(cè)有一點(diǎn) B, A、B兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差大小為300V,則將q從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做多少功？g A FES- O/ -©2. （ 14分）如圖所示，光滑絕緣的水平面上，相隔4L的AB兩點(diǎn)固定有兩個(gè)電量均為 Q的正點(diǎn)電荷，a,O, b是AB連線上的三點(diǎn)，且 O為中點(diǎn)，Oa=Ob=L, 一質(zhì)量為 m、電量為q的點(diǎn)電荷以初速度 vo從a 點(diǎn)出發(fā)沿A

6、B連線向B運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中電荷受到大小恒定的阻力作用，但速度為零時(shí)，阻力也為零， 當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能為初動(dòng)能的 n倍，到b點(diǎn)剛好速度為零，然后返回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，直至最后靜止。已知靜電力恒量為k,設(shè)O處電勢(shì)為零。求:(1)(2)(3)(4)a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。電荷q受到阻力的大小。a點(diǎn)的電勢(shì)。電荷q在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總路程。A a O b B'+ ；'+3. ( 14分)如圖所示，一絕緣輕質(zhì)三角框架OAB可在豎直面內(nèi)繞 O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，/ OAB為直角，OA邊長(zhǎng)1m, OB邊長(zhǎng)2m。A、B兩端分 別固定質(zhì)量為 0.4kg和1.0kg的兩個(gè)小球，其中 B球帶正電，電荷量 1 X10-6C,

7、圖中正方形虛線框內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，虛線框邊長(zhǎng)為2m,上邊界和。點(diǎn)齊平。起初，AB邊在外力作用下處于水平位置且保 持靜止。設(shè)圖中 。點(diǎn)處電勢(shì)能和重力勢(shì)能均為零。(1)若場(chǎng)強(qiáng)為2X106n/C,求圖示位置 A、B兩球的重力勢(shì)能和電勢(shì)能 之和；(2)若場(chǎng)強(qiáng)為2X106N/C,求撤去外力后桿 OA轉(zhuǎn)過30 0時(shí)A球的速度(3)撤去外力后，要使 B球不離開電場(chǎng)區(qū)域，則場(chǎng)強(qiáng)大小須滿足什么條件？4. ( 14分)有三根長(zhǎng)度皆為l = 1.00m的不可伸長(zhǎng)的絕緣輕線，其中兩根的一 端固定在天花板上的 。點(diǎn)，另一端分別拴有質(zhì)量皆為m= 1.00 M0-2kg的帶電小球A和B,它們的電量分別為+ q和一q

8、, q= 1.00 X0-7C。A、B之間用第三根 線連接起來(lái)?？臻g中存在大小為 E= 1.00 M06N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向沿水平 向右，平衡時(shí) A、B球的位置如圖所示?，F(xiàn)將 O、B之間的線燒斷，由于有空 氣阻力，A、B球最后會(huì)達(dá)到新的平衡位置。(忽略電荷間相互作用力)求：(1)在細(xì)線OB燒斷前，AB間細(xì)線中的張力大??；(2)當(dāng)細(xì)線OB燒斷后并重新達(dá)到平衡后，細(xì)線 AB中張力大??；(3)在重新達(dá)到平衡的過程中，系統(tǒng)克服空氣阻力做了多少功？5. (14分)如圖所示，一絕緣輕繩繞過無(wú)摩擦的兩輕質(zhì)小定滑輪Oi、02, 一端與質(zhì)量 m= 0.2kg的帶正電小環(huán)P連接，且小環(huán)套在絕緣的均勻光滑直桿

9、上(環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑)，已知小環(huán)P帶電q= 4X10-5C,另一端加一恒定的力 F = 4N。已知直桿下端有一固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸0,上端靠在光滑豎直墻上的 A處，其質(zhì)量M = 1kg,長(zhǎng)度L=1m,桿與水平面的夾角為 0= 53°,直桿上C點(diǎn)與定滑輪在同一高度，桿上 CO=0.8m,滑輪01在桿中點(diǎn)的正上方，整個(gè)裝置在同一豎直平面內(nèi)，處于豎直向下的大小E=5X104N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。現(xiàn)將小環(huán) P從C點(diǎn)由靜止釋放，求：(取g=10m/s2)(1)剛釋放小環(huán)時(shí)，豎直墻 A處對(duì)桿的彈力大??；(2)下滑過程中小環(huán)能達(dá)到的最大速度；(3)若僅把電場(chǎng)方向反向，其他條件都不變，則環(huán)運(yùn)動(dòng)過程中電

10、勢(shì)能變化的最大值1. (14分)如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為s,內(nèi)阻為r,滑動(dòng)變阻器總阻值為 3r,間 A . d距為d的兩平行金屬板 AB、CD豎直放置，閉合電鍵 S時(shí)，板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng).電場(chǎng)。板間有一長(zhǎng)為 L的絕緣細(xì)輕桿，能繞水平固定轉(zhuǎn)軸O在豎直面內(nèi)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，桿上端固定質(zhì)量為m、帶電量為+ q的金屬小球a,下端固定質(zhì)量為 2m、帶電量為一q的金屬小球b,已知Ob=2Oa,并且q=2mgd ,兩帶電小球可視為點(diǎn) £電荷，不影響勻強(qiáng)電場(chǎng)的分布，兩電荷間相互作用力不計(jì)，重力加速度為go現(xiàn)調(diào)節(jié)滑片P使其位于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)，閉合電鍵S,待電場(chǎng)穩(wěn)定后：(1)求兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度 E的表達(dá)式;(

11、2)將輕桿從如圖位置順時(shí)針轉(zhuǎn)過。時(shí)(9< 360。)由靜止釋放，輕桿恰能靜止，求0；(3)若將輕桿從如圖位置由靜止釋放，輕桿將繞軸 O順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，求小球 a運(yùn)動(dòng)的最大速度。2. （ 14分）兩個(gè)帶電量均為+q小球，質(zhì)量均為 m,固定在輕質(zhì)絕緣直角框架OAB （框架的直角邊長(zhǎng)均直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。（1）若施加豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)大？（2）若改變勻強(qiáng)電場(chǎng)的大小和方向?yàn)長(zhǎng)）的兩個(gè)端點(diǎn) A、B上，另一端點(diǎn)用光滑鍍鏈固定在。點(diǎn)，整個(gè)裝置可以繞垂直于紙面的水平軸在豎Ei,使框架OA邊水平、OB邊豎直并保持靜止?fàn)顟B(tài)，則電場(chǎng)強(qiáng)度Ei多（電場(chǎng)仍與框架面平行），為使框架的OA邊水平、OB邊豎直（B在O的正下方）

12、，則所需施加的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E2至少多大？方向如何？（3）若框架處在勻強(qiáng)電場(chǎng) Ei中OA邊水平、OB邊豎直并保持靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，對(duì)小球 B施加一水平向右的 恒力F ,則小球B在何處時(shí)速度最大？最大值是多少？E惠老師高三物理3. (14分)關(guān)于點(diǎn)電荷周圍電勢(shì)大小的公式為kQ/r,式中常量k>0, Q為點(diǎn)電荷所帶的電量，r為電場(chǎng)中某點(diǎn)距點(diǎn)電荷的距離。如圖所示，兩個(gè)帶電量均為+q的小球B、C,由一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)桿連接，并被一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線靜止地懸掛在固定的小球A上，C球離地的豎直高度也為 L。開始時(shí)小球A不帶電，此時(shí)細(xì)線內(nèi)的張力為 To；當(dāng)小球A帶Qi的電量時(shí)，細(xì)線內(nèi)的張力減小為Ti;當(dāng)小球A帶

13、Q2的電量時(shí)，細(xì)線內(nèi)的張力大于 To。(1)分別指出小球 A帶Qi、Q2的電荷時(shí)電量的正負(fù)；(2)求小球A分別帶Qi、Q2的電荷時(shí)，兩小球 B、C整體受到小球 A的庫(kù)侖力Fi與F2大小之比；(3)當(dāng)小球A帶Q3的電量時(shí)細(xì)線恰好斷裂，在此瞬間B、C兩帶電小球的加速度大小為 a,求Q3；(4)在小球A帶Q3 (視為已知)電量情況下，若 B球最初離A球的距離為L(zhǎng),在細(xì)線斷裂到 C球著地的 過程中，小球A的電場(chǎng)力對(duì)B、C兩小球整體做功為多少？(設(shè)B、C兩小球在運(yùn)動(dòng)過程中沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng))BI2惠老師高三物理4. (14分)如圖所示，均可視為質(zhì)點(diǎn)的三個(gè)物體A、B、C在傾角為30。光滑斜面上，A與B緊靠在一起

14、，C緊靠在固定擋板上，質(zhì)量 分別為 mA = 0.43kg, mB= 0.20kg, mc= 0.50kg ,其中 A 不帶電，B、 C的電量分別為 甲=+ 2X10-5C、qc=+ 7M0-5C且保持不變，開始時(shí) 三個(gè)物體均能保持靜止。 現(xiàn)給A施加一平行于斜面向上的力F,使A做加速度a= 2.0m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t,力F變?yōu)楹懔Α?已知靜電力常量 k=9M09N - m2/C2, g=10m/s2。求：(1)開始時(shí)BC間的距離L;(2) F從變力到恒力需要的時(shí)間t;(3)在時(shí)間t內(nèi)，力F做功Wf = 2.31J,求系統(tǒng)電勢(shì)能的變化量AEpo14+ + + + + + + +

15、+T-X0B F5. ( 14分)如圖所示，在光滑絕緣水平面上，質(zhì)量為m的均勻絕緣棒 AB長(zhǎng)為L(zhǎng)、帶有正電，電量為 Q 且均勻分布。在水平面上 O點(diǎn)右側(cè)有勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng) 大小為 巳 其方向?yàn)樗较蜃?，BO距離為xo,若棒在 水平向右的大小為 QE/4的恒力作用下由靜止開始運(yùn) 動(dòng)。求：(1)棒的B端進(jìn)入電場(chǎng)L/8時(shí)的加速度大小和方向；(2)棒在運(yùn)動(dòng)過程中的最大動(dòng)能。(3)棒的最大電勢(shì)能。(設(shè)。點(diǎn)處電勢(shì)為零)惠老師高三物理6. （ 14分）如圖所示，虛線左側(cè)存在非勻強(qiáng)電場(chǎng)，MO是電場(chǎng)中的某條電場(chǎng)線，方向水平向右，長(zhǎng)直光滑絕緣細(xì)桿CD沿該電場(chǎng)線放置。質(zhì)量為 mi、電量為+qi的A球和質(zhì)量為m2、電量

16、為+q2的B球穿過細(xì)桿（均可視為點(diǎn)電荷）。當(dāng)t=0時(shí)A在O點(diǎn)獲得向左的初速度 vo,同時(shí)B在O點(diǎn)右側(cè)某處獲得向左的初速度vi,且vi>vo。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在B向。點(diǎn)靠近過程中，A始終向左做勻速運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)t=to時(shí)B到達(dá)。點(diǎn)（未進(jìn)入非勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域），A運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)（圖中未畫出），此時(shí)兩球間距離最小。靜電力常量為ko（1）求0to時(shí)間內(nèi)A對(duì)B球做的功；（2）求桿所在直線上場(chǎng)強(qiáng)的最大值；（3）某同學(xué)計(jì)算出0to時(shí)間內(nèi)A對(duì)B球做的功 Wi后，用下列方法計(jì)算非勻強(qiáng)電場(chǎng)PO兩點(diǎn)間電勢(shì)差：設(shè)0to時(shí)間內(nèi)B對(duì)A球做的功為 W2,非勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì) A球做的功為 W3,根據(jù)動(dòng)能定理W2+W3= 0又因?yàn)閃2=-Wi非

17、勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)：PO兩點(diǎn)間電勢(shì)差UW3四域上0.；A，Lbqi qiM COD請(qǐng)分析上述解法是否正確，并說(shuō)明理由。i5惠老師高三物理1. ( 13分)根據(jù)電磁學(xué)有關(guān)知識(shí)，在某一空間放一電荷量為Q的點(diǎn)電荷，設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則距離點(diǎn)電荷為r的某點(diǎn)的電勢(shì)公式為kQ',其中k為靜電力常量。(1)如圖甲所示，在圓心處有一電荷量為+Q的點(diǎn)電荷，其等勢(shì)面上 a、b、c三點(diǎn)所在的圓半徑分別為ra、rb和rc。試用題中公式證明：r越大，點(diǎn)電荷的等勢(shì)面越稀，即rcrb>rbra。(2)如圖乙中虛線所示是電荷量分別為+Q和一Q的等勢(shì)面，試用題中公式證明：中垂線上任意一點(diǎn)的電勢(shì)為零。(3)若將兩個(gè)點(diǎn)電荷

18、構(gòu)成如圖丙所示的電偶極子模型(指電荷量為q、相距為l的一對(duì)正負(fù)點(diǎn)電荷組成的電結(jié)構(gòu))，點(diǎn)電荷q0沿以電偶極子為中心、半徑為 R的半圓弧從 A移動(dòng)到B,試求q0受到的電場(chǎng)力所做的 功為多大？191. ( 12分)如圖所示，在光滑絕緣水平面上，用長(zhǎng)為 2L的絕緣輕桿連接 兩個(gè)質(zhì)量均為 m的帶電小球 A和B。A球的帶電量為+ 2q, B球的帶電量 為3q,兩球組成一帶電系統(tǒng)。虛線 MN與PQ平行且相距3L,開始時(shí)A 和B分別靜止于虛線 MN的兩側(cè)，虛線 MN恰為AB兩球連線的垂直平分 線。若視小球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)，不計(jì)輕桿的質(zhì)量，在虛線 MN、PQ間加上水平向右 的電場(chǎng)強(qiáng)度為 E的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，系統(tǒng)開始運(yùn)動(dòng)。試求：(1) B球剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，帶電系統(tǒng)的速度大??；(2)帶電系統(tǒng)向右運(yùn)動(dòng)的最大距離和此過程中B球電勢(shì)能的變化量;(3) A球從開始運(yùn)動(dòng)至剛離開電場(chǎng)所用的時(shí)間。1. （ 14分）在光滑水平面上固定一個(gè)豎直圓筒S,圓筒內(nèi)壁光滑（右圖所示為俯視圖），半徑為1m。圓筒圓心O