高中物理必修三第十章《静电场中的能量》测试(包含答案解析)

一、选择题
1．如图，将带负电的试探电荷沿着等量异种点电荷的中垂线从A 点移动到B 点，再沿连线从B 点移动到C 点。

在此全过程中，下列说法正确的是（ ）
A ．电场先不变后变大
B ．电势先变小后变大
C ．电势能先不变后变小
D ．所受的静电力先变大后变小
2．如图所示为某一点电荷产生的电场中的7条电场线，电场线的分布关于y 轴对称，O 是坐标原点，M 、N 、P 、Q 是以O 为圆心的，一个圆周上的4个点，其中M 、N 两点在y 轴上，Q 点在x 轴上，P 点在第5条电场线上，则下列说法正确的是（ ）
A ．M 点的电势和P 点的电势相等
B ．将一正点电荷由M 点移到P 点，电势能减小
C ．将一负点电荷由N 点分别移到Q 点和P 点，电场力做功NQ NP W W
D ．Q 点的电场强度小于M 点的电场强度
3．如图的电路中C 是平行板电容器，将S 先闭合后断开，然后将平行板的板间距拉大一点，下列说法正确的是（ ）
A ．平行板电容器两板间的的电场强度变小
B．平行扳电容器两板的电势差增大
C．平行板电容器两板的电势差不变
D．平行板电容器两板的电势差变小
4．在平行板电容器A、B两板上加上如图所示的交变电压，开始B板的电势比A板高，这时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动，设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下述说法正确的是（不计电子重力）（）
A．电子一直向A板运动
B．电子一直向B板运动
C．电子先向A板运动，然后向B板运动，再返回A板做周期性来回运动
D．电子先向B板运动，然后向A板运动，再返回B板做周期性来回运动
5．A、B在两个等量异种点电荷连线的中垂线上，且到连线上中点O的距离相等，如图所示，则（）
A．A、B连线上的任意两点的电势差为零
B．同一电荷在A的电势能比B点的电势能大
C．把正电荷从A点沿直线移动到B点，电场力先减小后增大
D．A、B两点的电场强度不相同
6．如图所示，用绝缘细线拴一带负电小球，在竖直平面内做圆周运动，匀强电场方向竖直向下，则（）
A．当小球运动到最高点a时，线的张力一定最小
B．当小球运动到最低点b时，小球的速度一定最大
C．当小球运动到最高点a时，小球的电势能最大
D．小球在运动过程中机械能不守恒
7．两个等量的固定正点电荷连线上有四个点o、a、b、c，其o是点电荷连线的中点，a、b到左点电荷等距（b点在外侧），a、o距离大于o、c，以下说法正确的是（）
A．a、b两点的电场强度相同
B．a、b两点的电势相同
C．四点中电场强度最大是b点
D．四点中电势最高是b点
8．如图所示，已知A、B、C、D、E、F、G、H是正八边形的8个顶点，O为正八边形的中心，M、N分别为OG和OC的中点，P、Q分别为OA和OE的中点．在M、N两点放置等量异种点电荷，则下列各点中电势和电场强度均相同的是（）
A．B点和D点B．P点和Q点C．D点和F点D．C点和G点
9．如图所示，P和Q为两平行金属板，板间有一定电压，在P板附近有一电子（不计重力）由静止开始向Q板运动，下列说法正确的是（）
A．两板间距离越大，加速时间越短
B．两板间距离越小，电子的加速度就越小
C．电子到达Q板时的速率，与加速电压无关，仅与两板间距离有关
D．电子到达Q板时的速率，与两板间距离无关，仅与板间电压有关
10．如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷，将质量为m，带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B 时，对管壁恰好无压力，则固定于圆心处的点电荷在AB弧中点处的电场强度大小为
（）
A．3mg
q
B．
mg
q
C．
2mg
q
D．
4mg
q
11．如图所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、R 、Q 是这条轨迹上的三点，由此可知（ ）
A ．带电粒子在P 点时的电势能比在Q 点时的电势能大
B ．带电粒子在P 点时的速度大小大于在Q 时的速度大小
C ．带电粒子在P 点时的加速度大小小于在Q 点时的加速度大小
D ．带电粒子在R 点时的动能与电势能之和比在Q 点时的小，比在P 点时的大
12．在静电场中，将一电子由a 点移到b 点，电场力做功5eV ，则下列结论错误的是（ ）
A ．电场强度的方向可能是由b 到a
B ．a 、b 两点间的电压是5V
C ．电子的电势能减少了5eV
D ．a 点的电势为-5V
13．在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。

由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止。

在物块的运动过程中，下列表述正确的是（ ）
A ．两个物块的动能守恒
B ．两个物块组成的系统机械能守恒
C ．两个物块的电势能逐渐减少
D ．全过程物块受到的摩擦力小于或等于其受到的库仑力
14．如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d ，电荷量分别为＋Q 和-Q 。

在它们的水平中垂线上固定一根长为L 、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为＋q 的小球以初速度v 0从管口射入，则小球（ ）
A ．速度先增大后减小
B ．受到的库仑力先做负功后做正功
C ．受到的库仑力最大值为2
8kQq d
D ．管壁对小球的弹力最大值为24kQq d 15．如图，电荷量为q （q >0）的点电荷固定在P 点，M 、N 是电场中的两点，且P M>PN 、P M ⊥PN ，下列说法正确的是（ ）
A ．沿MN 直线从M 点到N 点，电场强度的大小逐渐减小
B ．沿MN 直线从M 点到N 点，电势逐渐升高
C ．将正电荷从M 点移动到N 点，静电力先做负功后做正功
D ．正电荷在M 点的电势能比其在N 点的电势能大
二、填空题
16．有一充电的平行板电容器，两板间电压为3V ，现使它的电荷量减少3×10-4C ，于是电容器两极板间电压降为原来的
13
，此电容器的电容是______F μ，电容器原来的带电荷量是______C ，若电容器极板上的电荷全部放掉，电容器的电容是______F μ。

17．平行板电容器的电容由______、______、______等自身构造决定。

18．如图所示，水平平行线代表电场线，但未指明方向，带电量为10-8C 的正电微粒，在电场中只受电场力的作用，由A 运动到B ，动能损失4210J -⨯，A 点的电势为3210V ，则微粒运动轨迹是虚线______（填“1”或“2”），B 点的电势为______V 。

19．用如图的电路观察电容器的充、放电现象，图中电容器不带电，将S 掷于a 位置，则通过灵敏电流表的电流方向______（填“向左”或“向右”），电容器上极板将带______（填“正”或“负”）电荷，这一过程称为电容器的______（填“充电”或“放电”），然后将S 掷于b 位置，此时通过灵敏电流表的电流方向______（填“向左”或“向右”），电容器的上极板带______（填“正”或“负”）电荷，且电荷量在______（填“增大” “减小”或“不变”）。

20．已充电的平行板电容器与静电计连接如图所示，电容器极板上的电荷量不变，当板间距离增大时（如图①），静电计指针的偏角将______，板间电势差将______，电容器的电容将______，说明电容器的电容跟板间距离成______；当正对面积减小时（如图②），静电计的偏角将______，板间电势差将______，电容将______，说明电容器的电容跟正对面
积成______；当两板间插入电介质时（如图③），静电计的偏角将______，板间电势差将______，电容将______，说明电容器的电容跟两板间的电介质有关。

（答案填“增大”、“减小”或“不变”）
21．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1 m，D为AB的中点，如图。

已知电场线的方向平行于ΔABC所在平面，A、B、C三点的电势分别为14 V、6 V和2 V。

设场强大小为E，一电量为1×10－6 C的正电荷从D点移到C点电场力所做的功为 _______J。

22．一个已充电的电容器，若使它的电荷量减少3×10－4 C，则其电压减小为原来的1
3
，则
电容器原来的带电荷量为_____________C。

23．如图所示，在点电荷Q形成的电场中有A、B、C三点，若Q为负电荷，则________点电势最低，将正电荷放在______点时电势能最小，将负电荷放在_____点时电势能最大。

24．将两个质量均为m，带电量分别为+q、-q的小球A、B用两段长度均为L的绝缘细线相连，并悬挂于O点，如图（a）所示。

在两球所在区域加一水平向左的匀强电场，每个
小球所受的电场力大小为其重力的3
4
倍，整个装置再次平衡时，状态如图（b）所示。

则
此时OA线的拉力大小为____________；AB线偏离竖直方向的角度为_____________，整个过程中小球B的电势能减少了_____。

25．如图所示，a、b、c是氢原子的核外电子绕核运动的三个可能轨道，取无穷远电子的电势能为零，电子在a、b、c三个轨道时对应的电势能分别为－13.6 eV，－3.4 eV，－1.51 eV，由于某种因素（如加热或光照）的影响，电子会沿椭圆轨道跃迁到离核更远的轨道上运动，则：
（1）φa＝________V，φb＝________V，φc＝________V．
（2）U ab＝________V，U bc＝________V．
26．如图所示的电子元件名称叫_________，它的两个重要参数的意义分别是：
__________，__________．
三、解答题
27．如图所示，在正的点电荷Q的电场中有a、b两点，它们到点电荷Q的距离r1＜r2。

（1）a、b两点哪点电势高?
（2）若a、b两点问的电势差为100V，将电量为-3.2×10-19C点电荷由a点移到b点时，电场力对电荷做功还是电荷克服电场力做功?做功多少?
28．如图所示，AB是绝缘光滑水平面，BD段为半径R=0.2m的绝缘粗糙半圆轨道，两段轨
道相切于B 点，轨道处于竖直向下的匀强电场中，场强大小E =5.0×103V/m 。

可视为质点的小球质量为m =1.0×10-2kg ，所带电荷量q =+2.0×10-5C ，以v 0=6.0m/s 的速度从A 点沿水平轨道向右运动，进入半圆轨道后，恰能通过最高点D 。

g 取10m/s 2求：
(1)在半圆轨道上摩擦力对小球所做的功；
(2)带电小球在D 点飞出后，首次在水平轨道上的落点与B 点的距离。

29．如图1所示，光滑绝缘斜面的倾角θ=30°，整个空间处在电场中，取沿斜面向上的电场的正方向，电场随时间的变化规律如图2所示。

一个质量m =0.2kg ，电量5
110C q -=⨯的带正电的滑块玻挡板P 挡住，在t =0时刻，撒去挡板P 。

重力加速度g =10m/s 2，求：
(1)0~4s 内滑块的最大速度为多少？
(2)0~4s 内滑块沿斜面上升的位移为多少？
(3)0~4s 内电场力做了多少功？
30．一束电子流经U ＝4000V 的加速电压加速后，在与两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距d ＝1.0cm ，板长l ＝4cm ，那么，要使电子能从平行极板间的边缘飞出，则两个极板上最多能加多大电压？。