人教版高中物理选修3-1《静电场》综合评估.doc

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人教版高中物理选修3-1--第一章：静电场--经典题目检测(含答案)

第一章：静电场经典题目检测(90分钟共100分)一、选择题(共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有的小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．如图所示，上端固定在天花板上的绝缘轻绳连接带电小球a，带电小球b固定在绝缘水平面上，可能让轻绳伸直且a球保持静止状态的情景是( )2．如图所示，实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图中的虚线所示(a、b只受电场力作用)，则( )A．a一定带正电，b一定带负电B．电场力对a做正功，对b做负功~C．a的速度将减小，b的速度将增大D．a的加速度将减小，b的加速度将增大3．如图，在场强为E的匀强电场中有一个质量为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上，当小球静止时，细线与竖直方向成30°角，已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电量应为( )A．mgEB．3mgEC．2mgED．mg2E4．一带电粒子从某点电荷电场中的A点运动到B点，径迹如图中虚线所示，不计粒子所受重力，则下列说法正确的是( )A．该电场是某正点电荷电场B．粒子的速度逐渐增大;C．粒子的加速度逐渐增大D．粒子的电势能逐渐增大5．位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则( )A．a点和b点的电场强度相同B．正电荷从c点移到d点，电场力做正功C．负电荷从a点移到c点，电场力做正功D．正电荷从e点沿图中虚线移到f点电势能不变6．在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b，不计空气阻力，则( )（A．小球带负电B．电场力跟重力平衡C．小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减小D．小球在运动过程中机械能守恒7．如图所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A′、B′、C′、D′作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直，下列说法正确的是( )A．AD两点间电势差U AD与AA′两点间电势差U AA′相等B．带正电的粒子从A点沿路径A―→D―→D′移到D′点，电场力做正功—C．带负电的粒子从A点沿路径A―→D―→D′移到D′点，电势能减小D．带电粒子从A点移到C′点，沿对角线A―→C′与沿路径A―→B―→B′―→C′电场力做功相同8. 一个电子以速度8×106m/s从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和电子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行。

高中物理选修3-1 阶段验收评估(一) 静电场

阶段验收评估（一）静电场(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，第1～5小题只有一个选项符合题意，第6～8小题有多个选项符合题意；全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。

把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开，()A．此时A带正电，B带负电B．此时A电势低，B电势高C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合解析：选C带电体C靠近导体A、B时，A、B发生静电感应现象，使A端带负电，B端带正电，但A、B是一个等势体，选项A、B错误；移去带电体C后，A、B两端电荷中和，其下部的金属箔都闭合，选项C正确；若先将A、B分开，再移去带电体C，A、B 上的电荷不能中和，其下部的金属箔仍张开，选项D错误。

2.两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受静电力作用，则粒子在电场中()A．做直线运动，电势能先变小后变大B．做直线运动，电势能先变大后变小C．做曲线运动，电势能先变小后变大D．做曲线运动，电势能先变大后变小解析：选C由题图等势面可知两固定的等量异号点电荷的电场分布如图所示。

带负电的粒子在等量异号点电荷所产生电场中的偏转运动轨迹如图所示，则粒子在电场中做曲线运动。

电场力对带负电的粒子先做正功后做负功，电势能先变小后变大，故C正确。

3.Q 1、Q 2为两个带电质点，带正电的检验电荷q 沿中垂线向上移动时，q 在各点所受Q 1、Q 2作用力的合力大小和方向如图中细线所示(力的方向都是向左侧)，由此可以判断( )A ．Q 2可能带负电荷B ．Q 1、Q 2可能为等量异种电荷C ．Q 2电荷量一定大于Q 1的电荷量D ．中垂线上的各点电势相等解析：选C 由图可知带正电的检验电荷受到两个电荷的库仑力的合力方向为左上方或左下方，所以Q 2一定带正电荷，Q 1可能带正电荷也可能带负电荷，且Q 2>Q 1，选项A 、B 、D 错，C 正确。

高中物理选修3-1-静电场-测试题-单元测试及答案

静电场单元测试一、选择题1．如图所示，a 、b 、c 为电场中同一条电场线上的三点，c 为ab 的中点，a 、b 点的电势分别为φa ＝5 V ，φb ＝3 V ，下列叙述正确的是( ) A ．该电场在c 点处的电势一定为4 V B ．a 点处的场强一定大于b 处的场强C ．一正电荷从c 点运动到b 点电势能一定减少D ．一正电荷运动到c 点时受到的静电力由c 指向a 2．如图所示，一个电子以100 eV 的初动能从A 点垂直电场线方向飞入匀强电场，在B 点离开电场时，其速度方向与电场线成150°角，则A 与B 两点间的电势差为( )A ．300 VB ．－300 VC ．－100 VD ．－1003V3．如图所示，在电场中，将一个负电荷从C 点分别沿直线移到A 点和B 点，克服静电力做功相同．该电场可能是( ) A ．沿y 轴正向的匀强电场 B ．沿x 轴正向的匀强电场C ．第Ⅰ象限内的正点电荷产生的电场D ．第Ⅳ象限内的正点电荷产生的电场4．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，小球的电势能最小D ．小球在运动过程中机械能不守恒5．在静电场中a 、b 、c 、d 四点分别放一检验电荷，其电量可变，但很小，结果测出检验电荷所受电场力与电荷电量的关系如图所示，由图线可知 ( )A ．a 、b 、c 、d 四点不可能在同一电场线上B ．四点场强关系是E c ＝E a >E b >E dC ．四点场强方向可能不相同D ．以上答案都不对6．如图所示，在水平放置的光滑接地金属板中点的正上方，有带正电的点电荷Q ，一表面绝缘带正电的金属球(可视为质点，且不影响原电场)自左以速度v 0开始在金属板上向右运动，在运动过程中 ( ) A ．小球做先减速后加速运动 B ．小球做匀速直线运动 C ．小球受的电场力不做功D ．电场力对小球先做正功后做负功7．如图所示，一个带正电的粒子以一定的初速度垂直进入水平方向的匀强电场．若不计重力，图中的四个图线中能描述粒子在电场中的运动轨迹的是( )8．图中虚线是用实验方法描绘出的某一静电场中的一簇等势线，若不计重力的带电粒子从a点射入电场后恰能沿图中的实线运动，b点是其运动轨迹上的另一点，则下述判断正确的是( )A．b点的电势一定高于a点B．a点的场强一定大于b点C．带电粒子一定带正电D．带电粒子在b点的速率一定小于在a点的速率9．如图所示，在粗糙水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速度释放一带有恒定电量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中() A．小物块所受电场力逐渐减小B．小物块具有的电势能逐渐减小C．M点的电势一定高于N点的电势D．小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功10．如图所示，A，B两个带有异种电荷的小球分别被两根绝缘细线系在木盒内，且在同一竖直线上，静止时木盒对地面的压力为F N，细线对B的拉力为F.若将系B的细线断开，下列说法中正确的是( )A．刚断开时木盒对地的压力等于F NB．刚断开时木盒对地的压力等于F N＋FC．刚断开时木盒对地的压力等于F N－FD．在B向上运动的过程中，木盒对地的压力逐渐变大11．有一匀强电场，其场强为E，方向水平向右，把一个半径为r的光滑绝缘环，竖直放置于场中，环面平行于电场线，环的顶点A穿有一个质量为m，电量为q(q>0)的空心小球，如图所示，当小球由静止开始从A点下滑1/4圆周到B点时，小球对环的压力大小为：( )A.2mgB.qE．C.2mg+qED.2mg+3qE12．如图所示，一金属球原来不带电．现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，金属球感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为E a、E b、E c，三者相比，则：( )A.E a最大B.E b最大C.E c最大D.E a=E b=E c二、填空题13．带正电1.0×10－3 C 的粒子，不计重力，在电场中先后经过A 、B 两点，飞经A 点时动能为10 J ，飞经B 点时动能为4 J ，则带电粒子从A 点到B 点过程中电势能增加了______，A 、B 两点电势差为____．14．在两块平行竖直放置的带等量异种电荷的金属板M 、N 间的匀强电场中有A 、B 两点，AB 连线与水平方向成30°角，AB 长为0.2cm ，如图所示．现有一带电量为4×10－8C 的负电荷从A 沿直线移到B 点，电场力做正功2.4×10－6J ，则A 、B 两点间的电势差大小为________，________点电势高．若此电荷q 沿任意路径从B 到A 点，电荷电势能变化情况是________，此匀强电场的场强大小为________，若两金属板相距0.3cm ，则两板电势差为________．15．如图，带电量为＋q 的点电荷与均匀带电薄板相距为2d ，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心．若图中a 点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b 点处产生的电场强度大小为________，方向________．(静电力恒量为k)16．如图所示，质量相等的三个小球A 、B 、C ，放在光滑的绝缘水平面上，若将A 、B 两球固定，释放C 球，C 球的加速度为1m/s 2，方向水平向左．若将B 、C 球固定，释放A 球，A 球的加速度为2m/s 2，方向水平向左．现将A 、C 两球固定，释放B 球，则B 球加速度大小为________m/s 2，方向为________．三、计算题17．如图所示，用长L 的绝缘细线拴住一个质量为m ，带电荷量为q 的小球，线的另一端拴在水平向右的匀强电场中，开始时把小球、线拉到和O 在同一水平面上的A 点(线拉直)，让小球由静止开始释放，当摆线摆到与水平线成60°角到达B 点时，球的速度正好为零．求： (1)B 、A 两点的电势差； (2)匀强电场的场强大小．18．如图所示，竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R ，下端与光滑绝缘水平面平滑连接，整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E 中．一质量为m 、带电荷量为＋q 的物块(可视为质点)，从水平面上的A 点以初速度v 0水平向左运动，沿半圆形轨道恰好通过最高点C ，场强大小为E(E 小于mgq)．(1)试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功．(2)证明物块离开轨道落回水平面过程的水平距离与场强大小E 无关，且为一常量．19．一质量为m 、电荷量为+q 的小球，从O 点以和水平方向成α角的初速度v 0抛出，当达到最高点A 时，恰进入一匀强电场中，如图．经过一段时间后，小球从A 点沿水平直线运动到与A 相距为S 的A′点后又折返回到A 点，紧接着沿原来斜上抛运动的轨迹逆方向运动又落回原抛出点．求(1)该匀强电场的场强E 的大小和方向；(即求出图中的θ角，并在图中标明E 的方向) (2)从O 点抛出又落回O 点所需的时间．1．C [该电场不一定是匀强电场，φc 不一定等于φa ＋φb2＝4 V ，故A 、B 错误；由φa ＞φb知，电场线由a 指向b ，正电荷在c 点的受力也应由c 指向b ，选项D 错误；由E p ＝qφ知选项C 正确．]2．B [电子做类平抛运动，在B 点，由速度分解可知v B ＝v Acos 60°＝2v A ，所以E k B ＝4E k A ＝400 eV ，由动能定理得U AB (－e )＝E k B －E k A ，所以U AB ＝－300 V ，B 对．]3．AD [由题意知φA ＝φB ，A 、B 应处在同一等势面上，又W CA ＝qU CA ＜0，q ＜0，故U CA ＞0，即φC ＞φA ，符合条件的可能是选项A 、D.]4．CD [qE ＝mg ，小球将做匀速圆周运动，球在各处对细线的拉力一样大；若qE ＜mg ，球在a 处速度最小，对细线的拉力最小；若qE ＞mg ，球在a 处速度最大，对细线的拉力最大，故A 、B 错；a 点电势最高，负电荷在电势最高处电势能最小，故C 正确；小球在运动过程中除重力外，还有静电力做功，机械能不守恒，D 正确．]5.B 解析：场强与检验电荷电量的大小无关．6. BC 解析：金属板在点电荷的电场中达到静电平衡状态后，其表面是一个等势面，根据电场线与等势面垂直，则带电小球沿金属板表面移动时所受电场力的方向竖直向下，所以带电小球所受的重力、支持力和电场力均在竖直方向上，合力为零．故带电小球做匀速直线运动，∴B 正确；又由于电场力与表面垂直，对小球不做功，故C 正确，D 错误．7. 答案：C8.答案：BD解析：由等势线的分布画出电场线的分布如图所示，可知a 点的场强大，B 正确，根据轨迹可判断电场力指向左方，电场力做负功，a 点速率大于b 点速率，D 正确．但不知粒子电性，也无法判断场强的具体方向，故无法确定a 、b 两点电势的高低，A 、C 错误．9.答案：ABD解析：电场力做正功，摩擦力做负功，大小相等(始末速度为零)． 10.答案：BD解析：刚断开时，A ，B 间的库仑力不变．未断开时，对A ，B 和木盒整体进行受力分析，有： F N ＝G 木＋G A ＋G B ，对于B ，F 库＝GB ＋F.断开时，对A 与木箱整体进行受力分析，有： F N′＝G 木＋G A ＋F 库，因为F 库不变．所以B 正确，在B 向上运动过程中F 库变大，所以D 正确． 11.D 12.C13．6 J －6 000 V14.答案：60V ，B ，增加，23×104V/m ,603V 15.答案：2dkq，水平向左(或垂直薄板向左) 16.解析：把A 、B 、C 球作为一个系统，三个小球之间的相互作用力为系统内力．根据牛顿第三定律，每两个小球之间存在一对作用力和反作用力，其大小相等、方向相反．这样系统的内力之和为零．系统的外力之和也为零设三个小球所受的合外力分别为F 1、F 2、F 3，则 F 1＝ma 1 F 2＝ma 2 F 3＝ma 3F 1＋F 2＋F 3＝m(a 1＋a 2＋a 3)＝0设向右为正 a 2＝－a 1－a 3＝1＋2＝3(m/s 2)B 球的加速度大小为3m/s 2，方向向右．17．(1)3mgL 2q (2)3mgq解析 (1)由动能定理得： mgL sin 60°－qU BA ＝0所以U BA ＝3mgL2q(2)U BA ＝EL (1－cos 60°)得：E ＝ 3mgq. 18.答案：(1)Wf ＝12mv20＋52(Eq －mg)R (2)s ＝2R解析：(1)物块恰能通过圆弧最高点C 时，圆弧轨道与物块间无弹力作用，物块受到的重力和电场力提供向心力mg －Eq ＝m v2CR ①物块在由A 运动到C 的过程中，设物块克服摩擦力做的功为Wf ，根据动能定理有 Eq·2R －Wf －mg·2R ＝12mv2C －12mv20② 由①②式解得Wf ＝12mv20＋52(Eq －mg)R ③(2)物块离开半圆形轨道后做类平抛运动，设水平位移为s ，则水平方向有s ＝vCt ④ 竖直方向有2R ＝12(g －Eqm )·t2⑤由①④⑤式联立解得s ＝2R ⑥因此，物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E 无关，大小为2R.19.解析：(1)斜上抛至最高点A 时的速度vA ＝v0cosα① 水平向右由于AA ′段沿水平方向直线运动，所以带电小球所受的电场力与重力的合力应为一水平向左的恒力：F ＝mgtanθ＝qEcosθ，②带电小球从A 运动到A ′过程中作匀减速运动有(v0cosα)2＝2qEcosθs/m ③ 由以上三式得： E ＝mv40cos4α＋4g2s22qsθ＝arctan 2gsv20cos2α 方向斜向上(2)小球沿AA ′做匀减速直线运动，于A ′点折返做匀加速运动所需时间t ＝2v0sinαg ＋4s v0cosα。

人教版高中物理选修3-1 第一章：静电场经典题目检测(含答案)

第一章：静电场经典题目检测(90分钟共100分)一、选择题(共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有的小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．如图所示，上端固定在天花板上的绝缘轻绳连接带电小球a ，带电小球b 固定在绝缘水平面上，可能让轻绳伸直且a 球保持静止状态的情景是( )2．如图所示，实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M 点以相同的速度飞出a 、b两个带电粒子，a 、b 的运动轨迹如图中的虚线所示(a 、b 只受电场力作用)，则( )A ．a 一定带正电，b 一定带负电B ．电场力对a 做正功，对b 做负功C ．a 的速度将减小，b 的速度将增大D ．a 的加速度将减小，b 的加速度将增大3．如图，在场强为E 的匀强电场中有一个质量为m 的带正电小球A 悬挂在绝缘细线上，当小球静止时，细线与竖直方向成30°角，已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电量应为( )A ．mgEB ．3mg EC ．2mg ED ．mg 2E4．一带电粒子从某点电荷电场中的A 点运动到B 点，径迹如图中虚线所示，不计粒子所受重力，则下列说法正确的是( )A ．该电场是某正点电荷电场B ．粒子的速度逐渐增大C ．粒子的加速度逐渐增大D ．粒子的电势能逐渐增大5．位于A 、B 处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则( )A ．a 点和b 点的电场强度相同B ．正电荷从c 点移到d 点，电场力做正功C ．负电荷从a 点移到c 点，电场力做正功D ．正电荷从e 点沿图中虚线移到f 点电势能不变6．在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O 点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a ，最低点为b ，不计空气阻力，则( )A ．小球带负电B ．电场力跟重力平衡C ．小球在从a 点运动到b 点的过程中，电势能减小D ．小球在运动过程中机械能守恒7．如图所示的匀强电场E 的区域内，由A 、B 、C 、D 、A ′、B ′、C ′、D ′作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD 垂直，下列说法正确的是( )A．AD两点间电势差U AD与AA′两点间电势差U AA′相等B．带正电的粒子从A点沿路径A―→D―→D′移到D′点，电场力做正功C．带负电的粒子从A点沿路径A―→D―→D′移到D′点，电势能减小D．带电粒子从A点移到C′点，沿对角线A―→C′与沿路径A―→B―→B′―→C′电场力做功相同8. 一个电子以速度8×106m/s从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和电子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行。

人教版高二物理选修3-1第一章静电场本章知识点总结综合评估同步检测

高二物理选修3-1第一章静电场本章知识点综合评估同步检测姓名班级分数一、选择题（本题共15小题，每小题4分，共60分。

在每小题给出的四个选项中，1-10题只有一个选项符合题目要求，11-15题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1．某点电荷和金属圆环间的电场线分布如图所示。

下列说法正确的是（）A．a点的电势高于b点的电势B．若将一正试探电荷由a点移到b点，电场力做负功C．c点的电场强度与d点的电场强度大小无法判断D．若将一正试探电荷从d点由静止释放，电荷将沿着电场线由d到c2．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带负电的质点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，P、Q、R同时在等势面a、b、c上，据此可知（）A．三个等势面中，a的电势最高B．带电质点在P点的电势能比在Q点的电势能小C．带电质点在Q、R间运动的动能变化等于在R、P间运动的动能变化D．带电质点在R点的加速度方向沿虚线b向右3．如图所示，在两个等量负点电荷形成的电场中，O点是两电荷连线的中点，a、b是该线上的两点，c、d是两电荷连线中垂线上的两点，acbd为一菱形。

若将一负离子（不计重力且不影响原电场分布）从c点匀速移动到d点，电场强度用E，电势用φ来表示。

则下列说法正确的是（）A．φa一定小于φo，φo一定大于φcB．Ea一定大于Eo，Eo一定大于EcC．负离子的电势能一定先增大后减小D．施加在负离子上的外力一定先减小后增大4．两个不等量异种点电荷位于x轴上，a带正电，b带负电，|qa|＞|qb|，且a、b相对坐标原点位置对称。

取无限远处的电势为零，下列各图正确描述x轴上的电势φ随位置x变化规律的是（）5．如图所示，三个同心圆是点电荷Q周围的三个等势面。

已知这三个圆的半径成等差数列，A、B、C分别是这三个等势面上的点，且这三点在同一条电场线上。

(完整版)高中物理综合评估检测卷一静电场新人教版选修3_1

综合评估检测卷 ( 一)静电场一、选择题 ( 本大题共12 小题，每题 5 分，共 60 分．每题起码一个答案正确)1.图中，实线和虚线分别表示等量异种点电荷的电场线和等势线，则以下有关P 、 Q 两点的有关说法中正确的选项是( )A ．两点的场强等大、反向B ． P 点电场更强C ．两点电势同样高D ． Q 点的电势较低答案：C2．以下图，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转必定角度，若不改变A 、 B两极板带的电荷量而减小两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质，那么静电计指针的偏转角度 ( )A ．必定增大B ．必定减小C ．必定不变D ．可能不变分析：极板带的电荷量Q 不变，当减小两极板间距离，同时插入电介质，则电容C必定增大．由 QU 必定减小，静电计指针的偏转角也必定减小，选项 B＝可知两极板间电压U C正确．答案： B3.以下图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在该直线上有 a 、b 两点，用E a 、E b 分别表示a 、b 两点的场强盛小，则()A ． a 、b 两点场强方向同样B ．电场线从a 指向b ，因此E a ＞ E bC．电场线是直线，因此E a＝ E bD．不知a、b邻近的电场线散布，E a、 E b大小不可以确立分析：因为电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致，而该电场线是直线，故 A 正确．电场线的疏密表示电场的强弱，只有一条电场线时，则应议论以下：若此电场线为正点电荷电场中的，则有E a＞ E b；若此电场线为负点电荷电场中的，则有E a＜ E b；若此电场线是匀强电场中的，则有 E a＝ E b；若此电场线是等量异种点电荷电场中那一条直的电场线，则 E a和 E b的关系不可以确立．故正确选项为A、D.答案：AD4.以下图，三个等势面上有a、 b、 c、 d 四点，若将一正电荷由 c 经a 移到d，电场力做正功W1，若由 c 经b 移到d，电场力做正功W2，则( )A．W1>W2φ1>φ2B．W1<W2φ1<φ2C．W1＝W2φ1<φ2D．W1＝W2φ1>φ2分析：由 W＝Uq可知 W1＝W2.由 W cd＝ U cd· q， W cd>0， q>0，可知 U cd>0.故φ 1>φ2 >φ 3，D正确．答案： D5.右图为一匀强电场，某带电粒子从 A 点运动到 B点，在这一运动过程中战胜重力做的功为 2.0 J ，静电力做的功为 1.5 J ．以下说法正确的选项是()A．粒子带负电B．粒子在 A 点的电势能比在 B 点少1.5 JC．粒子在A 点的动能比在 B 点少0.5 JD．粒子在A 点的机械能比在 B 点少1.5 J分析：此题考察电荷在电场中的运动，从粒子运动的轨迹判断粒子带正电， A 项错误；因为静电力做正功，电势能减小，因此B 项错误；依据动能定理得W ＋ W G ＝E k ＝－ 0.5 J，B 点的动能小于A 点的动能，C 项错误；静电力做正功，机械能增添，因此A 点的机械能比B 点的机械能要小1.5 J， D 项正确．答案：D6.以下图，有一带电粒子贴着A 板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U 1 时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为 U 2 时，带电粒子沿②轨迹落到 B 板中间．设粒子两次射入电场的水平速度同样，则两次偏转电压之比为()A ． U 1∶ U 2＝1∶8B ．U 1∶ U 2＝1∶4C ． 1∶ 2＝1∶2D ． 1∶ 2＝1∶1U UUU11Uq l22y 分析：由y22得＝2mv 0dy＝＝· ql 2 ，因此∝ 2，可知 A 项正确．2at2md v 0UU l答案： A7.右图是某电场中的一组等势面，若A 、B 、C 、D 相邻两点间距离均为2 cm ， A 和 P 点间的距离为 1.5 cm ，则该电场的场强 E 和 P 点的电势 φ P 分别为 ()A ． 500 V/m ，－ 2.5 V 1 000 3B.3 V/m ，－ 2.5 VC ． 500 V/m,2.5 V 1 000 3D. 3V/m,2.5 VUU101 0003CB分析：由 E ＝ d 得 E ＝BC ·sin 60°＝－ 23 V/m ＝ 3V/m ，U BP ＝ E · PB sin2×10× 21 0003－ 23V ＝2.5 V ，因为 φ B ＝ 0，则 φ P ＝－ U BP ＝－ 2.5 V ，故 B60°＝3×0.5 ×10× 2 正确．答案： B8.以下图，在某一点电荷Q 产生的电场中有a 、b 两点，此中 a 点的场强盛小为E a ，方向与ab 连线成30°角；b 点的场强盛小为E b ，方向与ab 连线成60°角．对于a 、b 两点场强盛小及电势高低，以下说法中正确的选项是()A ． E a ＝ 3E b ， φ a ＜ φ bE bB ．E a ＝ 3 ， φ a ＞ φbE bC ． E a ＝ 2E b ， φ a ＞ φ bD ．E a ＝，φ a ＜ φ b2分析：经过作图找出点电荷 Q 的地点，并设 a 、b 间距为 2l ，则 a 、b 两点距点电荷的距离分别为 3 和，以下图；依据点电荷四周的场强公式＝Q 1a＝ 3 和b＝，l k r 2∝ 2，及r r l lErl可知 E ∶ E ＝1∶3，即 E ＝ 3E ；依据电场线的方向可知场源电荷是负电荷，又因为越凑近场abb a源负电荷电势越低，因此φ a＞φ ；综上可知，选项 B 正确．b答案：B9.两块大小、形状完整同样的金属平板平行搁置，组成一平行板电容器，与它相连结的电路以下图．接通开关S ，电源即给电容器充电，则()A ．保持 S 接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小B ．保持 S 接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大C ．断开 S ，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D ．断开 S ，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大分析：答案：BC10.以下图，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹．M和 N是轨迹上的两点，此中M点在轨迹的最右点．不计重力，以下表述正确的选项是 ()A．粒子在M点的速率最大B．粒子所受电场力沿电场方向C．粒子在电场中的加快度不变D．粒子在电场中的电势能一直在增添分析：粒子凑近 M点过程中电场力做负功，走开M点的过程中电场力做正功，因此在M点粒子的速率应当最小，A、B 错误；粒子在匀强电场中运动，所受电场力不变，加快度不变， C正确；因为动能先减少后增添，因此电势能先增添后减少， D 错误．答案： C11.一电子在电场中由 a 点运动到 b 点的轨迹如图中实线所示．图中一组平行虚线是等势面，则以下说法正确的选项是()A．a点的电势比b 点低B．电子在 a 点的加快度方向向右C．电子从a 点到 b 点动能减小D．电子从a 点到 b 点电势能减小分析：因为等势面是平均平行直线，电场为匀强电场，又因为电子的运动轨迹向右弯曲，电场线必定与等势面垂直，故电场力方向竖直向下，而电子带负电，因此电场线方向一定是竖直向上，沿电场线方向电势降低，故a点电势比b 点高，选项A错误；因为电子所受电场力向下，加快度方向向下，选项 B 错误；因为位移方向向右上方，电场力竖直向下，夹角大于 90°，因此电场力做负功，电势能增添，动能减少，应选项 C 对、 D错．答案： C12.以下图，a、b 和c 分别表示点电荷的电场中的三个等势面，它们的电势分别为 6 V 、4 V 和 1.5 V ．一质子 1 (1H)从等势面a 上某处由静止开释，仅受电场力作用而运动，已知它经过等势面 b 时的速率为v，则对证子的运动有以下判断，此中正确的选项是( ) A．质子从 a 等势面运动到 c 等势面电势能增添 4.5 eVB．质子从 a 等势面运动到 c 等势面动能减少 4.5 eVC．质子经过等势面 c 时的速率为 vD．质子经过等势面 c 时的速率为 v分析：质子由高等势面向低等势面运动，电势能减少，动能增添，A、 B 都错；质子从等势面 a 到等势面b，由动能定理得1 22mv＝2 eV ，质子从等势面 a 到等势面c，由动能定理得1 2mv c＝4.5 eV2，解得v c＝v，故正确答案为 D. 答案： D二、计算题 ( 本大题共 4 小题，共 40 分，要有必需的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位 )13．(8 分) 匀强电场的场强为40 N/C，在同一条电场线上有A、B 两点，把质量为2×10 －9 kg 、带电荷量为－ 2×10 －9 C 的微粒从A点移到B点，静电力做了 1.5 ×10 －7 J 的正功．求：(1)A、B 两点间的电势差 U AB；(2)A、B 两点间的距离；(3) 若微粒在A点拥有与电场线同向的速度为10 m/s，在只有静电力作用的状况下，求经过 B 点的速度．分析：(1) W AB＝U AB·qW AB1.5 ×10 －7U AB＝q＝－2×10－9V＝－75 V(2)由题意知：场强方向由 B→ A，故 U BA＝ E· dU BA75得 d＝E＝40m＝1.875 m1 2 1 2(3) 由动能定理有W AB＝2mv B－2mv A′解得 v B＝510m/s，方向与电场线同向．答案：(1) － 75 V (2)1.875 m(3)5 10 m/s ，方向与电场线同向14． (10 分 )以下图， M 、 N 为水平搁置的相互平行的两块大金属板，间距d ＝ 35 cm ，两板间电压U ＝ ×10 4 V ．现有一质量 m ＝ ×10 －6 kg 、电荷量 q ＝ ×10 －10 C 的带负电的油滴，由下板 N 正下方距 N 为 h ＝ 15 cm 的 O 处竖直上抛，经 N 板中间的 P 孔进入电场．欲使油滴抵达上板点时速度恰为零，则油滴上抛的初速度v 0为多大？ ( g 取 10 m/s 2)Q分析：(1) 设 N 板电势高，则油滴在M 、N 间运动时电场力做负功，全过程由动能定理得12－ mg ( d ＋ h ) － qU ＝ 0－ 2mv 0代入数据解得 v 0＝4 m/s(2) 设 M 板电势高，则油滴在 M 、 N 间运动时电场力做正功，由动能定理得12－ mg ( d ＋ h ) ＋ qU ＝ 0－ 2mv 0代入数据解得 v 0＝2 m/s答案：4 m/s 或 2 m/s15． (10 分 )以下图，ABCDF 为一绝缘圆滑轨道，竖直搁置在水平向右的匀强电场中，AB 与电场线平行，BCDF 是与AB 相切、半径为R 的圆形轨道．今有质量为m 、带电荷量为＋ q的小球在电场力作用下从 A 点由静止开始沿轨道运动，小球经过最高点 D 时对轨道的压力恰巧为零，则 A点与圆轨道的最低点 B 间的电势差为多大？12分析：小球从 A 到 D 的过程中有两个力做功，即重力和电场力做功，由动能定理得 2mv＝qU AD － mg 2R小球在 D 点时重力供给向心力，由牛顿第二定律得2v5mgR 联立解得 U AD ＝2q因为 B 、 D 两点在同一等势面上，则5mgRU AB＝ U AD＝2q5mgR答案：2q16． (12 分 )一束电子流在经U＝5 000 V的加快电场加快后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，以下图，若两板间距d＝1.0 cm，板长 l ＝5.0 cm，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？分析：设极板间电压为U′时，电子能飞离平行板间的偏转电场．加快过程中，由动能定理得1 2eU＝2mv0①进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速运动，有l＝ v0t ②在垂直于板面的方向做匀加快直线运动，加快度F eU′a＝＝③m dm1 2偏转距离 y＝2at ④d能飞出的条件为y≤2⑤解①②③④⑤式得2Ud2 －2 2′≤ 2 ＝－22 V ＝400 VU l答案：400 V。

高中物理第一章静电场章末质量评估新人教版选修31

章末质量评估(一)(时间：90分钟分值：100分)一、单项选择题(每题3分，本题共10小题，共30分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，错误、不选或多选均不得分)1．下列关于点电荷的说法，正确的是( ) A ．点电荷一定是电量很小的电荷 B ．点电荷是一种理想化模型，实际不存在 C ．只有体积很小的带电体，才能作为点电荷 D ．体积很大的带电体一定不能看成点电荷解析：当带电体的体积和电荷量对电场的分布没有影响或者是影响可以忽略时，带电体就可以看成是点电荷，与电荷的种类无关，点电荷和质点类似，都是一种理想化的模型，所以B 正确，A 、C 、D 错误.答案：B2．下列公式中，既适用于点电荷产生的静电场，也适用于匀强电场的有( ) ①场强E ＝F q ②场强E ＝U d ③场强E ＝kQ r2 ④电场力做功W ＝Uq A. ①③ B. ②③ C. ①④D. ②④解析：E ＝Fq 是电场强度的定义式，适用于一切电场，E ＝U d 仅适用于匀强电场，E ＝k Q r2适用于点电荷产生的电场．W ＝qU 适用于一切电场．可知既适用于点电荷产生的静电场，也适用于匀强电场的是①④.答案：C3．(2016·全国Ⅲ卷)关于静电场的等势面，下列说法正确的是( ) A ．两个电势不同的等势面可能相交 B ．电场线与等势面处处相互垂直 C ．同一等势面上各点电场强度一定相等D ．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功解析：等势面与电场线一样是永不相交的，故A 错误；电场线与等势面垂直，故B 正确；同一等势面上的电势相同，但是电场强度不一定相同，故C 错误；将负电荷从高电势处移动到低电势处，受到的电场力方向是从低电势指向高电势，所以电场力方向与运动方向相反，电场力做负功，D 错误．答案：B4．如图所示，在光滑绝缘的水平面上，有一棱形ABCD，对角线交点为O，在顶点B、D 处各固定一个点电荷，若将一个带正电的小球从A点静止释放，小球将沿对角线AC作往返运动．则( )A．B、D处固定的是等量的正电荷B．B、D处固定的是等量的异种电荷C．在A、C的连线上O点电势最低D．运动小球在O处的机械能最小解析：由题意知，B、D处固定的是等量的负电荷，A、B错；带正电的小球从A点静止释放，向低电势处移动，故C对；运动小球在O处的电势能最小，机械能最大，D错．答案：C5．(2016·浙江卷)如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触．把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开，则( )A．此时A带正电，B带负电B．此时A电势低，B电势高C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合解析：由于静电感应可知，A左端带负电，B右端带正电，由静电平衡知A、B的电势相等，选项A、B错误；若移去C，则两端的感应电荷消失，则贴在A、B下部的金属箔都闭合，选项C正确；先把A和B分开，然后移去C，则A、B带的电荷仍然存在，故贴在A、B下部的金属箔仍张开，选项D错误．故选C.答案：C6．如图所示，一带电油滴悬浮在平行板电容器两极板A、B之间的P点，处于静止状态．现将极板A向下平移一小段距离，但仍在P点上方，其他条件不变．下列说法中正确的是( )A. 液滴将向下运动B. 两板电势差增大C. 极板带电荷量将增加D. 电场强度不变解析：A 、B 电容器板间的电压保持不变，故B 错；当将极板A 向下平移一小段距离时，根据E ＝U d，分析得知，板间场强增大，液滴所受电场力增大，液滴将向上运动．故A 错误，D 错；根据电容的决定式C ＝εr S4πkd得知电容C 增大，而电容器的电压U 不变，极板带电荷量将增大．故C 正确．答案：C7．如图所示，一价氢离子和二价氦离子(不考虑二者间的相互作用)，从静止开始经过同一加速电场加速，垂直打入偏转电场中，则它们( )A ．同时离开偏转电场，但出射点的位置不同B ．同时离开偏转电场，出射点的位置相同C ．先后离开偏转电场，但出射点的位置相同D ．先后离开偏转电场，且出射点的位置不同解析：在加速电场中，qU 1＝12mv 20，在偏转电场中，离子沿初速度方向做匀速直线运动：v x ＝v 0，穿过电场的时间t ＝l v 0，在加速电场中，由牛顿第二运动定律：a ＝qUmd可知，一价离子的加速度大，运动时间短，偏转电场中，由于两种离子在偏转电场中运动的水平速度不同，一价离子的水平速度大，仍然是一价离子的运动时间短，所以一价离子先离开电场；平行于电场方向即垂直于初速度的方向做初速度为零的匀加速直线运动：加速度a ＝F m ＝qU 2md，偏移量y ＝12at 2＝qU 2l 22mdv 20＝U 2l 24U 1d ，可以看出，离子离开电场时的偏转位移与离子的质量和电荷量均无关，即出射位置相同，正确答案C.答案：C8．空间有一沿x 轴对称分布的电场，其电场强度E 随x 变化的图象如图所示．下列说法中正确的是( )A．O点的电势最低B．x2点的电势最高C．x1和－x1两点的电势相等D．x1和x3两点的电势相等解析：电势高低与电场强度大小无必然联系．O点电场强度为0，电势不一定最低，A 错．x2点是电场强度正向最大的位置，电势不是最高，B错．将电荷从x1移到－x1可由题图知电场力做功为零，故两点电势相等，而把电荷从x1移到x3电场力做功不为零，C对，D错．答案：C9．如图所示，是一个用来研究静电除尘的实验装置，当铝板与手摇起电机的正极相连，缝被针与手摇起电机的负极相连，在铝板和缝被针中间放置点燃的蚊香．转动手摇起电机，蚊香放出的烟雾会被铝板吸附，下列说法中正确的是( )A．烟尘颗粒可以带正电而被吸附到铝板上B．某个烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近，速度越大C．某个烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近，速度越小D．某个电量不变的烟尘颗粒，离铝板越近则加速度越大解析：负离子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电．因此，带电尘粒在电场力的作用下，向铝板运动，被吸附到铝板上，故A错误；烟尘向铝板运动时，在电场力作用下做加速运动，所以离铝板越近速度越大，故B正确，C错误；根据针尖端的电场线密集，同一微粒离铝板越近则加速度越小，故D错误．答案：B10．(2015·安徽卷)已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为σ2ε0，其中σ为平面上单位面积所带的电荷量，ε0为常量．如图所示的平行板电容器，极板正对面积为S，其间为真空，带电量为Q.不计边缘效应时，极板可看作无穷大导体板，则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为( )A.Q ε0S 和Q 2ε0S B.Q 2ε0S 和Q 2ε0SC.Q 2ε0S 和Q 22ε0SD.Q ε0S 和Q 22ε0S答案：D二、多项选择题(本题共4小题，每题4分，共16分．每小题有多个选项是正确的，全选对得4分，少选得2分，选错、多选或不选得0分)11．关于物理学史，下列说法中正确的是( ) A ．电荷量e 的数值最早是由美国物理学家密立根测得的 B ．法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图象 C ．法拉第通过实验研究确认了真空中两点电荷之间相互作用力的规律D ．库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律解析：电荷量e 的数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的．故A 正确．法拉第不仅提出了场的概念，而且用电场线形象直观地描绘了场的清晰图象．故B 正确．库仑通过实验研究发现了真空中两点电荷之间相互作用力的规律——库仑定律．故C 错误，D 正确．答案：ABD12．用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上．小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上而下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm 时圆环被吸引到笔套上．对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是( )A ．摩擦使笔套带电B. 笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷C. 圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力D. 笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和解析：绝缘材料做的笔套与头发摩擦，摩擦起电，A 项对；笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷，感应起电，B 项对；圆环刚被吸引向上运动，一定是静电力的合力大于圆环的重力，随后距离减小，引力增大，所以整个过程中静电力的合力大于圆环的重力，C 项对．笔套碰到圆环后，由于笔套是绝缘体，极少电荷转移，所以圆环上仍然有感应电荷，不能中和，D 项错．答案：ABC13．如图所示，AC 、BD 为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O ，半径为R ，将等电量的两正点电荷Q 放在圆周上，它们的位置关于AC 对称，与O 点的连线和OC 间夹角为30°，下列说法正确的是( )A ．电荷q 从A 点运动到C 点，电场力做功为零B ．电荷q 从B 点运动到D 点，电场力做功为零C ．O 点的电场强度大小为kQ R2 D ．O 点的电场强度大小为3kQ R 2解析：电荷q 从A 点运动到C 点，所受电场力竖直向上，电场力做负功，A 错，根据对称性知B 正确，O 点的电场强度大小为3kQR2，C 错，D 正确．答案：BD14．光滑水平面上有一边长为l 的正方形区域处在场强为E 的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行．一质量为m 、带电荷量为q 的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速度v 0进入该正方形区域．当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为( )A ．0B.12mv 20＋12qEl C.12mv 20 D.12mv 20＋23qEl 解析：由题意知，小球从进入电场至穿出电场时可能存在下列三种情况：从穿入处再穿出时，静电力不做功．C 项对；从穿入边的邻边穿出时，静电力做正功W ＝Eq ·l2，由功能关系知B 项对；从穿入边的对边穿出时，若静电力做负功，且功的大小等于12mv 20，则A 项对；而静电力做正功时，不可能出现W ＝23Eql ，D 项错．答案：ABC三、计算题(共54分)15．(12分)质量为m ，带电量为－q 的微粒(重力不计)，经过匀强电场中的A 点时速度为v ，方向与电场线垂直，运动到B 点时速度大小为2v ，如图所示．已知A 、B 两点间的距离为d .求：(1)A 、B 两点的电势差； (2)电场强度的大小和方向．解析：(1)根据动能定理可得：qU AB ＝12m (2v )2－12mv 2.解得：U AB ＝3mv22q.(2)由题意可知，带电微粒在电场中做类平抛运动，垂直电场方向上做匀速运动，x ＝vt 沿电场方向做初速度为零的匀加速运动，又x 2＋y 2＝d 2，v 2＋(at )2＝(2v )2，解得：E ＝21mv22qd，方向向左．16．(12分)(2015·全国Ⅱ卷)如图所示，一质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子在匀强电场中运动，A 、B 为其运动轨迹上的两点．已知该粒子在A 点的速度大小为v 0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B 点时速度方向与电场方向的夹角为30°，不计重力，求A 、B 两点间的电势差．解析：设带电粒子在B 点的速度大小为v B ，粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即v B sin 30°＝v 0sin 60°.由此得v B ＝3v 0.设A 、B 两点间的电热差为U AB ，由动能定理有：qU AB ＝12mv 2B －12mv 2A ，解得U AB ＝mv 20q.17．(14分)如图所示，质量为m 、电荷量为e 的电子(初速度为0)经加速电压U 1加速后，在水平方向沿O 1O 2垂直进入偏转电场．已知形成偏转电场的平行板电容器的极板长为L (不考虑电场边缘效应)，两极板间距为d ，O 1O 2为两极板的中线，P 是足够大的荧光屏，且屏与极板右边缘的距离也为L .(1)求粒子进入偏转电场的速度v 的大小；(2)若偏转电场两板M 、N 间加恒定电压时，电子经过偏转电场后正好打中屏上的A 点，A 点与极板M 在同一水平线上，求偏转电压U 2的大小．解析：(1)电子经加速电场加速：eU 1＝12mv 2，解得： v ＝2eU 1m.(2)由题意知，电子经偏转电场偏转后水平方向上做匀速直线运动到达A 点，设电子离开偏转电场时的偏转角为θ，则由几何关系得：d 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫L ＋L 2tan θ.解得：tan θ＝d3L.又tan θ＝v y v ＝eU 2md ·L v v ＝eU 2L mdv 2＝U 2L2U 1d.解得：U 2＝2U 1d23L2.18．(16分)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 、带电荷量为＋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．(1)求固定于圆心处的点电荷在AB 弧中点处的电场强度大小；(2)若把O 处固定的点电荷拿走，加上一个竖直向下、电场强度为E 的匀强电场，带电小球仍从A 点由静止释放，下滑到最低点B 时，小球对环的压力多大？解析：(1)由A 到B ，电场力不做功，只有重力做功，由动能定理得： mgR ＝12mv 21，在B 点，对小球由牛顿第二定律得：qE －mg ＝m v 21R，联立以上两式解得： E ＝3mgq.由于是点电荷形成的电场，AB 是点电荷为圆心的圆弧，故AB 弧中点的电场强度为E ＝3mgq.(2)设小球到达B 点时的速度为v ，由动能定理得： (mg ＋qE )·r ＝12mv 2，①在B 点处小球对环的弹力为N ，由牛顿第二定律得：N －mg －qE ＝m v 2r，②联立①和②式，解得小球在B 点受到环的支持力为：N ＝3(mg ＋qE )，由牛顿第三定律得：小球在B 点对环的压力大小为N ＝3(mg ＋qE )．。

选修3-1 第一章静电场全章检测题

第一章检测试题一、选择题（共15小题，每题3分，共45分）1．带电微粒所带的电荷量的值不可能的是下列的（）A．2.4×10-19C B．－6.4×10-19C C．－1.6×10-19C D．4×10-17C2．孤立的A、B两点电荷相距R，A的电量是B的a倍，A的质量是B的b倍，已知A受到的静电力大小为F，则B受到的静电力大小为（）A．F B．(a+b) F C．(a-b)F D．ab F3．关于电势与电势能的下列四种说法中正确的有（）A．在电场中，电势高的地方，电荷在那一点具有的电势能就越大B．在电场中某一点，若放入的电荷的电荷量越大，它所具有的电势能越大C．在正的点电荷电场中的任一点，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能D．在负的点电荷电场中的任一点，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能4．带电粒子只在电场力作用下，从A点运动到B点，轨迹如图虚线所示，则（）A．该粒子肯定带负电B．该粒子电势能不断减少C．该粒子动能不断增加D．该粒子在A点的加速度较小5．如图在点电荷Q产生的电场中，虚线表示等势面，实线表示α粒子穿过电场时的轨迹，A、B为轨迹与两等势面的交点，则下列说法正确的是（）A．Q可能是正电荷，也可能是负电荷B．电势φA>φB，粒子动能E kA>E kBC．电势φA<φB，粒子电势能E PA>E PBD．场强E A<E B，粒子动能E kA>E kB6．如图为某匀强电场的等势面分布图，每两个相邻等势面相距2cm，则该匀强电场的场强大小和方向分别为（）A．E=100V/m，竖直向下B．E=100V/m，竖直向上C．E=100V/m，水平向左D．E=100V/m，水平向右7．在方向水平向左，大小E＝100V/m的匀强电场中，有相距d=2cm的a、b两点，现将一带电荷量q=3×10-10C的检验电荷由a点移至b点，该电荷的电势能变化量可能是（）A．0 B．6×10-11J C．6×10-10J D．6×10-8J8．如图，一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力作用下，从静止开始由b沿直线运动到d，且bd与竖直方向所夹的锐角为45°，则下列结论正确的是（）A．此液滴带负电B．液滴的加速度等于2gC．合外力对液滴做的总功等于零D．液滴的电势能减少9．真空中保持一定距离的两个点电荷，若其中一个点电荷增加了21，但仍然保持它们之间的相互作用力不变，则另一点电荷的电量一定减少了 A ．21B ．31C ．41D ．24110．对于电容C =UQ ，以下说法正确的是（） A ．一只电容充电荷量越大，电容就越大B ．对于固定电容器，它所充电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变C ．可变电容器的充电荷量跟加在两极间的电压成反比D ．如果一个电容器没有电压，就没有充电荷量，也就没有电容11．连接在电池两极板上的平行板电容器，当两极板间的距离减小时（）A ．电容器的电容C 变大B ．电容器极板的带电荷量Q 变大C ．电容器两极板间的电势差U 变大D ．电容器两极板间的电场强度E 变大12．☆带电粒子从静止出发经过电压为U 1的电场加速后，垂直进入电压力U 2的偏转匀强电场，当粒子离开偏转电场时偏移距离为y ，要使y 增大为原来的2倍，可供选用的方法有（）A ．使U 1减小为原来的一半B ．使U 2增大为原来的2倍C ．使偏转电场极板长度增大为原来的2倍D ．使偏转电场极板间的距离减小为原来的一半13．☆几种混合的带电粒子（重力不计），初速度为零，它们从同一位置经同一电场加速后，又都垂直场强方向进入另一相同的匀强电场，设粒子刚出偏转电场就打在荧光屏上，且在荧光屏上只有一个光点，则到达荧光屏的各种粒子（）A ．电量一定相等B ．质量一定相等C ．比荷一定相等D ．质量、电量都可能不等14．☆平行电容器内部虚线范围内有偏转电场，一束离子从两板正中间P 处垂直电场入射，出现如图所示的a 、b 、c 偏转轨迹，则（）A ．若为同种离子，a 和b 在电场中所需运动时间相同B ．若为同种离子，b 和c 在电场中所需运动时间相同C ．若初速度相同，a 和b 在电场中所需运动时间相同D ．若初速度相同，b 和c 在电场中所需运动时间相同15．☆如图甲所示，在两极板a ．b 之间有一静止的电子，当在a 、b 之间加上如图乙所示的变化电压时(开始时a 板带正电)，电子的运动情况是(不计重力，板间距离足够大) （）A ．电子一直向a 板运动B ．电子一直向b 板运动C ．电子在两板间做周期性往返运动D ．电子先向a 板运动，再返回一直向b 板运动二．填空题（20、21题每空2分，其余每空1分，共21分）16．在真空中有两个点电荷，其中电荷A 的电量是电荷B 电量的4倍，它们相距5cm 时，相互斥力为1.6N ，当它们相距20cm 时，相互斥力为_____________，电荷A 的电量为________________，电荷B 的电量为__________________。

人教版高中物理选修3-1静电场总结.docx

高中物理学习材料唐玲收集整理高一物理选修 3-1 《静电场》总结一、夯实基础知识（一）电荷及守恒定律1. 电荷守恒定律（1）两种电荷：______和_____荷，任何带电体所带电量是基元电荷的_______倍。

（2）基元电荷e 19106.11-⨯=______________，质子和电子所带电量等于一个基本电荷的电量。

（3）电荷守恒定律：一个与外界无电荷交换的系统，电荷的_____________守恒。

2. 库仑定律（1）内容：_________________________________________________________________ ___________________________________________________。

（2）公式：21rQ Q K F =_________________，F 叫库仑力或静电力，也叫电场力。

它可以是引力，也可以是斥力，K 叫静电力常量，29/109Cm N K ⋅⨯=_________________________。

（3）适用条件：__________________（带电体的线度远小于电荷间的距离r 时，带电体的形状和大小对相互作用力的影响可忽略不计时，可看作是点电荷）（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r 都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心间距代替r ）。

（二）电场强度1. 电场___________周围存在的一种物质。

电场是__________的，是不以人的意志为转移的，只要电荷存在，在其周围空间就存在电场，电场具有___的性质和______的性质。

电场的最基本的性质是_______________________________。

2. 电场强度定义：_________________________________________________________________。

人教版高中物理选修3-1第一章静电场综合测试题答案及详解

高中物理学习材料
（灿若寒星电场综合测试题
本卷分第 Ⅰ 卷 (选择题 )和第 Ⅱ 卷(非选择题 )两部分．满分 100 分，时间 90 分钟．
第 Ⅰ 卷 (选择题共 40 分 )
一、选择题 (共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个
一带电粒子射入此静电场中后，
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沿 abcde 轨迹运动．已知 φK<φL<φM，且粒子在 ab 段做减速运动．下列判断中正确的是 ()
精品试卷
A ．粒子带负电 B．粒子在 a 点的加速度大于在 b 点的加速度 C．粒子在 a 点与 e 点的速度大小相等 D．粒子在 a 点的电势能小于在 d 点的电势能 6．如图所示， C 为中间插有电介质的电容器， a 和 b 为其两极板， a 板接地； P 和 Q 为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球； P 板与 b 板用导线相连， Q 板接地．开始悬线静止在竖直方向，在 b 板带电后，悬线偏转了角度 α.在以下方法中，能使悬线的偏角 α变大的是
③小球由 A 到 C 电场力做功是
mgh－
1 2mv
2；
④小球由
A 到 C 电场力做功是
1 2
mv2
＋
mg
R2 － h
.
A ．①③
B ．①④
C．②④
D ．②③
8．带电粒子以速度 v 0 沿竖直方向垂直进入匀强电场为水平方向，大小仍为 v0，则一定有
E 中，如图所示，经过一段时间后，其速度变 ()
A ．电场力与重力大小相等
4．如图所示，在 A 板附近有一电子由静止开始向 B 板运动，则关于电子到达了 B 板时的速率，下

人教版高中物理选修3-1第1章《静电场》测试题(含答案)

第1章《静电场》测试题一、单选题（每小题只有一个正确答案）1．放在绝缘支架上的两个相同金属球相距为d，球的半径比d小得多，分别带有q和-3q的电荷，相互作用力为F。

现将这两个金属球接触，然后分开，仍放回原处，则它们的相互作用力将为（）A．引力且大小为3F B．斥力且大小为F/3C．斥力且大小为2F D．斥力且大小为3F2．真空中两个静止点电荷间的静电力大小为F．若电荷电量不变，两点电荷间的距离减小到原来的，则两点电荷间的静电力大小为（）A． B． C．4F D．2F3．在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是（）A．电势高的地方电场强度不一定大B．电场强度大的地方电势一定高C．电势为零的地方场强也一定为零D．场强为零的地方电势也一定为零4．真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为F．如果保持这两个点电荷之间的距离不变，而将它们的电荷量都变为原来的2倍，那么它们之间的静电力的大小应为（）A．F/2 B．2F C．F/4 D．4F5．空间有平行于纸面的匀强电场，一电荷量为-q的质点(重力不计)，在恒定拉力F的作用下沿虚线由M匀速运动到N，如图所示，已知力F和MN间夹角为θ，MN间距离为d，则（）A．MN两点的电势差为sin FdqB．匀强电场的电场强度大小为F qC ．带电质点由M 运动到N 的过程中，电势能减少了Fd cos θD ．若要使带电质点由N 向M 做匀速直线运动，则F 必须反向6．两个完全相同的带同种电荷的金属小球（可看成点电荷），其中一个球的带电量为Q 5，另一个球的带电量为Q 7。

当它们静止于空间某两点时，静电力大小为F 。

现将两球接触后再放回原处，则它们间静电力的大小为（）A ．F 351B ．F 35C ．F 3635D ．F 3536 7．两相同带电小球，带有等量的同种电荷，用等长的绝缘细线悬挂于O 点，如图所示。

平衡时，两小球相距r ，两小球的直径比r 小得多，若将两小球的电量同时各减少一半，当它们重新平衡时，两小球间的距离( )A ．大于r/2B ．等于r/2C ．小于r/2D ．无法确定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．一带电油滴位于电容器中的P 点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的下极板竖直向上移动一小段距离(仍在P 点下方) （）A ．电容器的电容减小，则极板带电量将增大B ．带电油滴将沿竖直方向向下运动C ．P 点的电势将升高D ．带电油滴的电势能将增大9．在静电场中，下列说法正确的是（）A ．沿着电场线方向，电势一定越来越低B ．电场强度为零的点，电势一定为零C ．电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同D ．电场强度和电势都是矢量10．有一电场的电场线如右图所示，场中A、B两点的电场强度大小和电势分别用E A、E B和φA、φB表示，则（）A．E A>E B，φA>φ B B．E A>E B，φA<φ BC．E A<E B，φA>φ B D．E A<E B，φA<φB11．下列说法中正确的是（）A．电场强度和电势都是矢量B．电势为零的地方，电场强度也一定为零C．把电荷从电场中一点移至另一点电场力有可能不做功D．把电荷从电场中一点移至另一点电场力一定做功12．现有两极板M（+）、N（一)，板长80cm，板间距20cm，在两板间加一周期性的直流电压，如图所示。

人教版高中物理选修3-1：综合评估

《选修3—1》综合评估限时：90分钟总分：100分一、选择题(每小题4分，共40分)1．在一个等边三角形顶点B、C处各放一个点电荷时，测得A处的电场强度大小为E，方向与边平行沿B指向C.如图1所示，拿走C处的电荷后，A处电场强度的情况将是( )图1A．大小仍为E，方向由A指向BB．大小变为，方向不变C．大小仍为E，方向沿向外D．无法确定解析：根据矢量合成法则可推理知，在B、C两处同时存在场电荷时，合电场场强方向沿平行的方向，说明B、C两处电荷在A处独立产生的场强大小相等，方向均与合电场场强成60°.当撤去C处场电荷时，只剩下B处场电荷，此时A处场强大小为E，方向沿方向向外．答案：C2．如图2所示，是某个点电荷电场中的一条电场线，在线上O 点放一个自由的负电荷，它将沿电场线向B点运动．下列判断中正确的是( )图2A．电场线由B指向A，该电荷做加速运动，加速度越来越小B．电场线由B指向A，该电荷做加速运动，加速度越来越大C．电场线由B指向A，该电荷做加速运动，加速度变化不能确定D．电场线由A指向B，该电荷做匀加速运动解析：电场线是直线型，负电荷由静止开始做加速运动，它的运动方向与电场线方向相反．而电荷运动所在处的电场线疏密程度不确定，故它的加速度大小变化情况也不确定．答案：C图33．如图3所示，电荷量为＋q和－q的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有( )A．体中心、各面中心和各边中点B．体中心和各边中点C．各面中心和各边中心D．体中心和各面中心解析：对于每个侧面，分别连接两正点电荷与两负点电荷，即两条对角线，可以看到两条对角线的交点处电场强度都为零，所以各侧面的电场强度都为零．分析每个边的中点的电场强度都不可能为零．所以D正确．答案：D图44．如图4所示是一只利用电容器电容(C)测量角度(θ)的电容式传感器的示意图．当动片和定片之间的角度(θ)发生变化时，电容(C)便发生变化，于是通过知道电容(C)的变化情况就可以知道角度(θ)的变化情况．下图的图像中，最能正确反映角度(θ)与电容(C)之间关系的是( )解析：由题中介绍的电容器构造可知：C＝S＝(π－θ)R2所以C＝－·θ电容C随θ增大而减小，且为线性关系．答案：B5．空间存在匀强电场，有一电荷量q(q>0)，质量m的粒子从O 点以速率v0射入电场，运动到A点时速率为2v0.现有另一电荷量－q 、质量m的粒子以速率2v0仍从O点射入该电场，运动到B点时速率为3v0.若忽略重力的影响，则( )A．在O、A、B三点中，B点电势最高B．在O、A、B三点中，A点电势最高C．间的电势差比间的电势差大D．间的电势差比间的电势差小解析：本题考查电场力做功和动能定理，意在考查考生掌握电场力做功与电势能的变化关系．由动能定理有＝m(2v0)2－＝；－＝m(3v0)2－m(2v0)2＝，故在三点中，B点的电势最高，A点的电势最低，间的电势差比间的电势差小，所以选.答案：6．一辆电瓶车，质量为500 ，由内阻不计的蓄电池组向直流电动机提供24 V的电压，当电瓶车在水平地面上以0.8 的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为5A，设车所受的阻力是车重的0.02倍(g＝102)，则此电动机的内阻是( )A．4.8 ΩB．3.2 ΩC．1.6 Ω D．0.4 Ω解析：由能量守恒得：＝＋I2，又F＝f＝k·G，所以＝·v＋I2r，所以r＝1.6 Ω.答案：C图57．如图5所示，在正交的匀强电场和匀强磁场区域内(磁场垂直纸面向里)，有一离子(不计重力)从匀强电场左边飞入，恰能沿直线飞过此区域，则( )A．若离子带正电，E方向应向下B．若离子带负电，E方向应向上C．若离子带正电，E方向应向上D．不管离子带何种电荷，E的方向都向下解析：离子要能沿直线飞过此区域，则需要满足电场力与洛伦兹力等大反向．答案：图68．如图6所示的电路，当闭合开关时，灯L1、L2正常发光．由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小．试根据上述现象判断，发生的故障可能是( )A．R1断路B．R2断路C．R3短路D．R4短路图7解析：画出电路的等效电路如图7所示．再根据闭合电路欧姆定律可判断A正确．答案：A图89．当放在同一平面内的长直导线和金属框通以如图8所示电流时，固定不动，金属框的运动情况是( )A．金属框将靠近B．金属框将远离C．金属框将以′为轴转动D．金属框将以′为轴转动解析：金属框左边受到吸引力，右边受到排斥力，上、下两边各受到向外的力，相互抵消，但左边的吸引力大于右边排斥力，故A 对．答案：A10．如下图9所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置．其核心部分是两个D型金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．则带电粒子加速所获得的最大动能与下列因素有关的是( )图9A．加速的次数B．加速电压的大小C．金属盒的半径D．匀强磁场的磁感应强度解析：粒子飞出时有：R＝，所以此时动能＝2＝＝，所以最大动能与半径R和磁感应强度B有关．答案：二、填空题(每小题5分，共20分)图1011．如图10所示，A、B两带电小球可视为点电荷，＝2×10－8 C、＝－2×10－8C，相距3 .在水平外电场的作用下，保持静止，悬线却处于竖直方向，由此可知水平外电场的场强，方向．解析：在水平方向上不受力，∴外电场方向向左，E＝＝＝＝＝2×105答案：2×105向左图1112．如图11所示，真空中有一电子束，以初速度v0沿着垂直场强方向从O点进入电场，以O点为坐标原点，沿x轴取＝＝，再自A、B、C作y轴的平行线与电子轨迹分别交于M、N、P点，则∶∶＝，电子流经M、N、P三点时沿x轴的分速度之比为．解析：类平抛运动．答案：1∶4∶91∶1∶113．为了测量“6 V 1 W”的灯泡在不同电压下的电功率，现有器材如下：直流电源电动势6 V，内阻不计；直流电流表A1量程200 ，内阻约2 Ω；直流电流表A2量程0～0.6 A，内阻约0.5 Ω；直流电压表V1量程0～3 V，内阻约5×103Ω；直流电压表V2量程0～15 V，内阻约1.5×104Ω；滑动变阻器电阻值0～15 Ω，额定电流1 A；开关一个、导线若干根．测量时要求电灯两端电压从0开始连续调节，尽量减小误差，测多组数据．(1)应选择电流表和电压表(用序号表示)；(2)在下面方框中画出电路图．答案：(1)A1；V2(2)如图12所示．图1214．用图13所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：图13(a)电流表(量程0.6 A、3 A)；(b)电压表(量程3 V、15 V)；(c)定值电阻(阻值1 Ω、额定功率5 W)；(d)定值电阻(阻值10 Ω、额定功率10 W)；(e)滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω、额定电流2 A)；(f)滑动变阻器(阻值范围0～100 Ω、额定电流1 A)．那么(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择V，电流表的量程应选择A；R0应选择Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是 Ω的滑动变阻器．(2)引起该实验系统误差的主要原因是．解析：考查对电路原理的理解和实践能力，由图示电路可知本电路采用限流式，故滑动变阻器选择的量程不宜较大．而一节干电池的电动势约为1.5 V，故电压表的量程为3 V．＝＝0.3 A故电流表的量程为0.6 A．由于电压表的分流作用引起该实验系统误差．答案：(1)3；0.6；1；0～10(2)电压表的分流．三、论述计算题(共40分)图1415．(10分)如图14所示，电子以速度v0沿与电场垂直的方向从A 点飞入匀强电场，并且从另一侧的B点沿与电场成150°角的方向飞出，已知电子的质量为m，电荷量为e，求A、B两点的电势差．解：电子在电场里做类平抛运动．由几何关系v＝v060°＝2v0，由动能定理：＝2－，即＝，所以U＝.图1516．(10分)如图15所示，电源的电动势E＝110 V，电阻R1＝21 Ω，电动机绕线的电阻R0＝0.5Ω，开关S1始终闭合．当开关S2断开时，电阻R1的电功率是525W；当开关S2闭合时，电阻R1的电功率是336 W，求：(1)电源的内电阻；(2)开关S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出的功率．解：(1)S2断开时：E＝I(R1＋r)且P1＝I2·R1，所以r＝1 Ω.(2)S2闭合时：P2＝R1，所以I1＝4 A，所以U并＝I1R1＝84 V，所以U内＝E－U并＝26 V，所以I总＝＝26 A.所以I2＝I总－I1＝22 A，所以P出＝U并I2－·R0＝1 606 W.17．如图16所示，电源电动势E0＝15 V，内阻r0＝1Ω，电阻R1＝30 Ω，R2＝60Ω。

人教版高中物理选修3-1第一章静电场――― .docx

高中物理学习材料桑水制作第一章静电场―――（选修3-1）第Ⅰ课时库仑定律·电场强度1．下述说法正确的是（）A ．根据E = F/q ，可知电场中某点的场强与电场力成正比．B ．根据E = KQ/r 2，可知点电荷电场中某点的场强与该点电荷的电量Q 成正比． C ．根据场强叠加原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强． D ．电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹【答案】B2.（2003全国理综）如图9－1－6所示，三个完全相同的金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上．a 和c 带正电，b 带负电，a 所带电量的大小比b 的小．已知c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是（） A F 1 B F 2 C F 3 D F 4【解析】根据库仑定律以及同种电荷相斥，异种电荷相吸，结合平行四边形定则可得B 对【答案】B3．电场强度E 的定义式为q F E = ，根据此式，下列说法中正确的是（）①此式只适用于点电荷产生的电场 ②式中q 是放入电场中的点电荷的电荷量，F 是该点电荷在电场中某点受到的电场力，E 是该点的电场强度 ③式中q 是产生电场的点电荷的电荷量，F 是放在电场中的点电荷受到的电场力，E 是电场强度 ④在库仑定律的表达式221r q kq F =中，可以把22r kq 看作是点电荷2q 产生的电场在点电荷1q 处的场强大小，图9－1－6也可以把21r kq 看作是点电荷1q 产生的电场在点电荷2q 处的场强大小A ．只有①②B ．只有①③C ．只有②④D ．只有③④【答案】C4．用绝缘细线将一个质量为m 、带电量为q 的小球悬挂在天花板下面，设空间中存在着沿水平方向的匀强电场．当小球静止时把细线烧断（空气阻力不计）．小球将做（） A ．自由落体运动 B ．曲线运动 C ．沿悬线的延长线做匀加速直线运动 D ．变加速直线运动【解析】小球在重力和电场力的合力作用下，从静止开始沿悬线的延长线做匀加速直线运动．【答案】C5．如图9－1－7所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A →O →B 匀速飞过，电子重不计，则电子所受另一个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【解析】根据电场线分布和平衡条件判断．【答案】B6．在图9－1－8所示的竖直向下的匀强电场中，用绝缘的细线拴住的带电小球在竖直平面内绕悬点O 做圆周运动，下列说法正确的是（）①带电小球有可能做匀速率圆周运动 ②带电小球有可能做变速率圆周运动 ③带电小球通过最高点时，细线拉力一定最小 ④带电小球通过最低点时，细线拉力有可能最小A ．②B ．①②C ．①②③D ．①②④【解析】利用等效场（复合场）处理．【答案】D7、在光滑的水平面上有两个电量分别为Q 1、 Q 2的带异种电荷的小球，Q 1＝4Q 2，m 2＝4m 1问要保持两小球距离不变，可以使小球做运动；两小球的速度大小之比为．(只受库仑力作用)【解析】如图甲所示，两小球可绕它们连线上共同的圆心O+ －+Q－QAO B 图9－1－7O E 图9－1－8 m 1or 1r 2作匀速圆周运动．对m 1有：121221r m L Q KQ ω= 对m 2有： 222221r m LQ KQ ω= 两球角速度ω相等，L 为两球距离可得：2211r m r m =所以214r r =由r v ω= 可得1421=v v 【答案】作匀速圆周运动；4／18．在场强为E ，方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m 的带电小球，电荷量分别为+2q 和-q ，两小球用长为L 的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O 点处于平衡状态，如图所示，重力加速度为g ，则细绳对悬点O 的作用力大小为_______．【解析】先以两球整体作为研究对象，根据平衡条件求出悬线O 对整体的拉力，再由牛顿第三定律即可求出细线对 O 点的拉力大小．【答案】2mg+Eq9、如图9－1－10所示，真空中一质量为m ，带电量为－q 的液滴以初速度为v 0，仰角α射入匀强电场中以后，做直线运动，求：（1）所需电场的最小场强的大小，方向．（2）若要使液滴的加速度最小，求所加的电场场强大小和方向．【解析】（1）根据矢量合成定则，当电场力与速度0v 垂直指向左上方时，电场力最小，此时液滴作匀减速直线运动，有：αcos 1mg qE = 得 q mg E αcos 1=，方向与v 0垂直指向右下方（2）当带电粒子作匀速直线运动时，加速度最小有：mg qE =2，得q mg E =2，方向竖直向下．【答案】（1）q mg E αcos 1=，方向与v 0垂直指向右下方（2）q mg E =2，方向竖直向下10．在一高为h 的绝缘光滑水平桌面上，有一个带电量为+q 、质量为m 的带电小球静止，小球到桌子右边缘的距离为s ，突然在空间中施加一个水平向右的匀强电场E ，且qE = 2 mg ，如图9－1－11所示，求：图9－1－9图9－1－10（1）小球经多长时间落地？（2）小球落地时的速度．【解析】（1）小球在桌面上做匀加速运动，t 1=gsqE smd s ==22,小球在竖直方向做自由落体运动，t 2=gh 2,小球从静止出发到落地所经过的时间：t =t 1+t 2=g hg s 2+(2)小球落地时gh gt v y 22==,gh gs gt t mqEat v x 2222+====．落地速度sh g gs gh v v v y x 2841022++=+=．【答案】（1）ghg s 2+（2）sh 2g 8gs 4gh 10++11、长木板AB 放在水平面上如图9-1-12所示，它的下表面光滑而上表面粗糙，一个质量为m 、电量为q 的小物块C 从A 端以某一初速起动向右滑行，当存在向下的匀强电场时，C 恰能滑到B 端，当此电场改为向上时，C 只能滑到AB 的中点，求此电场的场强.【解析】当电场方向向上时，物块C 只能滑到AB 中点，说明此时电场力方向向下，可知物块C 带负电.电场方向向下时有： 220)(2121)(V m M mv L qE mg +-=-μ V M m mv )(0+=电场方向向上时，有： 220)(21212)(V m M mv L qE mg +-=+μ V M m mv )(0+=2)()(LqE mg L qE mg +=-μμqmgE 3=图9－1－11ACEB图9－1－12【答案】qmgE 3=第Ⅱ课时电势能·电势差·电势1、关于电势和电势能下列说法中正确的是( )A. 在电场中，电势高的地方，电荷在该点具有的电势能就大；B. 在电场中，电势高的地方，放在该点的电荷的电量越大，它所具有的电势能也越大；C. 在电场中的任何一点上，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能；D. 在负的点电荷所产生的电场中任何一点上，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能. 【解析】由qAA εϕ=可知，A A q ϕε=可得结果【答案】D2、如图9－2－9所示，M 、N 两点分别放置两个等量种异电荷，A 为它们连线的中点，B 为连线上靠近N 的一点，C 为连线中垂线上处于A 点上方的一点，在A 、B 、C 三点中（） A ．场强最小的点是A 点，电势最高的点是B 点 B ．场强最小的点是A 点，电势最高的点是C 点 C ．场强最小的点是C 点，电势最高的点是B 点 D ．场强最小的点是C 点，电势最高的点是A 点【解析】根据等量异种点电荷的电场线和等势面分布以及电场的迭加运算可知【答案】C3．某电场中等势面分布如图所示，图9－2－10中虚线表示等势面，:过a 、c 两点的等势面电势分别为40 V 和10 V ，则a 、c 连线的中点b 处的电势应（） A.肯定等于25 V B.大于25 V C.小于25 V D.可能等于25 V【解析】由电势的a 高b 低可知，电场线从a 等势面指向b 等势面；而且由等势面的形状可知（等势面一定跟电场线垂直）电场强度左边强，右边弱．因此bc ab U U > 【答案】C图9－2－9图9－2－104．AB 连线是某电场中的一条电场线，一正电荷从A 点处自由释放，电荷仅在电场力作用下沿电场线从A 点到B 点运动过程中的速度图象如图9－2－11所示，比较A 、B 两点电势φ的高低和场强E 的大小，下列说法中正确的是（）A.φA ＞φB ，E A ＞E BB.φA ＞φB ，E A ＜E BC.φA ＜φB ，E A ＞E BD.φA ＜φB ，E A ＜E B【解析】由速度越来越大可知，动能增大，电势能减小，且由图中速度变化律可知，加速度越来越小，即电场力越来越小．【答案】A5．如图9－2－12所示，长为L ，倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为 +q ，质量为m 的小球，以初速度v 0由斜面底端的A 点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端的速度仍为v 0，则（）A ．A 、B 两点的电势差一定为mgL sin θ/qB ．小球在B 点的电势能一定大于小球在A 点的电势能C ．若电场是匀强电场，则该电场的场强的最大值一定是mg /qD ．若该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q 产生的，则Q一定是正电荷【解析】由动能定理可知：0=-mgh qU AB ，qmgL U AB ϑsin =．A 对电场力做正功，电势能减少，B 错；若对匀强电场，因为dU E AB=而d 不确定，所以C 错【答案】A6、在水深超过200m 的深海，光线极少，能见度极小．有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电，获取食物，威胁敌害，保护自己．该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到104N/C 时可击昏敌害．身长50cm 的电鳗，在放电时产生的瞬间电压可达 V ．【解析】V m C N Ed U 50005.0/104=⨯== 【答案】5000V7、.质量为m 、电荷量为q 的质点，在静电力作用下以恒定速率v 沿圆弧从A 点运动到图9－2－11图9－2－12B 点，其速度方向改变的角度为θ（rad ），AB 弧长为s ，则A 、B 两点间的电势差AB U =_______，AB 弧中点的场强大小E =_______.【解析】如图甲所示，带电体匀速圆周运动，一定在点电荷的电场中运动，设点电荷为Q ，可知弧AB 为一等势面，因此0=AB U ．弧AB 上个点场强相等，有：2rkQE = 而对圆周运动：r mv r kQq 22=，所以qr mv r kQ 22= 又因为θsr =得qsmv E 2θ=【答案】0=AB U ，qsmv E 2θ=8、在匀强电场中建立一直角坐标系，如图9－2－13所示从坐标系原点沿y +轴前进0.346 m 到A 点，电势降低34.6V ；从坐标原点沿x -前进0.2m 到B 点，电势升高34.6V ，求匀强电场的大小和方向．【解析】找出A 点关于x 轴的对称点A ′,由题意可知A ′和B 电势相等,连接这两点是一等势线,作A ′B 连线的垂线，便是电场线，由题意可知电场的方向斜向上如图甲，有：31346.02.0'0tan ===A OB θ， 030=θ O BAr 图甲θO xyAB图9－2－13OxyABA ′E图甲θ030sin AO E U U AO BO •== m V AO U E AO /20030sin 0==方向如图斜向上9、倾角为30°的直角三角形底边长为2L ，底边处在水平位置，斜边为光滑绝缘导轨，现在底边中点O 处固定一正电荷Q ，让一个质量为m 的带正电质点q 从斜面顶端A 沿斜边滑下（不脱离斜面），如图9－2－14所示，已测得它滑到B 在斜面上的垂足D 处时速度为v ，加速度为a ，方向沿斜面向下，问该质点滑到斜边底端C 点时的速度和加速度各为多大? 【解析】在D 点：ma F mg D =-0030cos 30sin在C 点：c D ma F mg =+0030cos '30sinD 和C 在同一等势面上，F D =F D ′可得a g a c -=又因为D 和C 在同一等势面上，质点从D 到C 的过程中电场力不作功，运用动能定理可得：220212160sin mv mv mgL C -=v C =gL v 32+ 【答案】v C =gL v 32+，a g a c -=10．（2002年理综全国卷）如图所示有三根长度皆为l ＝1.00 m 的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板上的 O 点，另一端分别挂有质量皆为m ＝1.00×210-kg 的带电小球A 和B ，它们的电量分别为一q 和＋q ，q ＝1.00×710-C ．A 、B 之间用第三根线连接起来．空间中存在大小为E ＝1.00×106N/C 的匀强电场，场强方向沿水平向右，平衡时 A 、B 球的位置如图9－2－15所示．现将O 、B 之间的线烧断，由于有空气阻力，A 、B 球最后会达到新的平衡位置．求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少．（不计两带电小球间相互作用的静电力）-q q O A B E图9－2－15图9－2－14【解析】图（甲）中虚线表示A 、B 球原来的平衡位置，实线表示烧断后重新达到平衡的位置，其中α、β分别表示OA 、AB 与竖直方向的夹角．A 球受力如图（乙）所示：重力mg ，竖直向下；电场力qE ，水平向左；细线OA 对A 的拉力T 1，方向如图；细线AB 对A 的拉力T 2，方向如图．由平衡条件得qE T T =+βαsin sin 21① βαcos cos 21T mg T +=②B 球受力如图（丙）所示：重力mg ，竖直向下；电场力qE ，水平向右；细线AB 对B的拉力T 2，方向如图．由平衡条件得qE T =βsin 2③ mg a T =cos 2④联立以上各式并代入数据，得 0=α⑤ ο45=β⑥ 由此可知，A 、B 球重新达到平衡的位置如图（丁）所示．与原来位置相比，A 球的重力势能减少了 )60sin 1(ο-=mgl E A ⑦B 球的重力势能减少了 )45cos 60sin 1(οο+-=mgl E B ⑧ A 球的电势能增加了 W A =qElcos 60°⑨B 球的电势能减少了 )30sin 45(sin οο-=qEl W B ⑩两种势能总和减少了 B A A B E E W W W ++-=-qqO A B E 图（4）图 4图甲图乙图丙图丁代入数据解得 J W 2108.6-⨯=第Ⅲ课时电场力做功与电势能变化1、如图9－3－9，O 是一固定的点电荷，另一点电荷P 从很远处以初速度0v 射入点电荷O 的电场，在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN ．a 、b 、c 是以O 为中心，c b a R R R 、、为半径画出的三个圆，a b b c R R R R -=-．1、2、3、4为轨迹MN 与三个圆的一些交点．以12W 表示点电荷P 由1到2的过程中电场力做的功的大小，34W 表示由3到4的过程中电场力做的功的大小，则（）（2004年春季高考理综）A ．34122W W =B ．34122W W >C ．P 、O 两电荷可能同号，也可能异号D ．P 的初速度方向的延长线与O 之间的距离可能为零【解析】由图中轨迹可可判断两电荷一定是异种电荷，且一定不对心，故C 、D 错；虽然a b b c R R R R -=-，但越靠近固定电荷电场力越大，所以3412F F >可得34122W W >，故B 正确【答案】B2、如图9－3－10所示，光滑绝缘的水平面上M 、N 两点各放一电荷量分别为+q 和+2q ，完全相同的金属球A 和B ，给A 和B 以大小相等的初动能E 0（此时动量大小均为p 0）使其相向运动刚好能发生碰撞，碰后返回M 、N 两点时的动能分别为E 1和E 2，动量大小分别为p 1和p 2，则（）A.E 1=E 2=E 0 p 1=p 2=p 0B.E 1=E 2＞E 0 p 1=p 2＞p 0C.碰撞发生在M 、N 中点的左侧D.两球不同时返回M 、N 两点【解析】完全相同的两金属球初动能、动量大小相同，则初速度大小相同，于M 、N 中点相碰时速度均减为零，之后由于库仑斥力变大，同时返回M 、N 两点时速度大小同时变大但彼此相等，方向相反.图9－3－9图9－3－10【答案】B3、一个带正电的质点，电量q =2.0×10-9库，在静电场中由a 点移到b 点，在这过程中，除电场力外，其他力作的功为6.0×10-5焦，质点的动能增加了8.0×10-5焦，则a 、b 两点间的电势差ab U 为（）．A. 3×104伏； B. 1×104伏； C. 4×104伏； D. 7×104伏．【解析】由动能定理 K ab E W qU ∆=+【答案】B 4、如图9-3-11所示四个图中，坐标原点O 都表示同一半径为R 的带正电的实心金属球的球心O 的位置，横坐标表示离球心的距离，纵坐标表示带正电金属球产生的电场电势和场强大小．坐标平面上的线段及曲线表示场强大小或电势随距离r 的变化关系，选无限远处的电势为零，则关于纵坐标的说法，正确的是（）A ．图①表示场强，图②表示电势B ．图②表示场强，图③表示电势C ．图③表示场强，图④表示电势D ．图④表示场强，图①表示电势【解析】处于静电平衡状态的导体是一个等势体，内部场强处处为零【答案】B5、如图9－3－12所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即U ab =U bc ，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知（） A ．三个等势面中，a 的电势最高B ．带电质点通过P 点时的电势能较Q 点大C ．带电质点通过P 点时的动能较Q 点大O R r ①r O R ② O R r ④O r R ③ 图9－3－11D ．带电质点通过P 点时的加速度较Q 点大【解析】先画出电场线，再根据速度、电场力和轨迹的关系，可以判定：质点在各点受的电场力方向是斜向下方．由于是正电荷，所以电场线方向也沿电场线向下方，相邻等差等势面中，等势面越密处，场强与大．【答案】BD6、如图9－3－13，在匀强电场中，a 、b 两点连线与电场线成60o角．将正电荷由a 点移到b 点，电场力做正功，可以判定电场线的方向是由_______指向_______的．如果ab 相距0.20m,场强为2×103N/C,正电荷的电量为4×10-4C,则电荷的电势能变化了_______焦耳. 【解析】因为电场力做正功，可以判定电场线的方向是是从下方指向上方；J qES W ab ab 2010860cos -⨯==【答案】从下方指向上方； J 2108-⨯7、已知ΔABC 处于匀强电场中．将一个带电量C q 6102-⨯-=的点电荷从A 移到B 的过程中，电场力做功J W 51102.1-⨯-=；再将该点电荷从B 移到C ，电场力做功J W 62106-⨯=．已知A 点的电势φA =5V ，则B 、C 两点的电势分别为____V 和____V ．试在图9－3－14中画出通过A 点的电场线．【解析】先由W =qU 求出AB 、BC 间的电压分别为6V 和3V ，再根据负电荷A →B 电场力做负功，电势能增大，电势降低；B →C 电场力做正功，电势能减小，电势升高，知V B 1-=ϕ 、V C 2=ϕ沿匀强电场中任意一条直线电势都是均匀变化的，因此AB 中点D 的电势与C 点电势相同，CD 为等势面，过A 做CD 的垂线必为电场线，方向从高电势指向低电势，所以斜向左下方如图甲．【答案】V B 1-=ϕ V C 2=ϕ8、在电场中一条电场线上有A 、B 两点，如图9-3-15所示.若将一负电荷C q 7100.2-⨯=，从A 点移至B 点，电荷克服电场力做功J 4100.4-⨯.试求：图9－3－13A BC图9－3－14ABC DE 甲(1)电场方向；(2)A 、B 两点的电势差，哪一点电势高? (3)在这一过程中，电荷的电势能怎样变化?(4)如在这一电场中有另一点C ，已知V U AC 500=，若把这一负荷从B 移至C 电场力做多少功?是正功还是负功?【解析】(1)根据题意负电荷从A 点移至B 点电场力电场力做负功,可知电场方向A 指向B (2) 电场方向A 指向B,因此A 点电势高 V CJ q W U AB AB374102102104⨯=⨯-⨯-==-- (3) 在这一过程中，电荷的电势能增加J 4100.4-⨯(4)因为V U AC 500=而V U AB 3102⨯=所以V U BC 1500-=J V C qU W BC BC 47103)1500()102(--⨯=-⨯⨯-==电场力做正功9、如图9－3－16所示，一条长为L 的细线，上端固定，下端拴一质量为m 的带电小球．将它置于一匀强电场中，电场强度大小为E ，方向是水平的，已知当细线离开竖直的位置偏角为α时，小球处于平衡，问：（1）小球带何种电荷？求小球所带电量．（2）如果细线的偏角由α增大到 ϕ,然后将小球由静止开始释放, 则ϕ应多大,才能使在细线到竖直位置时,小球的速度刚好为零. 【解析】（1）由受力平衡可得：αtan mg qE =Emg q αtan = 正电荷（2）解法（一）由动能定理可知：00sin )cos 1(-=--ϕϕqEl mglϕϕsin cos 1-=mg qE 又因为 αtan =mgqE2tan2cos2sin22sin 2sin cos 1tan 2ϕϕϕϕϕϕα==-=图9-3-15图9－3－16所以 2ϕα=得：ϕϕ2=解法（二）利用等效场（重力和电场力所构成的复合场）当细线离开竖直的位置偏角为α时，小球处于平衡的位置为复合场的平衡位置，即“最低”位置，小球的振动关于该平衡位置对称，可知ϕϕ2=【答案】①正电荷,q=mgtga/E ②ϕ=2a10、静止在太空的飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子，形成向外发射的粒子流，从而对飞行器产生反冲力，使其获得加速度．已知飞行器的质量为M ，发射的是2价氧离子，发射功率为P ，加速电压为U ，每个氧离子的质量为m ，单位电荷的电量为e ，不计发射氧离子后飞行器质量的变化．求：（1）射出的氧离子速度；（2）每秒钟射出的氧离子数；（3）射出离子后飞行器开始运动的加速度．【解析】（1）据动能定理知：2212mv eU =m eU v 2= （2）由NeU P 2=，得eUPN 2=（3）以氧离子和飞行器为系统，设飞行器的反冲速度为V ，根据动量守恒定律：0=-∆MV tmv N MV tmv N =∆所以飞行器的加速度eUmM P M Nmv t V a ==∆=第Ⅳ课时电容·带电粒子在电场中的直线运动1、如图9-4-11所示,让平行板电容器带电后,静电计的指针偏转一定角度,若不改变A 、B 两极板带的电量而减小两极板间的距离,同时在两极板间插入电介质,那么静电计指针的偏转角度 ( )A 、一定减小B 、一定增大C 、一定不变D 、可能不变【解析】由kd s C πε4=和CQU =，电量不变，可知A 对【答案】A2、如图9－4－12所示，平行板电容器经开关S 与电池连接，a 处有一电荷量非常小的点电荷，S 是闭合的，φa 表示a 点的电势，F 表示点电荷受到的电场力.现将电容器的B 板向下图9－4－11稍微移动，使两板间的距离增大，则A.φa 变大，F 变大B.φa 变大，F 变小C.φa 不变，F 不变D.φa 不变，F 变小【解析】极板间电压U 不变，两极板距离d 增大,所以场强E 减小故F 变小．a 到B 板距离变大则a 到B 板的电势差增大，而B 板接地，所以φa 变大，故B 对．【答案】B3、.离子发动机飞船，其原理是用电压U 加速一价惰性气体离子，将它高速喷出后，飞船得到加速，在氦、氖、氩、氪、氙中选用了氙，理由是用同样电压加速，它喷出时（）A.速度大B.动量大C.动能大D.质量大【解析】由动能定理： 221mv qU =得到动能均相同但动量K mE P 2=，质量越大，动量越大，反冲也大．故选B【答案】B4、如图9－4－13所示，水平放置的平行金属板a 、b 分别与电源的两极相连，带电液滴P在金属板a 、b 间保持静止，现设法使P 固定，再使两金属板a 、b 分别绕中心点O 、O /垂直于纸面的轴顺时针转相同的小角度α，然后释放P ，则P 在电场内将做（） A ．匀速直线运动B ．水平向右的匀加速直线运动C ．斜向右下方的匀加速直线运动D ．曲线运动【解析】原来有：mg qE = 即mg dUq= 设转过α角时（如图甲），则两极板距离为变αcos 'd d = U 保持不变，在竖直方向有：mg dUq d U q qE ===αααcos cos cos '所以竖直方向合外力为零水平方向受到恒定的外力αsin 'qE因此带电液滴P 将水平向右的匀加速直线运动，B【答案】B图9－4－13qE ′ mg P甲5、如图9－4－14所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔．右极板电势随时间变化的规律如图所示．电子原来静止在左极板小孔处．（不计重力作用）下列说法中正确的是（）A.从t=0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上B.从t=0时刻释放电子，电子可能在两板间振动C.从t=T /4时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上D.从t=3T /8时刻释放电子，电子必将打到左极板上【解析】从t=0时刻释放电子，如果两板间距离足够大，电子将向右先匀加速T /2，接着匀减速T /2，速度减小到零后，又开始向右匀加速T /2，接着匀减速T /2……直到打在右极板上．电子不可能向左运动；如果两板间距离不够大，电子也始终向右运动，直到打到右极板上．从t=T /4时刻释放电子，如果两板间距离足够大，电子将向右先匀加速T /4，接着匀减速T /4，速度减小到零后，改为向左先匀加速T /4，接着匀减速T /4．即在两板间振动；如果两板间距离不够大，则电子在第一次向右运动过程中就有可能打在右极板上．从t=3T /8时刻释放电子，如果两板间距离不够大，电子将在第一次向右运动过程中就打在右极板上；如果第一次向右运动没有打在右极板上，那就一定会在第一次向左运动过程中打在左极板上．选AC 【答案】AC6、如图9－4－15所示,水平放置的两平行金属板相距为d,充电后其间形成匀强电场.一带电量为+q,质量为m 的液滴从下板边缘射入电场,并沿直线运动恰好从上板边缘射出.可知,该液滴在电场中做_______运动,电场强度为_______,电场力做功大小为_______ 【解析】由题意可知，带电粒子只能作匀速直线运动，所受重力和电场力的合外力为零．有：mg qE =qmgE =，根据动能定理：0=-mgd qU mgd qU =【答案】作匀速直线运动，qmgE =，mgd W = tuU 0 -U 0o 2T T图9－4－14图9－4－157、密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性.如图所示是密立根实验的原理示意图9－4－16，设小油滴质量为m ，调节两板间电势差为U ，当小油滴悬浮不动时，测出两板间距离为d .可求出小油滴的电荷量q =_______. 【解析】受力平衡可得：mg qE =mg dUq= Umgdq =【答案】Umgd8、如图9－4－17所示，在倾角37°的斜面两端，垂直于斜面方向固定两个弹性板，两板相距2米，质量10克，带电量1×10-7库仑的物体与斜面的摩擦系数为0.2，物体在斜面中点时速度大小为10米/秒，物体在运动中与弹性板碰撞中机械能不损失，物体在运动中电量不变，若匀强电场场强E=2×106牛/库，求物体在斜面上通过的路程？（g=10米/秒2）【解析】N mg F f N 016.037cos ===ομμmg sin370=0.06N Eq =0.2N f + mg sin37°<Eq故最后应停在紧靠上边弹性板处，由动能定理得：2210sin 22mv fS L mg L Eq-=--θ解得：S =40m 【答案】S =40m9、如图9－4－18所示，空间相距为d 的平行金属板加上电压后，它们之间的电场可视为匀强电场，其变化如图，当t=0时，A 板电势比B 板电势高，这时在靠近B 板处有一初速度为零的电子（质量为m ，电量为q ）在电场力作用下开始运动，若要使这电子到达A 板时具有最大的动能，则所加交变电压的频率最大不能超过多少？【解析】根据题意当电子从t=0时开始运动，运动时间t ∆≤2T时，电子到达A 板时具有最大的动能．临界条件：202)2(2121T md qU at d ==28qU md T =所以 208md qU f = 图9－4－16图9－4－17图9－4－18U S 接地－+L图9－4－19【答案】不能超过28md qU10、（2003年上海高考）为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面是面积204.0m A =的金属板，间距m L 05.0=，当连接到V U 2500=的高压电源正负两极时，能在两金属板间产生一个匀强电场，如图9－4－19所示．现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，每立方米有烟尘颗粒1310个，假设这些颗粒都处于静止状态，每个颗粒带电量为C q 17100.1-⨯+=，质量为kg m 15100.2-⨯=，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力．求合上电键后：⑴经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附？⑵除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功？⑶经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大？【解析】⑴当最靠近上表面的烟尘颗粒被吸附到下板时，烟尘就被全部吸附．烟尘颗粒受到的电场力：L qU F =而222121t mLqU at L ==可得s t 02.0= ⑵由于板间烟尘颗粒均匀分布，可以认为烟尘的质心位置位于板的中心位置，因此除尘过程中电场力对烟尘做的总功为：J NALqU W 4105.221-⨯==⑶设烟尘颗粒下落距离为x ，则当时所有烟尘颗粒的总动能：)()(212x L NA x LqU x L NA mv E K -•=-•=当L x 21=时，K E 最大，又根据2121at x =得s L qUma xt 014.021===第Ⅴ课时带电粒子在电场中的曲线运动1、如果不计重力的电子，只受电场力作用，那么，电子在电场中可能做（） A ．匀速直线运动 B ．匀加速直线运动 C ．匀变速曲线运动 D ．匀速圆周运动【解析】电子绕核运动便可看成匀速圆周运动【答案】B C D2、一束由不同种正离子组成的粒子流以相同的速度，从同一位置沿垂直于电场方向射入匀。

人教版高中物理选修3-1第一章静电场单元评估.docx

高中物理学习材料唐玲收集整理《静电场》单元评估限时：90分钟总分：100分一、选择题(每小题4分，共40分)1．下列关于电场强度表达式E＝F/Q和E＝kQ/r2的叙述，正确的是( )A．E＝F/Q是电场强度的定义式，其中F表示放入电场中的电荷所受的电场力，Q是放入电场中检验电荷的电量，它适用于任何电场B．由电场强度的定义式E＝F/Q得E与F成正比，与Q成反比C．E＝kQ/r2是点电荷的场强计算公式，Q是放入电场中的电荷的电量，它不适用于匀强电场D．从点电荷电场强度的计算式分析库仑定律的表达式F＝kQ1Q2/r2，式中kQ2/r2是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的电场强度的大小，而式中kQ1/r2是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2处的电场强度的大小2．某电场的电场线分布如图1所示，以下说法正确的是( )图1A．c点场强大于b点场强B．a点电势高于b点电势C．若将一试探电荷＋q由a点释放，它将沿电场线运动到b点D．若在d点再固定一点电荷－Q，将一试探电荷＋q由a移至b的过程中，电势能减小图23.如图2所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部．闭合开关S，小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是( )A. 保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大B. 保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小C. 保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大D. 保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小4．电荷＋Q激发的电场中有A、B两点．质量为m，电量为q的带正电的粒子，自A点由静止释放后的运动中经过B点时的速度为v0，如果此粒子的质量为2q，质量为4m，仍从A点由静止释放(粒子重力均不计)，则后一个粒子经过B点时的速度应为( )A．2v0B．4v0C．v0/2 D.2 2v05．带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：①在电场线上运动，②在等势面上做匀速圆周运动．该电场可能由( )A．一个带正电的点电荷形成B．一个带负电的点电荷形成C．两个分立的带等量负电的点电荷形成D．一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成图36．空间有一匀强电场，在电场中建立如图3所示的直角坐标系O—xyz，M、N、P为电场中的三个点，M 点的坐标(0，a,0)，N 点的坐标为(a,0,0)，P 点的坐标为(a ，a 2，a2)．已知电场方向平行于直线MN ，M 点电势为0，N 点电势为1 V ，则P 点的电势为( )A.22V B.32V C.14 V D.34V 7．在真空中有A 、B 、C 三个点电荷，依次放于同一直线上，都处于平衡状态，若三个点电荷的电量、电荷的正负及相互间距离都未知，根据平衡能判断这三个点电荷的情况是( )①分别带何种电荷 ②哪几个同号，哪几个异号 ③哪一个电量最小 ④电量大小的依次排序 A ．①② B ．①③ C ．②③D ．②④图58．如图5所示，平行金属板内有一匀强电场，一个电量为q 、质量为m 的带电粒子(不计重力)，以v 0从A 点水平射入电场，且刚好以速度v 从B 点射出，则( )①若该粒子以速度－v 从B 点射入，则它刚好以速度－v 0从A 点射出 ②若将q 的反粒子(－q ，m )以－v 从B 点射入，它将刚好以速度－v 0从A 点射出 ③若将q 的反粒子(－q ，m )以－v 0从B 点射入，它将刚好以速度－v 从A 点射出 ④若该粒子以－v 从B 点射入电场，它将以－v 从A 点射出A ．①②B ．①③C ．②③D ．②④图69．如图6在真空中上、下两个区域均为竖直向下的匀强电场，其电场线分布如图所示，有一带负电的粒子，从上边区域沿一条电场线以速度v 0匀速下落，并进入下边区域(该区域的电场足够广)，在图7所示速度—时间图象中，符合粒子在电场内运动情况的是(以v 0方向为正方向)( )图710．一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电荷量不变的小油滴，小油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比．若两极板间电压为零，经一段时间后，小油滴以速率v匀速下降；若两极板间的电压为U，经一段时间后，小油滴以速率v匀速上升．若两极板间电压为－U，小油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是( )A．2v、向下B．2v、向上C．3v、向下D．3v、向上二、填空题(每小题5分，共20分)图811．如图8所示为某匀强电场中等势面的示意图，A、B两点间距离为2厘米，其他已知条件如图中所示，则该匀强电场的强度大小为________牛/库，此电场的方向是________．图912．利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘，静电除尘器由金属管A 和悬在管中的金属丝B 组成，A 和B 分别接到高压电源的正极和负极，其装置示意图如右图9所示．A 、B 之间有很强的电场，距B 越近场强________(填“越大”或“越小”)．B 附近的气体分子被电离成电子和正离子，粉尘吸附电子后被吸附到________(填“A ”或“B ”)上，最后在重力的作用下落入下面的漏斗中．13．有两个完全相同的金属球A 、B ，B 球固定在绝缘地板上，A 球在离B 球为H 的正上方由静止释放下落，与B 球发生对心正碰后，回跳的高度为h ，设碰撞中无动能损失，空气阻力不计，若A 、B 球带等量同种电荷，则h 与H 的大小关系是h ________H ，若A 、B 带等量的异种电荷，则h ________H .图1014．半径为r 的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m 、带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场如图10所示。

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高中物理学习材料唐玲收集整理《静电场》综合评估限时：90分钟总分：100分答题表题号12345678910答案一、选择题(1－7为单选题，每小题5分；8－10为多选题，每小题6分，共53分)1．使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上－3Q 和＋5Q的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为F1.现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a的两点，它们之间库仑力的大小为F2.则F1与F2之比为( ) A．2∶1 B．4∶1 C．16∶1 D．60∶12．如下图所示的真空空间中，仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷，则下图中a、b两点电场强度和电势均相同的是( )3．如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，若带电粒子q(|Q|≫|q|)由a运动到b，电场力做正功．已知在a、b两点粒子所受电场力分别为F a、F b，则下列判断正确的是( )A．若Q为正电荷，则q带正电，F a＞F bB．若Q为正电荷，则q带正电，F a＜F bC．若Q为负电荷，则q带正电，F a＞F bD．若Q为负电荷，则q带正电，F a＜F b4．如图所示，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．两个物块的电势能逐渐减少B．物块受到的库仑力不做功C．两个物块的机械能守恒D．物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力5．一正电荷在电场中仅受电场力作用，从A点运动到B点，速度随时间变化的图象如图所示，t A、t B分别对应电荷在A、B两点的时刻，则下列说法中正确的是( )A．A处的场强一定小于B处的场强B．A处的电势一定低于B处的电势C．电荷在A处的电势能一定大于在B处的电势能D．从A到B的过程中，电场力对电荷做正功《静电场》综合评估1．D 两个完全相同的金属小球相互接触后，带电荷量均为＋Q，距离变为原来的两倍，根据库仑定律可知选项D正确．2．C C图中a、b两点处在＋q、－q连线的中垂线上，且关于两电荷连线对称分布，电场强度和电势均相同．3．A 考查电场强度与电场力的关系．a点的电场线密度比b点大，电场强度大，同一电荷受到的电场力大，F a＞F b，如果Q是正电荷，由于电场力对q做正功，q受到的电场力方向向右，q带正电，A 正确，B不正确．如果Q是负电荷，由于电场力对q做正功，q受到的电场力方向向右，q带负电，C、D不正确．4．A 由静止释放后，两带电小物块带同种电荷，所以库仑力对它们均做正功，故电势能都减小，A正确、B错误；两小物块运动过程中，因摩擦力和电场力分别做功，发生机械能和其他能量的相互转化，故机械能不守恒，C错；因最终停止，故D错．5．B 由图象知A处的加速度大于B处的加速度，A处的场强一定大于B处的场强，A错．由功能关系及动能和电势能之和守恒知B 正确，C、D错．6．一个带负电荷q，质量为m的小球，从光滑绝缘的斜面轨道的A点由静止下滑，小球恰能通过半径为R的竖直圆形轨道的最高点B 而做圆周运动．现在竖直方向上加如图所示的匀强电场，若仍从A点由静止释放该小球，则( )A．小球不能过B点B．小球仍恰好能过B点C．小球能过B点，且在B点与轨道之间压力不为0D．以上说法都不对学生用书第102页7．如图所示，绝缘杆两端固定带电小球A和B，轻杆处于水平向右的匀强电场中，不考虑两球之间的相互作用．初始时杆与电场线垂直，将杆右移的同时顺时针转过90°，发现A、B两球电势能之和不变．根据如图给出的位置关系，下列说法正确的是( ) A．A一定带正电，B一定带负电B．A、B两球带电量的绝对值之比q A∶q B＝1∶2C．A球电势能一定增加D．电场力对A球和B球都不做功8．如图所示，在点电荷Q的电场中有a、b两点，两点到点电荷的距离r a<r b.设a、b两点场强大小分别为E a和E b，电势分别为φa和φb，则( )A．E a一定大于E b，φa一定大于φbB．E a一定大于E b，φa可能小于φbC．E a一定大于E b，φa可能大于φbD．E a可能小于E b，φa可能小于φb9．AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O.将电量分别为＋q和－q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图所示．要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷( )A．应放在A点，Q＝2q B．应放在B点，Q＝－2qC．应放在C点，Q＝－q D．应放在D点，Q＝q10．有三个质量相等，分别带正电，负电和不带电的微粒，从极板左侧中央以相同的水平初速度v先后垂直场强射入，分别落到极板A、B、C处，如图所示，则正确的有( )A．粒子A带正电，B不带电，C带负电B．三个粒子在电场中运动时间相等C．三个粒子在电场中运动的加速度a A＜a B＜a CD．三个粒子到达极板时动能E k A＞E k B＞E k C二、填空题(共12分)11．(8分)空气中的负氧离子对于人的健康极为有益．人工产生负氧离子的方法最常见的是电晕放电法．如图所示一排针状负极和环形正极之间加上直流高压电，电压达5 000 V左右，使空气发生电离，从而产生负氧离子．在负极后面加上小风扇，将大量负氧离子排出，使空《静电场》综合评估6.B 小球从光滑绝缘的斜面轨道的A点由静止下滑，恰能通过半径为R的竖直圆形轨道的最高点B而做圆周运动，则mg＝mv21/R，mg(h－2R)＝mv21/2；加匀强电场后仍从A点由静止释放该小球，则(mg －qE)(h－2R)＝mv22/2，联立解得mg－qE＝mv22/R，满足小球恰好能过B点的临界条件，选项B正确．7．B A、B两球电势能的变化量的绝对值相同，即：q A E·2L＝q B E·L，则有q A∶q B＝1∶2，故B项正确；由于无法判断A、B两球的电势能是增加了还是减少了，故A、B两球所带的电性无法判断，故A、C、D三项均错．8．BC 电场中某点的电场强度E和电势φ没有联系，电场中某点的电势与零势点的选取有关，故B、C选项正确．9．CD 先将＋q、－q在O点产生的场强合成，因为＋q、－q与O点构成等边三角形，可求出合场强E0方向水平向右，大小E0＝E1＝E2，如图所示．欲使圆心O处的电场强度为零，所放置的点电荷Q在O点产生的场强方向必须水平向左，且大小也为E0.若在A点和B点放置点电荷Q，则它产生的场强只能沿竖直方向，达不到目的．若在C点放置点电荷Q，则必为负电荷，且Q＝－q，选项C 对．若在D点放置点电荷Q，则必为正电荷，且Q＝q，选项D对．10．AC 三粒子在水平方向上都为匀速运动，则它们在电场中的飞行时间关系为t A＞t B＞t C，三粒子在竖直方向上有d/2＝at2/2.所以a A＜a B＜a C，则A带正电，B不带电，C带负电．再由动能定理知，三粒子到达极板时动能关系为E k A＜E k B＜E k C.气清新化．针状负极与环形正极间距离为5 mm，且视为匀强电场，则电场强度为________V/m，电场对负氧离子的作用力为________N.12．(4分)如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，且相邻两等势面的电势差相等，一正电荷在等势面φ3上时具有动能60 J，它运动到等势面φ1上时，速度恰好为零，令φ2＝0，那么，当该电荷的电势能为12 J时，其动能大小为________J.三、计算题(共35分)13．(16分)如图所示，一个电子以4×106 m/s的速度沿与电场垂直的方向从A点飞进匀强电场，并且从另一端B点沿与场强方向成150°角方向飞出，那么，A、B两点间的电势差为多少伏？(电子的质量为9.1×10－31 kg)《静电场》综合评估11.1×106 3.2×10－13解析：因为可视为匀强电场，所以E＝U/d＝5 000/(5×10－3) V/m ＝1×106 V/m，电场对负氧离子的作用力为F＝E·q＝1×106×3.2×10－19 N＝3.2×10－13 N.12．18解析：以φ2的电势为零，由能量守恒可知，电荷的电势能和动能的总和保持不变，由题意可知每经过一个等势面带电粒子的动能减少30 J，则在等势面φ2上时动能为30 J，电势能为0，则总能量为30 J，故当电势能为12 J时，动能为18 J.13．－1.4×102 V解析：电子在水平方向做匀速直线运动，即达B点时，水平分速度仍为v A，则v B＝v A/cos60°＝2v A.由动能定理：－eU AB＝mv2B/2－mv2A/2.解得U AB＝－1.4×102 V.14．(19分)如图所示，ab是半径为R的圆的一条直径，该圆处于匀强电场中，场强大小为E，方向一定，在圆周平面内，将一带正电荷q的小球从a点以相同的动能抛出，抛出方向不同时，小球会经过圆周上不同的点，在所有的这些点中，到达c点时小球的动能最大．已知∠cab＝30°，若不计重力和空气阻力，试求：学生用书第104页(1)电场方向与ac间的夹角θ为多大？(2)若小球在a点时初速度方向与电场方向垂直，则小球恰好能落在c点，那么初动能为多大？《静电场》综合评估14.(1)30°(2)EqR/8解析：(1)带正电小球从a点抛出后，仅在电场力作用下，运动到圆周上的c点，且具有最大动能，则说明在圆周上c点与a点的电势差最大，过c点做圆的切线即为该匀强电场的等势线，故电场的方向沿Oc方向，如图所示．电场方向与ac间的夹角为30°.(2)设初速度为v0，垂直电场方向带正电小球做匀速运动，有R·sin60°＝v0t平行于电场方向带正电小球做匀加速直线运动，有R＋R cos60°＝at2/2根据牛顿第二定律，得qE＝ma联立以上各式解，得E k a＝mv20/2＝EqR/8唐玲。