湖州市高中物理必修三第十章《静电场中的能量》检测(有答案解析)

一、选择题
1．如图所示，电子在电势差为1U 的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为2U 的两块平行极板间的电场中，射入方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角 变大的是（ ）
A ．1U 变大、2U 变大
B ．1U 变小、2U 变大
C ．1U 变大、2U 变小
D ．1U 变小、2U 变小
2．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，即U ab =U bc ，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，R 同时在等势面b 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 点的小
C ．带电质点在P 点的加速度比在Q 的加速度大
D ．带电质点在P 点的动能与电势能之和比在Q 点的小
3．A 、B 两个点电荷在真空中所产生电场的电场线（方向未标出）如图所示。

图中C 点为两点电荷连线的中点，MN 为两点电荷连线的中垂线，D 为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN 左右对称。

则下列说法中正确的是（ ）
A ．这两点电荷一定是等量异种电荷
B ．这两点电荷一定等量同种电荷
C．D、C两点的电势一定不相等D．C点的电场强度比D点的电场强度小4．如图所示，正电荷在电场中从A点运动到B点，则运动过程中（）
A．电场力做负功、电势能减小B．电场力做正功、电势能减小
C．电场力做负功、电势能增加D．电场力做正功、电势能增加
5．一带电粒子在如图所示的点电荷的电场中，仅在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点，电荷的加速度、动能、电势能的变化情况是（）
(3)
A．加速度的大小增大，动能、电势能都增加
B．加速度的大小减小，动能、电势能都减少
C．加速度的大小增大，动能增加，电势能减少
D．加速度大小减小，动能减少，电势能增加
6．如图所示，在处于O点的点电荷+Q形成的电场中，试探电荷q由A点移到B点，电场力做功为W1；以OA为半径画弧交于OB于C，q由A点移到C点电场力做功为W2；q由C点移到B点电场力做功为W3。

则三者的做功关系以及q由A点移到C点电场力做功为W2的大小（）
A．W1=W2=W3，W2=0
B．W1>W2=W3，W2>0
C．W1=W3>W2，W2=0
D．W1=W2<W3，W2=0
7．如图所示，M、N是竖直放置的两平行金属板，分别带等量异种电荷，两板间产生个水平向右的匀强电场，场强为E，一质量为m、电荷量为+q的微粒，以初速度v0竖直向上从两极正中间的A点射入匀强电场中，微粒垂直打到N板上的C点。

已知AB=BC，已知重力加速度为g，不计空气阻力，则（）
A．微粒在电场中做非匀变速曲线运动
B．微粒打到C点时的速率与射入电场时的速率相等
C．M N板间的电势差为
2
0 2mv q
D．M N板间的电势差为
2
0 8 Ev
8．在如图所示的4种情况中，a、b两点的场强相同，电势相同的（）
A．带电平行板电容器两极板间的a、b两点
B．离点电荷等距的a、b两点
C．达到静电平衡时导体内部的a、b两点
D．两个等量异种电荷连线上，与连线中点O等距的a、b两点
9．如图，△abc中bc=4cm，∠acb=30°。

匀强电场的电场线平行于△abc所在平面，且a、b、c点的电势分别为3V、-1V、3V下列说法中正确的是（）
A．电场强度的方向沿ac方向
B．电场强度的大小为2V/m
C．电子从a点移动到b点，电场力做功为4eV
D ．电子从c 点移动到b 点，电势能增加了4eV
10．如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中有A 、B 、C 三点，A 点为两点电荷连线的中点，B 点为连线上距A 点距离为d 的一点，C 点为连线中垂线上距A 点距离也为d 的一点，则下面关于三点电场强度E 的大小、电势高ϕ低的比较，正确的是（ ）
A ．
B A
C E E E >>，A C B ϕϕϕ=>
B ．A
C B E E E =>，A C B ϕϕϕ=>
C ．A B E E ＜，E A ＜E C ，A B ϕϕ>，A C ϕϕ>
D ．
E A >E B ，E A >E C ，A B ϕϕ>，A C ϕϕ>
11．在空间中水平面MN 的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m 的带电小球由MN 上方的A 点以一定初速度水平抛出，从B 点进入电场，到达C 点时速度方向恰好水平，A ，B ，C 三点在同一直线上，且2AB BC =，如图所示，由此可知（ ）
A ．小球带正电
B ．电场力大小为2mg
C ．小球从A 到B 与从B 到C 的运动时间相等
D ．小球从A 到B 与从B 到C 的速度变化量的大小相等
12．如图所示，等边三角形ABC 处在匀强电场（电场强度方向与等边三角形ABC 所处平面平行）中，三个顶点的电势分别为0A B ϕϕ==、3C ϕϕ=（0ϕ>）。

若该匀强电场的电场强度大小和方向不变，使三角形ABC 绕A 点在三角形ABC 所处平面内逆时针旋转30°，则此时B 点的电势为（ ）
A ．3ϕ
B 3ϕ
C ．ϕ
D 2ϕ
13．两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中a 点进入该电场，其运动轨迹为图中实线，a 、e 两点和b 、d 两点关于两电荷
连线对称。

若该粒子只受静电力作用，则下列说法正确的是（ ）
A ．粒子带正电荷
B ．b 点和d 点的电场强度相同
C ．a 点和e 点的电场强度相同
D ．粒子从a 点运动到e 点的过程中，电势能先变小后变大
14．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
15．在匀强电场中平行电场方向建立一直角坐标系，如图所示。

从坐标原点沿+y 轴前进0.3m 到A 点，电势升高了12V ，从坐标原点沿+x 轴前进0.2m 到B 点，电势降低了6V ，则下列说法正确的是（ ）
A ．场强大小为50V/m
B ．场强大小为502V/m
C ．场强方向由A→B
D ．场强方向由B→A
二、填空题
16．沿着电场线的方向，电势逐渐________，正电荷的电势能逐渐_________ 。

（均填“增高”或“降低”）
17．在电场中A 、B 两点间的电势差为75V AB U =，B 、C 两点间的电势差为
200V BC U =-，则A 、C 两点间的电势差为AC U =______V 。

18．如图所示，a 、b 、c 表示点电荷电场中的三个等势面，它们的电势分别为φ、58
φ和
1
φ（φ<0），该点电荷的电性为________。

一带电粒子从等势面a上某处由静止释放，仅4
受到电场力作用而运动，已知带电粒子经过等势面b时的速率为v，它经过等势面c时的速率为________。

19．一个正电荷带电量为2.0×10－9C，从电场中A点移到B点，电场力对它做功2.4×10－
6J，则A、B两点间的电势差是______；如果将一个带电量为5.0×10－9C的负电荷，从B点移到A点，它的电势能将______（填增大、减小、不变），电势能的变化量为______。

20．图中各点间距相等，如果在A点固定一个正点电荷，B点固定一个和其电荷量相等的负点电荷，则a、b、c三点中电场强度最大的是___________点，如果将一个电荷量为
q
的点电荷从a点移到c点，其电势能将___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。

21．如图为探究平行板电容器电容大小因素的实验，两平行板之间的电场可以视为匀强电场，给电容器充电后与电源断开，请将正确的的结论填在横线上：
(1)本实验过程使用的实验方法是____________________________________
(2)实验过程中进行如下操作：
①只上移左极板，可观察到静电计指针偏转角___；（选填“变大”“变小”或“不变”）
②只将极板间距离减小时，可观察到静电计指针偏转角___；（选填“变大”“变小”或“不变”）
③只将两板间插入一块玻璃，可观察到静电计指针偏转角___；（选填“变大”“变小”或“不变”）
(3)下列关于实验中使用静电计的说法中正确的有_______
A．使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况
B．使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况
C．静电计可以用电压表替代
D．静电计可以用电流表替代
22．如图为示波器原理机构图，若在荧光屏上Ⅱ象限显示出为一个亮点，则在 YY'板间所加电压U YY'______0 ，在 XX' 板间所加电压U XX'______0（选填>，<，=）
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．均匀带电正方形框边长为R ，所带电量为+Q ，若取无穷远处电势为零，则其两条对角线交点处的电势___零， (选填“大于”、“小于”或“等于”)；今在其一边中点挖去一个长为r (r <<R )的一小段后，则其两条对角线交点处电场强度大小____________
25．有一充电的平行板电容器，两板间电压为3 V ，正极板所带的电荷量为+3×10-4 C ，负极板所带的电荷量为-3×10-4 C ，则此电容器的电容是________ μF ；若将电容器极板上的电荷全部放掉，电容器的电容是________ μF ．
26．水平方向的匀强电场中，一个质量为m 、带电荷量为q +的质点，从A 点射入电场并沿直线运动到B 点，运动轨迹跟电场线（虚线表示）夹角为α，如图所示，该匀强电场的方向是_________，场强大小E =____________。

三、解答题
27．如图所示，在平面直角坐标系的第四象限存在竖直向下的匀强电场。

一质量为m ，带电量为q -的粒子，由y 轴上的()0,A a 点沿x 轴正方向以速度0v 射入第一象限，随后经x 轴上的(),0B b 点进入第四象限，当粒子到达AB 的延长线上的C 点时，速度恰好也沿x 轴的正方向，且知C 点的横坐标为c ，静电力恒量为k ，重力加速度为g 。

试求： （1）粒子由B 点运动到C 点所经历的时间t ；
（2）匀强电场的场强E 的大小。

28．如图所示，用30cm 的细线将质量为3410kg -⨯的带电小球P 悬挂在O 点下，当空中有方向为水平向右，大小为4110N/C ⨯的匀强电场时，小球偏转37°后处于静止状态，求：
(1) 小球的带何种电荷；
(2) 小球所带电量；
(3)为了让小球能在竖直平面内完成圆周运动，至少要给它多大的初速度？(sin370.6︒=，cos370.8︒=，210m/s g =)。

29．如图所示，一根光滑绝缘细杆与水平面成α=30o 角倾斜固定。

细杆的一部分处在场强方向水平向右的匀强电场中，场强E =23×104N/C 。

在细杆上套有一个带负电的小球，带电量为q =1×10-5C 、质量为m =3×10-2kg 。

现使小球从细杆的顶端A 由静止开始沿杆滑下，并从B 点进入电场，小球在电场中滑至最远处的C 点。

已知AB 间距离x 1=0.4m ， g=10m/s 2求：
(1)小球通过B 点时的速度大小v B ；
(2)求小球从A 运动到B 所用的时间t ；
(3)小球进入电场后滑行的最大距离x 2；
30．如图所示，空间有场强E =1.0×102V/m 竖直向下的匀强电场，长L =0.8m 不可伸长的轻绳固定于O 点。

另一端系一质量m =0.5kg 带电q =+5×10﹣2C 的小球。

拉起小球至绳水平后在A 点无初速度释放，当小球运动至O 点的正下方B 点时绳恰好断裂，小球继续运动并垂直打在同一竖直平面且与水平面成θ=53°、无限大的挡板MN 上的C 点。

试求：
(1)绳子的最大张力；
(2)A、C两点的电势差；
(3)当小球运动至C点时，突然施加一恒力F作用在小球上，同时把挡板迅速水平向右移至某处，若小球仍能垂直打在档板上，所加恒力F的方向及取值范围。