静电场章末检测题

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静电场测试题及答案

静电场测试题及答案

《静电场》章末检测题一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。

将所有符合题意的选项选出,将其序号填入答卷页的表格中。

全部选对的得4分,部分选对的得2分,有错选或不选的得O 分。

)1.下列关于起电的说法错误的是( )A .静电感应不是创造电荷,只是电荷从物体的一个部分转移到了另一个部分B .摩擦起电时,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电C .摩擦和感应都能使电子转移,只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上,而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分D .一个带电体接触一个不带电的物体,两个物体可能带上异种电荷2.两个完全相同的金属球A 和B 带电量之比为1:7 ,相距为r 。

两者接触一下放回原来的位置,则后来两小球之间的静电力大小与原来之比可能是( ) A .16:7 B .9:7 C .4:7 D .3:7 3.下列关于场强和电势的叙述正确的是( ) A .在匀强电场中,场强处处相同,电势也处处相等B .在正点电荷形成的电场中,离点电荷越远,电势越高,场强越小C .等量异种点电荷形成的电场中,两电荷连线中点的电势为零,场强不为零D .在任何电场中,场强越大的地方,电势也越高 4. 关于qW U ABAB 的理解,正确的是( ) A .电场中的A 、B 两点的电势差和两点间移动电荷的电量q 成反比B .在电场中A 、B 两点间沿不同路径移动相同电荷,路径长时W AB 较大C .U AB 与q 、W AB 无关,甚至与是否移动电荷都没有关系D .W AB 与q 、U AB 无关,与电荷移动的路径无关5.如图所示,a 、b 、c 为电场中同一条电场线上的三点,其中c 为线段ab 的中点。

若一个运动的正电荷仅在电场力的作用下先后经过a 、b 两点,a 、b 两点的电势分别为 a = -3V 、b = 7 V ,则( )A .c 点电势为2 VB .a 点的场强小于b 点的场强C .正电荷在a 点的动能小于在b 点的动能D .正电荷在a 点的电势能小于在b 点的电势能6. 一平行板电容器接在电源上,当两极板间的距离增大时,如图所示,则( ) A .两极板间的电场强度将减小,极板上的电量也将减小; B .两极板间的电场强度将减小,极板上的电量将增大; C .两极板间的电场强度将增大,极板上的电量将减小; D .两极板间的电场强度将增大,极板上的电量也将增大。

静电场 章末检测及解析

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静电场 章末检测及解析(时间:60分钟,满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分.在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)1.仔细观察下列与静电有关的各图,属于防范静电的是( )解析:选A.题给四个图中,B 、C 、D 均为静电现象的应用,故选A.2.(2013·洛阳统考)如图所示的四个电场中,均有相互对称分布的a 、b 两点,其中电势和场强都相同的是( )解析:选B.A 中,a 、b 两点场强的方向不同,A 错误;B 中a 、b 两点电势和场强均相同,B 正确;C 中,a 点电势高于b 点电势,C 错误;D 中,a 、b 两点场强的方向不同,D 错误.故选B.3.(2013·台州高二检测)两个分别带有电荷量-Q 和+3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r 的两处,它们间库仑力的大小为F .若将两小球相互接触后分开一定的距离,两球间库仑力的大小变为43F ,则两小球间的距离变为( )A.r 4B.r 2C .rD .2r答案:B 4.(2013·广州一中高二检测)如图所示,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()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A到BD.错开过程中,通过电阻R的电流方向为B到A解析:选BC.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=Ud知,场强不变,带电尘粒受力不变,因而仍将静止,A错误,B正确.两板错开时,由C=εr S4πkd知,电容减小,电荷量Q=U·C减小,因而电容器放电,电阻R中电流方向为A到B,C正确,D错误,故选BC.5.(2013·银川一中质检)如图所示,平行金属板A、B之间有匀强电场,A、B间电压为600 V,A板带正电并接地,A、B两板间距为12 cm,C点离A板4 cm,下列说法正确的是()A.E=2 000 V/m,φC=200 VB.E=5 000 V/m,φC=-200 VC.电子在C点具有的电势能为-200 eV,把一个电子从C点移动到B板,电场力做功为-400 eVD.电子在C点具有的电势能为200 eV,把一个电子从C点移动到B板,电场力做功为-400 eV解析:选BD.A接地,则其电势为零,又因为A、B间电压为600 V,则B处电压为-600 V,由此知C点电势为负值,则A、B间场强E=U/d=600 V/12 cm=50 V/cm=5 000 V/m,则φC=E×d C=50 V/cm×(-4 cm)=-200 V,B正确,A错误;电子在C点具有的电势能为200 eV,把一个电子从C点移动到B板,电场力做功为-400 eV,C错误,D正确.故选BD.6.(2013·安徽阜阳一中高二检测)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,电荷量为q的小球从圆弧管的水平直径端点由静止释放,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的大小为()A.mg/q B.2mg/qC.3mg/q D.4mg/q答案:C7.如图所示,一带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,其中M点在轨迹的最右端.不计重力,下列表述正确的是() 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.粒子在电场中的加速度不变D.粒子在电场中的电势能始终在增加解析:选 C.根据做曲线运动物体的受力特点合力指向轨迹的凹侧,再结合电场力的特点可知粒子带负电,即受到的电场力方向与电场线方向相反,B错误;从N到M电场力做负功,减速,电势能在增加,当达到M点后电场力做正功,速度增加,电势能在减小,则在M点的速度最小,A、D错误;粒子在整个过程中只受电场力,根据牛顿第二定律知加速度不变,C正确.故选C.8.(2013·河北教学监测)一带正电的粒子在电场中做直线运动的v-t 图象如图所示,t1、t2时刻分别经过M、N两点,已知运动过程中粒子仅受电场力作用,则下列判断正确的是()A.该电场可能是由某正点电荷形成的B.M点的电势高于N点的电势C.从M点运动到N点的过程中,电势能逐渐增大D.粒子在M点所受到的电场力大于在N点所受到的电场力解析:选C.由题中的v -t 图象可知:该粒子做的是匀减速直线运动,则粒子所处的电场均为匀强电场,A 、D 错误;由于粒子带正电,正电荷的受力方向跟该点场强的方向相同,如图所示,因为沿着电场线的方向电势降低,故M 点的电势低于N 点的电势,B 错误;从M 点运动到N 点的过程中,电场力做负功,电势能增加,C 正确.故选C. 9.假设在某电场中沿x 轴方向上,电势φ与x 的距离关系如图所示,现有一个电子在电场中仅受电场力作用移动,则下列关于电场和电子能量说法正确的是( )A .区域x 3~x 4内沿x 轴方向的电场强度均匀增大B .区域x 6~x 7内沿x 轴方向场强为零C .若电子从电势为2 V 的x 1位置向右移动到电势为2 V 的x 7位置,为了通过电势为3 V 的x 4位置,电子至少应具有1 eV 的初动能D .电子在区域x 1~x 2内沿x 轴方向所受电场力小于区域x 3~x 4内沿x 轴方向所受电场力解析:选BD.在x 轴方向上,由E =U d =ΔφΔx 可知,图象斜率表示沿x 轴方向场强大小,则区域0~x 1、x 2~x 3、x 4~x 5、x 6~x 7沿x 轴方向场强为0,区域x 1~x 2、x 3~x 4、x 5~x 6沿x 轴方向场强大小恒定,且区域x 1~x 2内的场强大小小于区域x 3~x 4内的场强大小.区域x 1~x 2内电势不断降低,场强方向沿x 轴正向,区域x 3~x 4内电势不断升高,场强方向沿x 轴负向,区域x 5~x 6内电势不断降低,场强方向沿x 轴正向,电子从x 1位置向右运动的过程中,在区域x 1~x 2内受沿x 轴负方向的电场力,做减速运动,电场力做负功,为了能通过整个区域,电子至少应具有2 eV 的初动能,电子在区域x 3~x 4内时,电场力沿x 轴正向,做正功,故选BD.10.如图甲所示,两平行正对的金属板A 、B 间加有如图乙所示的交变电压,一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P 处.若在t 0时刻释放该粒子,粒子会时而向A 板运动,时而向B 板运动,并最终打在A 板上.则t 0可能属于的时间段是( )A .0<t 0<T 4 B.T 2<t 0<3T 4C.3T 4<t 0<T D .T <t 0<9T 8解析:选B.因粒子最终打在A 板上,所以最初粒子应先向A 板运动,故释放时粒子受力向A ,即场强的方向最初向A ,A 、D 错误.设加速的时间为t ,则减速向A 运动的时间也为t ,返回加速时间为⎝ ⎛⎭⎪⎫T 2-t ,返回减速时间为⎝ ⎛⎭⎪⎫T 2-t .所以有12at 2+12at 2-12a ⎝ ⎛⎭⎪⎫T 2-t 2-12a ⎝ ⎛⎭⎪⎫T 2-t 2>0,一定能打到A 板,t >T 4.所以释放该粒子的时刻段为T 2<t 0<3T 4.故B 正确,D 错误.故选B.二、计算题(本题共4小题,共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 11.(10分)一条长3L 的线穿着两个完全相同的小金属环A 和B ,质量均为m ,将线的两端都系于同一点O ,如图所示,当两金属环带电后,由于两环间的静电斥力使丝线构成一个等边三角形,此时两环处于同一水平线上,如果不计环与线的摩擦,两环各带多少电量?(静电力常量为k )解析:线并没有拴住小金属环,故三段线的拉力均相等,设拉力为F T ,对环A 受力分析如图.竖直方向有F T ·sin 60°=mg (3分)水平方向有F =F T +F T cos 60°(3分)由库仑定律F =k Q 2L 2(2分)联立解得Q =L 3mg k .(2分)答案:均带L 3mg k12.(14分)如图所示,有一电子(电荷量为e )经电压U 0加速后,进入两块间距为d 、电压为U 的平行金属板间.若电子从两板正中间垂直电场方向射入,且正好能穿过电场,求:(1)金属板AB 的长度;(2)电子穿出电场时的动能.解析:(1)设电子飞离加速电场时的速度为v 0,由动能定理得eU 0=12m v 20①(2分)设金属板AB 的长度为L ,电子偏转时间t =L v 0②(2分) 电子在偏转电场中产生偏转加速度a =eU md ③(2分)电子在电场中偏转y =12d =12at 2④(3分)由①②③④得:L =d 2U 0U .(2分)(2)设电子穿出电场时的动能为E k ,根据动能定理E k =eU 0+e U 2=e (U 0+U 2).(3分)答案:(1)d 2U 0U (2)e ⎝⎛⎭⎪⎫U 0+U 2 13.(2013·保定调研)(16分)如图所示,光滑竖直圆环轨道,O 为圆心,半径为R =0.5 m ,B 点与O 点等高,在最低点固定一点电荷A ,B 点恰能静止一质量为m =0.1 kg ,电荷量为q =2×10-6 C 的带电小球,现将点电荷A 的电荷量增加为原来的两倍,小球沿圆环轨道向上运动到最高点C 时的速度为10 m/s ,取g =10 m/s 2,静电力常量k =9.0×109 N·m/C 2.求:(1)开始时点电荷A 的带电荷量Q 是多少?(2)小球在B 点刚开始运动时的加速度;(3)小球在C 点时,对轨道的压力;(4)点电荷A 的电荷量增加为原来的两倍后,B 、C 两点间的电势差.解析:(1)设点电荷A 的电荷量为Q ,受力分析如图所示,小球在B 点静止,则有: k qQ (2R )2=2mg (2分) 代入数据解得:Q =118×10-3 C .(1分)(2)当A 的电荷量增加为原来的两倍时,则有 k 2qQ (2R )2cos 45°-mg =ma (3分) 所以a =g =10 m/s 2,方向竖直向上.(1分)(3)在C 点时,设轨道对球的压力方向向下,大小为F N ,根据圆周运动知识可得mg +F N -k 2qQ (2R )=m v 2C R (3分) 代入数据解得:F N =(2+1) N(1分)则此时小球对轨道的压力大小也为(2+1) N ,方向为竖直向上.(2分)(4)设B、C两点间电势差为U,则由动能定理可得qU-mgR=12m v2C(2分)代入数据解得:U=22×106 V.(1分)答案:见解析。

静电场章末检测题

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静电场章末检测题一、选择题(1-8为单选,8-12多选;每题4分)1、下列关于电现象的叙述中正确的是( )A.玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电,橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电B.摩擦可以起电是普遍存在的现象,相互摩擦的两个物体总同时带等量的同种电荷C.摩擦起电现象的本质是电子的转移,呈电中性的物体得到电子就一定显负电性,失去电子的物体就一定显正电性D.摩擦起电的过程,是通过摩擦创造等量异号电荷的过程2、(多选)如图所示,a,b是两个带有同种电荷的小球,用绝缘丝线悬挂于同一点,两球静止时,它们距水平面的高度相等,绳与竖直方向的夹角分别为α,β,且β>α.若同时剪断两根细线,空气阻力不计,两球带电荷量不变,则( )A.a球的质量比b球的小B.a,b两球同时落地C.a球的电荷量比b球的大D.a,b两球飞行的水平距离相等3、如图所示,把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上,欲使球a能静止在斜面上,需在MN间放一带电小球b,则b应( )A.带负电,放在A点B.带正电,放在B点C.带负电,放在C点D.带正电,放在C点4、如图所示,M,N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O点为半圆弧的圆心,∠MOP=60°.电荷量相等、电性相反的两个点电荷分别置于M,N两点,这时O点电场强度的大小为E1;若将N点处的点电荷移至P点,则O点的场强大小变为E2.E1与E2之比为( )A.1∶2B.2∶1C.2∶D.4∶5、在静电场中,一个电子由a点移到b点时静电力做功为5 eV(1 eV =1.6×10-19J),则以下说法中正确的是( )A.电场强度的方向一定由b沿直线指向aB.a,b两点间电势差U ab=5 VC.电子的电势能减少5 eVD.电子的电势能减少5 J6、位于A,B处的两个带有不等量负电荷的点电荷在平面内的等势线分布如图所示,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,静电力做正功C.负电荷从a点移到c点,静电力做正功D.正电荷从e点沿图中虚线移到f点,电势能先增大后减小7、一束正离子以相同的速率从同一位置沿垂直于电场的方向飞入匀强电场中,所有离子的轨迹都是一样的,这说明所有离子( )A.都具有相同的质量B.都具有相同的电荷量C.具有相同的比荷D.都是同一元素的同位素8、电工穿的高压作业服是用铜丝编织的,下列说法正确的是( ) A.铜丝编织的衣服不易拉破B.电工被铜丝衣服所包裹,使体内电势为零C.电工被铜丝衣服所包裹,使体内场强为零D.铜丝电阻小,能对人体起到保护作用9、一带电粒子从电场中的A 点运动到B 点,轨迹如图中虚线所示,电场线如图中实线所示,不计粒子所受重力,则( )A.粒子带正电荷B.粒子加速度逐渐减小C.粒子在A 点的速度小于在B 点的速度D.粒子的初速度不为零10、在x 轴上存在与x 轴同向的电场,x 轴上各点的电场强度随x 点位置变化情况如图所示.点电荷a 和b 带的电荷量分别为+q 和-q,不计a 和b 间的静电力.下列叙述正确的是( ) A.x 1,x 2两处的电势相同B.a 和b 在x 1处的电势能相等C.将电荷a 沿x 轴从x 1处移到x 2处,电场力一直做正功D.b 在x 1处的电势能小于在x 2处的电势能11、有三个质量相等,分别带正电、负电和不带电的小球从同一位置以相同速度v 0先后射入竖直方向的匀强电场中,它们落在正极板的位置如图,则下列说法中正确的是( ) A.小球A 带正电,小球B 不带电,小球C 带负电B.三个小球在电场中运动的时间相等C.三个小球到达正极板的动能 < <D.三个小球的加速度关系为a A >a B >a C12、空间某区域存在着电场,电场线在竖直面上的分布如图所示,一个质量为m 、电荷量为q 的小球在该电场中运动,小球经过A 点时的速度大小为v 1,方向水平向右,运动至B 点时的速度大小为v 2,运动方向与水平方向之间夹角为α,A,B 两点之间的高度差与水平距离均为H,则以下判断中正确的是( )A.小球由A 点运动至B 点,电场力做的功W=12m 22v -12m 21v -mgH B.A,B 两点间的电势差U=2mq(22v -21v ) C.带电小球由A 运动到B 的过程中,机械能一定增加D.带电小球由A 运动到B 的过程中,电势能的变化量为mgH -12m 22v +12m 21v 二、实验题(每空2分)13、①如图所示为研究平行板电容器电容的实验。

章末检测:静电场(含详解)

章末检测:静电场(含详解)

章末检测(六):电场(时间:60分钟,分值:100分)一、单项选择题(本大题共7小题,每小题5分,共35分,每小题只有一个选项符合题意) 1.如图所示,A 、B 、C 、D 是真空中一正四面体的四个顶点.现在在A 、B 两点分别固定两个点电荷Q 1和Q 2,则关于C 、D 两点的场强和电势,下列说法正确的是( )A .若Q 1和Q 2是等量异种电荷,则C 、D 两点电场强度不同,电势相同B .若Q 1和Q 2是等量异种电荷,则C 、D 两点电场强度和电势均相同 C .若Q 1和Q 2是等量同种电荷,则C 、D 两点电场强度和电势均不相同 D .若Q 1和Q 2是等量同种电荷,则C 、D 两点电场强度和电势均相同2.如图所示,带有等量异种电荷的两块等大的平行金属板M 、N 水平正对放置.两板间有一带电微粒以速度v 0沿直线运动,当微粒运动到P 点时,将M 板迅速向上平移一小段距离,则此后微粒的可能运动情况是( )A .沿轨迹④运动B .沿轨迹①运动C .沿轨迹②运动D .沿轨迹③运动3.真空中有一半径为r 0的带电金属球壳,通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图,r 表示该直线上某点到球心的距离,r 1、r 2分别是该直线上A 、B 两点离球心的距离.下列说法中正确的是( )A .A 点的电势低于B 点的电势 B .A 点的电场强度方向由A 指向BC .A 点的电场强度小于B 点的电场强度D .正电荷沿直线从A 移到B 的过程中,电场力做负功4.如图,在光滑绝缘水平面上,三个带电小球a 、b 和c 分别位.于边长为l 的正三角形的三个顶点上;a 、b 带正电,电荷量均为q ,c 带负电.整个系统置于方向水平的匀强电场中.已知静电力常量为k .若三个小球均处于静止状态,则匀强电场场强的大小为( )A.3kq 3l 2B.3kq l 2C.3kq l 2D.23kq l 25.两个等量同种电荷固定于光滑水平面上,其连线中垂线上有A 、B 、C 三点,如图甲所示.一个电量为2 C 、质量为1 kg 的小物块从C 点静止释放,其运动的v -t 图象如图乙所示,其中B 点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线).则下列说法正确的是( )A .B 点为中垂线上电场强度最大的点,场强E =2 V/mB .由C 到A 的过程中物块的电势能先减小后变大C .由C 到A 的过程中,电势逐渐升高D .A 、B 两点电势差U AB =-5 V6.如图所示,光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P ,将另一个带电小物块Q 在斜面的某位置由静止释放,它将沿斜面向上运动.设斜面足够长,则在Q 向上运动过程中( )A .物块Q 的动能一直增大B .物块Q 的电势能一直增大C .物块P 、Q 的重力势能和电势能之和一直增大D .物块Q 的机械能一直增大7.一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d ,极板分别与电池两极相连,上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计).小孔正上方d2处的P 点有一带电粒子,该粒子从静止开始下落,经过小孔进入电容器,并在下极板处(未与极板接触)返回.若将下极板向上平移d3,则从P 点开始下落的相同粒子将( )A .打到下极板上B .在下极板处返回C .在距上极板d2处返回D .在距上极板25d 处返回二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分,每小题有多个选项符合题意) 8.如图所示,两个质量均为m ,带电荷量均为+q 的小球A 、B ,一个固定在O 点的正下方L 处,另一个用长为L 的细线悬挂在O 点,静止时,细线与竖直方向的夹角为60°,以下说法正确的是( )A .O 点处的电场强度的大小为3kqL 2B .A 在B 处产生的电场强度为kqL2C .细线上的拉力为3kq 2L2D .B 球所受A 球的库仑力和线的拉力的合力方向竖直向上9.将三个质量相等的带电微粒分别以相同的水平速度由P 点射入水平放置的平行金属板间,已知上板带正电,下板接地.三个微粒分别落在图中A 、B 、C 三点,不计其重力作用,则( )A .三个微粒在电场中运动时间相等B .三个微粒的电荷量相同C .三个微粒所受电场力的大小关系是F A <F B <F CD .三个微粒到达下板时的动能关系是E k C >E k B >E k A10.如图所示,相互垂直的固定绝缘光滑挡板PO 、QO 放置在重力场中,PO 竖直,a 、b 为两个带有等量同种电荷的小球(可以近似看成点电荷),当用水平向左的作用力F 作用于b 时,a 、b 紧靠挡板处于静止状态.现稍改变F 的大小,使b 稍向左移动一小段距离,则a 、b 重新处于静止状态后( )A .a 、b 间电场力增大B .作用力F 减小C.系统的重力势能增加三、非选择题(本大题共3小题,共47分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(10分)如图,匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道,轨道平面与电场方向平行.a、b为轨道直径的两端,该直径与电场方向平行.一电荷为q(q>0)的质点沿轨道内侧运动.经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为N a和N b.不计重力,求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能.12.(12分)如图甲所示的平行板电容器,板间距为d,两板所加电压随时间变化图线如图乙所示,t=0时刻,质量为m、带电荷量为q的粒子以平行于极板的速度v0射入电容器,t=3T时刻恰好从下极板边缘射出电容器,带电粒子的重力不计.求:(1)平行板电容器板长L;(2)粒子射出电容器时速度偏转的角度φ;(3)粒子射出电容器时竖直偏转的位移y.13(12分)如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内,管口B、C的连线水平.质量为m的带正电小球从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R.从小球(小球直径小于细圆管直径)进入管口开始,整个空间中突然加上一个斜向左上方的匀强电场,小球所受电场力在竖直方向上的分力方向向上,大小与重力相等,结果小球从管口C处离开圆管后,又能经过A点.设小球运动过程中电荷量没有改变,重力加速度为g,求:(1)小球到达B点时的速度大小;(2)小球受到的电场力大小;(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力.14(13分).如图所示,有三根长度皆为l=1.00m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,另一端分别拴有质量为m=1.00×10-2kg的带电小球A和B,它们的电量分别为-q和+q,q=1.00×10-7C.A、B之间用第三根线连接起来.其中存在大小为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)?章末检测(六)1.[解析]选B 2.[解析]选C 3.[解析]选B. 4.[解析]选B 5.[解析]选D 6.[解析]选D 7 [解析]选.D 8.[解析]选ABD. 9.[解析]选CD. 10.[解析]选BC.11.[解析]质点所受电场力的大小为f =qE ①(1分)设质点质量为m ,经过a 点和b 点时的速度大小分别为v a 和v b ,由牛顿第二定律有f +N a =m v 2ar ②(1分)N b -f =m v 2br③(1分)设质点经过a 点和b 点时的动能分别为E k a 和E k b ,有E k a =12m v 2a ④(1分)E k b =12m v 2b⑤(1分)根据动能定理有E k b -E k a =2rf ⑥(3分) 联立①②③④⑤⑥式得E =16q(N b -N a )(2分)E k a =r12(N b +5N a )(1分)E k b =r12(5N b +N a ).(1分)12[答案](1)3v 0T (2)arctan 2qUT md v 0 (3)3qU mdT 213.(1)8gR (2)2mg (3)3mg ,方向水平向右 14. 0.68J。

静电场章末检测及答案

静电场章末检测及答案

静电场章末检测及答案(时间:90分钟,满分:100分)一、选择题(本题共10个小题,每小题5分,共50分)图11.如图1所示,在真空中,把一个绝缘导体向带负电的球P 慢慢靠近.关于绝缘导体两端的电荷,下列说法中正确的是( )A .两端的感应电荷越来越多B .两端的感应电荷是同种电荷C .两端的感应电荷是异种电荷D .两端的感应电荷电荷量相等2.同一直线上的三个点电荷q 1、q 2、q 3,恰好都处在平衡状态,除相互作用的静电力外不受其他外力作用.已知q 1、q 2间的距离是q 2、q 3间的距离的2倍.下列说法可能正确的是( )A .q 1、q 3为正电荷,q 2为负电荷B .q 1、q 3为负电荷,q 2为正电荷C .q 1∶q 2∶q 3=36∶4∶9D .q 1∶q 2∶q 3=9∶4∶363.电场强度的定义式为E =F q ,点电荷的场强公式为E =kQ r 2,下列说法中正确的是( )A .E =F q 中的场强E 是电荷q 产生的B .E =kQ r 2中的场强E 是电荷Q 产生的C .E =F q 中的F 表示单位正电荷的受力D .E =F q 和E =kQ r 2都只对点电荷适用4.下列说法中正确的是( )A .在电场中,电场强度大的点,电势必定高B .电荷置于电势越高的点,其所具有的电势能也越大C .电场中电场强度大的地方,沿电场线方向电势降落快D .一带电粒子只受电场力作用在电场中运动时,电势能一定变化5.如图2所示,质量为m 、带电荷量为q 的粒子,以初速度v 0从A 点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中,粒子通过电场中B 点时,速率v B =2v 0,方向与电场的方向一致,则A 、B 两点的电势差为( )图2A.m v 202qB.3m v 20qC.2m v 20qD.3m v 202q6.一带电粒子沿着图3中曲线JK 穿过一匀强电场,a 、b 、c 、d 为该电场的电势面,其中φa <φb <φc <φd ,若不计粒子受的重力,可以确定( )图3 A .该粒子带正电B .该粒子带负电C .从J 到K 粒子的电势能增加D .粒子从J 到K 运动过程中的动能与电势能之和不变7. 如图4所示,导体球A 与导体球壳B 同心,原来都不带电,也不接地,设M 、N 两点的场强大小为E M 和E N ,下列说法中正确的是( )图4A .若使A 带电,则E M ≠0,E N =0B .若使B 带电,则E M =0,E N ≠0C .若使A 、B 两球分别带上等量异种电荷,则E M ≠0,E N =0D .若使A 球带电,B 球接地,则E M =0,E N =0图58.如图5所示,平行板电容器的两个极板为A 、B ,B 极板接地,A 极板带有电荷量+Q ,板间电场有一固定点P ,若将B 极板固定,A 极板下移一些,或者将A 极板固定,B 极板上移一些,在这两种情况下,以下说法正确的是( )A .A 极板下移时,P 点的电场强度不变,P 点电势不变B .A 极板下移时,P 点的电场强度不变,P 点电势升高C .B 极板上移时,P 点的电场强度不变,P 点电势降低D .B 极板上移时,P 点的电场强度减小,P 点电势降低9. 如图6所示,一个质量为m 、带电荷量为q 的粒子,从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入,当入射速度为v 时,恰好穿过电场而不碰金属板.要使粒子的入射速度变为v 2仍能恰好穿过电场,则必须再使( )图6A .粒子的电荷量变为原来的14B .两板间电压减为原来的12C .两板间距离变为原来的4倍D .两板间距离变为原来的2倍10. 如图7所示,两块水平放置的平行正对的金属板a 、b 与电源E 相连,在距离两板等距离的M 点有一个带电液滴处于静止状态.若将b 板向上平移一小段距离,但仍在M 点下方,稳定后,下列说法中正确的是( )图7①液滴将加速向下运动 ②M 点电势升高 ③带电液滴在M 点的电势能增大 ④在b 板移动前后两种情况下,若将液滴从a 板移到b 板,电场力做功相同分:________ 二、填空题(本题共2个小题,满分12分)11.(6分)图8如图8所示,电场中某一电场线为一直线,线上有A、B、C三个点,电荷q1=10-8 C,从B点移到A点时静电力做了10-7 J的功;电荷q2=-10-8 C,在B点的电势能比在C点时大10-7 J,那么:(1)比较A、B、C三点的电势高低,由高到低的排序是__________;(2)A、C两点间的电势差是________V;(3)若设B点的电势为零,电荷q2在A点的电势能是________J.12.(6分) 如图9所示,E板上发射的电子初速度为零,两电源的电压分别为45 V、30 V,A、B两板上有小孔O A、O B,则电子经过O A、O B孔以及到达C板的动能分别为:E kA=________eV,E kB=________eV,E kC=________eV.图9三、计算题(本题共4个小题,满分38分)13.(8分)半径相同的两金属小球A、B带有相同的电荷量,相隔一定的距离,今让第三个半径相同的不带电金属小球C,先后与A、B接触后移开.(1)若A、B两球带同种电荷时,接触后两球的电荷量之比为多大?(2)若A、B两球带异种电荷时,接触后两球的电荷量之比为多大?14.(8分)有一个带电荷量q=-3×10-6 C的点电荷,从某电场中的A点移到B点,电荷克服静电力做6×10-4 J的功,从B点移到C点,静电力对电荷做9×10-4 J的功,问:(1)AB、BC、CA间电势差各为多少?(2)如以B点电势为零,则A、C两点的电势各为多少?电荷在A、C两点的电势能各为多少?15.(10分) 如图10所示,匀强电场的电场线与AC平行,把带电荷量10-8 C的负电荷从A移至B的过程中,电场力做功6×10-8 J,AB长6 cm,AB与AC的夹角为60°.求:(1)场强方向;(2)设B处电势为1 V,则A处电势为多少;(3)A处的场强大小;(4)电子在A点的电势能.图1016.(12分) 如图11所示,在绝缘水平面上,相距为L的A、B 两处分别固定着两个带电量相等的正电荷,a、b是AB连线上的两点,其中Aa=Bb=L/4,O为AB连线的中点,一质量为m、带电荷量为+q的小滑块(可以看作质点)以初动能E0从a点出发,沿直线AB向b点运动,其中小滑块第一次经过O点的动能为初动能的n倍(n>1),到达b点时动能恰好为零,小滑块最终停在O点,求:图11(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数;(2)O、b两点间的电势差U Ob;(3) 小滑块运动的总路程.第一章静电场章末检测(B) 答案1.ACD[由于导体内有大量可以自由移动的电子,当带负电的球P慢慢靠近它时,由于同种电荷相互排斥,导体上靠近P的一端的电子被排斥到远端,从而显出正电荷,远离P的一端带上了等量的负电荷.导体离P球距离越近,电子被排斥得越多,感应电荷越多.] 2.ABC3.B [公式E =F q 是电场强度的定义式,适用于任何电场,q 为试探电荷的电荷量,E =k Q r 2仅适用于计算点电荷的场强,Q 为场源点电荷的电荷量.]4.C [电场中电势的高低具有相对意义,与零势能点的选择有关,因此电势与场强没有直接的联系,场强大的地方电势可能低,反之亦然,A 错;负电荷置于电势越高的地方,其具有的电势能反而越小,B 错;由U =Ed 可知,距离相同时,场强大的地方电势差大,沿电场线方向电势降落快,C 正确;带电粒子只受电场力作用,可以在一个等势面上做匀速圆周运动,如电子绕原子核的运动,此时电场力不做功,带电粒子的电势能不变,D 错.]5.C [粒子在竖直方向做匀减速直线运动,则有2gh =v 20.电场力做正功,重力做负功,使粒子的动能由12mv 20变为2mv 20,则根据动能定理,有Uq -mgh =2mv 20-12mv 20,解得,A 、B 两点电势差应为2mv 20q .]6.BD [此题已知电场中的一簇等势面,并且知道各等势面电势的高低,可知电场线与等势面垂直,且指向左.由粒子运动的轨迹知,粒子所受电场力的方向与电场线方向相反,所以粒子带负电,A 错,B 正确;粒子从J 到K 运动过程中,电场力做正功,所以电势能减小,C 错;只有电场力做功,动能与电势能之和保持不变,D 对.]7.BC [如果A 带电,则会感应B 内部带异种电荷,外部电性与A 相同,那么E M ≠0,E N ≠0;如果B 带电,电荷只分布在外表面E 内=0,因此B 正确;如果A 、B 带等量异种电荷,A 与B 的静电感应使B 外表面恰好无电荷量,因此C 正确;D 是接地屏蔽,E M ≠0,E N =0.]8.AC [本题属于平行板电容器充电后与电源断开这一典型问题,该类问题的特点是:(1)Q 为常数;(2)C ∝εr S d ;(3)U ∝d εr S ;(4)E ∝1εr S . 设电容器两极板A 和B 间的距离为d ,P 点与B 极板间的距离为d 1.无论A 极板下移,还是B 极板上移,产生的结果都是电容器两极板A 和B 间距离d 减小.由于E ∝1εr S ,与d 无关,所以当两极板间d 减小时,电场强度E 的大小和方向都保持不变.因为P 点固定不动,当A 极板下移时,P 点与B 极板间的距离d 1保持不变,由U PB =Ed 1可知,P 点与B 极板间的电势差U PB 保持不变,P 点的电势也不变.但当B 板上移时,P 点与B 板间的距离d 1减小,虽然E 保持不变,由U PB =Ed 1可知,P 点与B 板间的电势差U PB 将减小,所以P 点的电势也降低.则正确答案为A 、C.]9.AD [带电粒子在电场中做类平抛运动,即粒子做沿平行板方向上的匀速直线运动与垂直板方向上的初速度为零的匀加速直线运动的合运动.粒子恰好穿过电场时,它沿平行板的方向发生位移L所用的时间与垂直板方向上发生位移d 2所用的时间相等,设两板电压为U ,则有L v =md 2Uq .当入射速度变为v 2,它沿平行板的方向发生位移L 所用的时间变为原来的2倍,由上式可知,粒子的电荷量变为原来的14或两板间距离增为原来的2倍时,均可使粒子在与垂直板方向上发生位移d 2所用的时间变为原来的2倍,从而保证粒子仍恰好穿过电场.]10.B [电容器与电源相连,电容器板间的电压不变,b 板向上平移一小段距离,由E =U d 可知场强变大,液滴所受的电场力变大,液滴将加速向上运动;a 、M 间的电势差增大,a 点电势为零,M 点电势降低;由于液滴带负电,带电液滴在M 点的电势能增大;在b 板移动前后两种情况下,若将液滴从a 板移到b 板,两板间的电势差不变,电场力做功相同.]11.(1)φC >φB >φA (2)-20 (3)10-712.45 45 15解析 在整个运动过程中,电子经历了两个电场作用,一个是E 、A 之间的电场,使电子向右加速,另一个是B 、C 之间的电场,使电子向右运动时减速;而A 、B 之间是等势区域,没有静电力做功.根据题目给出的条件,分析出电子在EA 、AB 、BC 各段的运动情况,由于已知各段的电压,所以可以利用动能定理求出动能.因A 点电势高于E 点,所以电子在E 、A 间加速,静电力做正功,动能增加,由eU =E kA -0得E kA =45 eV .因为A 、B 间电势差为零,即A 、B 间无电场,所以电子在A 、B 间做匀速直线运动,故E kB =E kA =45 eV .因为C 点电势低于B 点电势,所以电子在B 、C 间做减速运动,即克服静电力做功,动能减少,由eU ′=E kB -E kC 得E kC =E kB -eU ′=(45-30) eV =15 eV .13.(1)2∶3 (2)2∶1解析 (1)A 、B 带同种电荷时,设电荷量为Q ,C 与A 接触后,由于形状相同,二者平分电荷量,A 、C 所带的电荷量均为12Q.C 与B接触后平分二者电荷量,则B 、C 的电荷量均为12(12Q +Q)=34Q ,A 、B 最终的电荷量之比为(12Q)∶(34Q)=2∶3.(2)A 、B 带异种电荷时,设电荷量分别为Q 、-Q ,A 、C 接触后,平分电荷量Q ,A 、C 的电荷量均变为12Q ;C 再与B 接触,平分二者的总电荷量,C 、B 的电荷量均为12(12Q -Q)=-14Q.则A 、B 最终的电荷量之比为(12Q)∶|-14Q|=2∶1.14.(1)200 V -300 V 100 V (2)200 V 300 V -6×10-4 J -9×10-4 J解析 (1)方法一:先求电势差的绝对值,再判断正、负.|U AB |=|W AB ||q|=6×10-43×10-6V =200 V 因负电荷从A 移到B 克服静电力做功,必是从高电势点移到低电势点,即φA >φB ,U AB =200 V .|U BC |=|W BC ||q|=9×10-43×10-6V =300 V 因负电荷从B 移到C 静电力做正功,必是从低电势点移到高电势点,即φB <φC .U BC =-300 VU CA =U CB +U BA =-U BC +(-U AB )=300 V -200 V =100 V .方法二:直接代入数值求解.电荷由A 移向B 克服静电力做功即静电力做负功,W AB =-6×10-4 JU AB =W AB q =-6×10-4-3×10-6V =200 V U BC =W BC q =9×10-4-3×10-6V =-300 V U CA =U CB +U BA =-U BC +(-U AB )=300 V -200 V =100 V .(2)若φB =0,由U AB =φA -φB 得φA =U AB =200 V ,由U BC =φB -φC ,得φC =φB -U BC =0-(-300) V =300 V电荷在A 点的电势能E pA =qφA =-3×10-6×200 J =-6×10-4 J电荷在C 点的电势能E pC =qφC =-3×10-6×300 J =-9×10-4 J.15.(1)场强方向C 至A (2) -5 V (3)200 V/m(4)5 eV解析 (1)将负电荷从A 移至B ,电场力做正功,所以电荷所受电场力方向沿A 至C ,又因为是负电荷,场强方向与负电荷的受力方向相反,所以场强方向应为C 至A 方向.(2)由W =qU 得:U =W q =6×10-8 J 10-8 C=6 V ,即A 、B 两点间电势差为6 V .沿电场线方向电势降低,B 点电势高于A 点电势.U =φB -φA ,φB =1 V ,φA =φB -U =1 V -6 V =-5 V ,即A 点的电势为-5 V.(3)如图所示,由B 向AC 作垂线交AC 于D ,D 与B 在同一等势面上.U DA =U BA =U =6 V ,沿场强方向A 、B 两点间距离为AB·cos60°=6 cm ×12=3 cm =0.03 m ,所以E =U d =200 V/m.(4)电子在A 点的电势能E p =qφA =(-e)×(-5 V)=5 eV .16.(1)2E 0mgL (2)(1-2n )E 02q (3)(2n +1)L 4解析 (1)因为+q A =+q B ,a 、b 以中点O 对称,所以U ab =0.滑块由a 到b 的过程,根据动能定理:qU ab -μmg L 2=-E 0,所以μ=2E 0mgL .(2)对小滑块由O 到b 的过程,根据动能定理:qU Ob -μmg L 4=-nE 0,U Ob =14μmgL -nE 0q =(1-2n )E 02q. (3)U aO =-U Ob =(2n -1)E 02q,小滑块从a 点开始,最终停在O 点,根据动能定理qU aO -μmgs =-E 0,s =qU aO +E 0μmg =(2n +1)L 4.。

第1章静电场章末检测含解析鲁科版选修31

第1章静电场章末检测含解析鲁科版选修31

适用精选文件资料分享第 1 章静电场章末检测(含解析鲁科版选修3-1 )( 时间: 60 分钟,满分: 100 分) 一、单项选择题 ( 本题共 5 小题,每小题 6 分,共 30 分.在每题给出的四个选项中,只有一个选项正确.) 1.(? 济南高二检测 ) 请用学过的电学知识判断以下说法正确的是( ) A.电工穿绝缘衣比穿金属衣安全 B .制作汽油桶的资料用金属比用塑料好 C.小鸟停在单根高压输电线上会被电死 D.打雷时,待在汽车里比待在木屋里要危险解析:选 B. 由静电障蔽的知识可知,A、D 选项错误;金属可以除掉节余的静电,B选项正确;单根高压输电线上相距较近的两点之间电阻很小,因此电压较小,小鸟不会被电死, C选项错误.应选 B.2.以以以下图, AB是某个点电荷的一条电场线,在电场线上 O点由静止开释一个负电荷,它仅在电场力作用下沿电场线向 B 运动,以下判断正确的选项是 ( ) A .电场线由 B 指向 A,该电荷做加快运动,加快度愈来愈小 B .电场线由 B 指向 A,该电荷做加快运动,其加快度大小变化由题设条件不可以确立 C.电场线由 A 指向 B,电荷做匀加快运动 D.电场线由 B 指向 A,电荷做加快运动,加快度愈来愈大解析:选 B. 电场线的切线方向是正电荷在该处的受力方向,和负电荷所受电场力的方向相反,因此场强方向由 B 指向 A;只给出一条电场线不可以判断各点电场的强弱( 因为不可以确立电场线的疏密) ,也就不可以判断电场力大小及加快度的变化,因此只有 B 正确. 3. 以以以下图, A、B、C、D是真空中一正四周体的四个极点.此刻在 A、B 两点分别固定两个点电荷 Q1和 Q2,则关于 C、D两点的场强和电势,以下说法正确的选项是 ( ) A .若 Q1和 Q2是等量异种电荷,则 C、D两点电场强度不同样,电势同样 B .若 Q1和 Q2是等量异种电荷,则 C、D两点电场强度和电势均同样 C.若 Q1和 Q2是等量同种电荷,则 C、D两点电场强度和电势均不同样 D.若 Q1和 Q2是等量同种电荷,则 C、D两点电场强度和电势均同样解析:选 B. 若 Q1和 Q2是等量异种电荷,则C、D 位于两个点电荷的中垂面上,因此C、D 两点电场强度同样,电势同样,因此 A 错误,B 正确;若 Q1和 Q2是等量同种电荷,则 C、D两点电势同样,电场强度大小相等,方向不同样,因此 C、D错误. 4 .(?兖州高二期中 ) 正电荷 q 在电场力的作用下由 P点向 Q点做加快运动,并且加快度愈来愈大,那么可以判断,它所在的电场是以以下图中的哪一个图()解析:选 D.正电荷受电场力方向与场强方向同样,因为加快运动,电场力由 P 指向 Q,加快度由电场力产生,由牛顿第二定律知, a=qEm,可见场强增大,应选 D. 5.(2013?高考新课标全国卷Ⅱ ) 如图,在圆滑绝缘水平面上,三个带电小球 a、b 和 c 分别位于边长为 l 的正三角形的三个极点上; a、b 带正电,电荷量均为 q,c 带负电.整个系统置于方向水平的匀强电场中.已知静电力常量为 k. 若三个小球均处于静止状态,则匀强电场场强的大小为解析:选 B. 以 c 球为研究对象,除受 a、b 两个小球的库仑力外还受匀强电场的静电力,以以以下图, c 球处于均衡状态,据共点力均衡条件可知 F 静= 2kqqcl2cos 30 °;F 静= Eqc,解得 E=3kql2 ,选项 B 正确.二、多项选择题 ( 本题共 5 小题,每题 6 分,共 30 分.在每题给出的四个选项中,有多个选项正确,所有选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错或不答的得 0 分. ) 6 .以下关于点电荷的说法,正确的选项是 ( ) A.点电荷是一个带有电荷的几何点,它是实质带电体的抽象,是一种理想化的模型 B .带电体假如自己大小和形状对它们间的互相作用影响可忽视,那么,可视为点电荷 C.球形带电体必然可以看做点电荷D.很大的带电体也有可能看做点电荷解析:选 ABD.点电荷和质点近似,也是为了研究问题方便引进的一种理想化模型,当带电体的形状、大小对它们的互相作用影响可忽视时,带电体可看做点电荷,选项 A、B、D正确.若球形导体的电荷不是平均分布,则不可以以为电荷会合于球心看作点电荷, C错误.应选ABD. 7.关于电场,以下说法正确的选项是( ) A .由E=Fq 知,若q 减半,则该处场强为本来的 2 倍 B .由 E=kQr2 知, E 与 Q成正比,而与 r2 成反比 C.由 E=kQr2 知,在以 Q为球心、 r 为半径的球面上,各处场兴盛小同样,但方向不同样 D.电场中某点的场强方向就是该点所放电荷遇到的电场力的方向解析:选 BC.因 E=F/q 为场强定义式,而电场中某点场强 E 只由电场自己决定,与能否引入试一试电荷及其大小、正负没关,故 A 错误; E=kQr2 是点电荷 Q的电场中各点场强的决定式,故 E∝Qr2 是正确的,即 B 正确;因场强为矢量, E 同样意味着大小、方向都同样,而在同一球面上各处 E 大小同样而方向不同样,故 C正确;因所放电荷的电性未知,若为正电荷,则 E 与正电荷受力方向同样,不然相反,故 D错误.应选 BC. 8.(? 四川名校检测 ) 以以以下图,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经过该地域时的运动轨迹, P、R、Q是这条轨迹上的三点,由此可知 ( ) A.带电粒子在 R点时的速度大小大于在 Q点时的速度大小 B .带电粒子在 P 点时的电势能比在 Q点时的电势能大 C.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 D.带电粒子在 R点时的加快度大小大于在Q点时的加快度大小解析:选 AD.由粒子的运动轨迹可知,所受电场力方向沿电场线向右,粒子从 P→Q的过程中,电场力与速度方向夹角大于 90°,故 vR>vQ,A 对.从 P→Q电场力做负功,故 Q点电势能大,B错.动能与电势能之和不变, C错. R处的电场线密,场兴盛,加快度大,故 D对. 9 .以以以下图,两个等量异号的点电荷在其连线的中垂线上有与连线中点 O等距离的两点 a、b,在连线上有距中心 O等距离的两点 c、d. 则以下场兴盛小的关系式正确的选项是 ( ) A.Ea=Eb B.Ea=EO=Eb C.Ec=EO=Ed D.Ec=Ed>EO 解析:选AD.依据 E=kQr2 可知,点电荷在 a、b 两点的场兴盛小相等且合场强方向均垂直 ab 连线向右, A 正确. c、d 两点场兴盛小相等、方向由c指向 d,而 Ec=Ed>EO,Ea=Eb<EO,B、C错误, D项正确.应选AD. 10 .(? 泉州高二期中 ) 把一带正电小球 a 放在圆滑绝缘斜面上,欲使小球 a 能静止在以以以下图的地点上,需在 MN间放一带电小球 b,则球 b 可能 () A.带负电,放在 A点 B .带负电,放在 B 点 C.带负电,放在 C点 D.带正电,放在 A点解析:选 CD.对 a 受力解析,除重力、支持力之外,还受库仑力,三力合力为零,联合 a 的重力、支持力的方向可判断,若在 A 点放,必然是正电荷,若在 C点放,则必然是负电荷,应选 CD. 三、非选择题 ( 本题共 3 小题,共 40 分.解答应写出必需的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不可以得分,有数值计算的题,答案中必然明确写出数值和单位.) 11.(12 分) 以以以下图,在点电荷+ Q产生的电场中的一条电场线上取 a、b 两点, Oa=14Ob,当在 a 处放一电量 q=1.5 ×10- 8 C 带正电的检验电荷时,遇到的电场力为 F=3×10- 6 N. (1) 求 a 处的电场强度的大小、方向,若将检验电荷从 a 点移走, a 点的电场强度如何变化?(2) 假如在 b 处放一个电子,它遇到的电场力多大?方向如何? (e =1.6 ×10- 19 C) 解析: (1)Ea =Fq=3×10-61.5 ×10- 8 N/C=200N/C ,方向由 a 指向 b.(4 分) 若移走检验电荷, a 点场强不变. (2 分) (2)Fb =eEb,由 E=kQr2 得 Eb=116Ea,Fb=1.6 ×10 -19×116×200 N=2×10- 18 N,方向由 b 指向 a.(6 分) 答案:(1)200 N/C方向由a指向b场强不变(2)2 ×10- 18 N方向由b指向 a 12 .(12 分)(? 福州师大附中高二检测) 以以以下图,真空中A、B两个同样的小球带有等量同种电荷,质量均为0.9 g ,分别用两根10 cm 长的绝缘细线悬挂于绝缘天花板上的同一点,当均衡时 B 球偏离竖直方向 60°,A 球竖直且与墙壁接触.取g=10 m/s2,求: (1)每个小球的带电荷量; (2) 每根细线中的拉力大小.解析: (1)B 球在重力、绳的拉力和库仑力作用下均衡,且三力互成120°角,故 F =k q2r2 =mg=9×10- 3 N,(3 分 ) r =0.1 m ,得 q=10-7 C .(3分) (2) 绳索对 B 球的拉力 FB=9×10- 3 N,(2 分) A 球在墙壁弹力、重力、绳的拉力和库仑力作用下均衡,绳索对 A 球的拉力 FA =mg+Fcos 60 °= 1.35 ×10- 2 N.(4 分) 答案:见解析 13 .(16 分)如图甲所示,一个点电荷Q位于坐标轴 Ox上的某一点,已知坐标轴上 A、B 两点的坐标分别为 2.0 m 和 5.0 m .放在 A、B 两点的试一试电荷遇到的电场力方向都跟 x 轴的正方向同样,电场力的大小跟试一试电荷的电荷量关系图象如图乙中直线a、b 所示,放在 A点的试一试电荷带正电,放在 B 点的电荷带负电.求:(1)B 点的电场强度的大小和方向; (2) 试判断电荷 Q的电性,并说明原由; (3) 点电荷 Q的地点坐标.解析:(1) 由 B 点场强的定义式,联合所给图象,可知 A、B 两点场兴盛小即为 a、b 直线的斜率,可求得 EA=FAqA=40.1 N/C=40 N/C,EB=FBqB=10.4 N/C=2.5 N/C.(3分) B 点场强方向与试一试电荷所受电场力方向相反,即沿 x 轴负方向. (1 分) (2) 因为 A、B 两点的试一试电荷电性相反,而遇到的电场力方向是同方向的,说明场源电荷 Q必然在 A、B 两点之间,而 A 点处正试一试电荷受力方向沿x轴正方向,说明该点场强沿x 轴正方向,因此场源电荷 Q应带负电荷. (4 分) (3) 设 Q离 A 点距离为 rA,有 EA =kQr2A,(1 分) EB =-分) EAEB=-=402.5(2 分) 解得 rA=0.6 m ,rA=- 1 m( 舍去 )(2 分) 因此 Q的位置坐标为 x=xA+rA=2.6 m .(2 分)答案:(1)2.5 N/C沿x轴负方向(2) 带负电原由见解析(3)x =2.6 m。

静电场 章末检测(含答案详解)

静电场  章末检测(含答案详解)

章末检测(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共6小题,每小题4分,共24分)1.关于电场强度与电势的关系,下面各种说法中正确的是()A.电场强度大的地方,电势一定高B.电场强度不变,电势也不变C.电场强度为零时,电势一定为零D.电场强度的方向是电势降低最快的方向答案 D解析电场强度是描述静电力的性质的物理量,电势是描述电场能的性质的物理量,电场强度的大小和电势高低没有必然关系,电场线的方向,即电场强度的方向是电势降低最快的方向,选项A、B、C错误,选项D正确.图12.如图1所示,空间有一电场,电场中有两个点a和b.下列表述正确的是()A.该电场是匀强电场B.a点的电场强度比b点的大C.a点的电势比b点的高D.正电荷在a、b两点受力方向相同答案 C解析由电场线的分布可以看出,此电场不是匀强电场,选项A错误;b点电场线比a点电场线密,故a点的电场强度比b点的小,B不正确;根据电场线的方向知a点的电势比b点的大,故C正确.正电荷在a、b两点受力方向分别沿a、b两点的切线方向,选项D错误.图23.空中有两个等量的正电荷q1和q2,分别固定于A、B两点,DC为AB连线的中垂线,C 为A、B两点连线的中点,将一正电荷q3由C点沿着中垂线移至无穷远处的过程中,下列结论正确的有()A.电势能逐渐减小B .电势能逐渐增大C .q 3受到的电场力逐渐减小D .q 3受到的电场力逐渐增大 答案 A解析 中垂线CD 段上的电场强度方向处处都是竖直向上,故正电荷q 3由C 点沿着中垂线移至无穷远处的过程中,电场力做正功,电势能减小,A 对,B 错;中垂线上由C 到D ,电场强度先变大后变小,q 3受到的电场力先变大后变小,C 、D 错.图34.如图3所示,a 、b 、c 为电场中同一条水平方向电场线上的三点,c 为ab 的中点,a 、b 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E a 一定大于b 点处的场强E b 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 答案 C解析 因不知该电场是否是匀强电场,所以E =Ud 不一定成立,c 点电势不一定是4 V ,所以A 、B 两项错误.因φa >φb ,电场线方向向右,正电荷从高电势点移到低电势点电场力做正功,电势能减少,受到的电场力指向b ,所以C 项正确、D 项错误.图45.空间存在甲、乙两相邻的金属球,甲球带正电,乙球原来不带电,由于静电感应,两球在空间形成了如图4所示稳定的静电场.实线为其电场线,虚线为其等势线,A 、B 两点与两球球心连线位于同一直线上,C 、D 两点关于直线AB 对称,则( ) A .A 点和B 点的电势相同 B .C 点和D 点的电场强度相同C .正电荷从A 点移至B 点,静电力做正功D .负电荷从C 点沿直线CD 移至D 点,电势能先增大后减小答案 C解析 由题图可知φA >φB ,所以正电荷从A 移至B ,静电力做正功,故A 错误,C 正确.C 、D 两点场强方向不同,故B 错误.负电荷从C 点沿直线CD 移至D 点,电势能先减小后增大,所以D 错误,故选C.图56.如图5所示,一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、 b 、d 三个点,a 和b 、b 和c 、 c 和d 间的距离均为R ,在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷.已知b 点处的场强为零,则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( ).A .k 3q R 2B .k 10q9R 2 C .k Q +q R 2 D .k 9Q +q 9R 2答案 B解析 由于b 点处的场强为零,根据电场叠加原理知,带电圆盘和a 点处点电荷在b 处产生的场强大小相等,方向相反.在d 点处带电圆盘和a 点处点电荷产生的场强方向相同,所以E =k q (3R )2+k q R 2=k 10q 9R 2,所以B 选项正确. 二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分) 7.下列各量中,与检验电荷无关的物理量是( )A .电场力FB .电场强度EC .电势差UD .电场力做的功W答案 BC解析 电场力F =qE ,与检验电荷有关,故A 项错;电场强度E 、电势差U 与检验电荷无关,故B 、C 对;电场力做功W =qU ,与检验电荷有关,故D 项错.8.带电粒子M 只在电场力作用下由P 点运动到Q 点,在此过程中克服电场力做了2.6×10-8J 的功,那么( )A .M 在P 点的电势能一定小于它在Q 点的电势能B .P 点的场强一定小于Q 点的场强C .P 点的电势一定高于Q 点的电势D .M 在P 点的动能一定大于它在Q 点的动能 答案 AD解析因克服电场力做功,电势能增加,动能减小,所以A、D项正确;P、Q两点的场强大小不能确定,B项错;粒子电性未知,所以P、Q两点的电势高低不能判定,C项错.图69.如图6所示的电路中,AB是两金属板构成的平行板电容器.先将电键K闭合,等电路稳定后再将K断开,然后将B板向下平移一小段距离,并且保持两板间的某点P与A板的距离不变.则下列说法正确的是()A.电容器的电容变小B.电容器内部电场强度大小变大C.电容器内部电场强度大小不变D.P点电势升高答案ACD图710.带电粒子在匀强电场中的运动轨迹如图7所示,如果带电粒子只受电场力作用从a到b 运动,下列说法正确的是()A.粒子带正电B.粒子在a和b点的加速度相同C.该粒子在a点的电势能比在b点时大D.该粒子在b点的速度比在a点时大答案BCD解析由于粒子运动轨迹越来越向上弯曲,可判断它受力方向为竖直向上,所以粒子应带负电,故A错;匀强电场中受力恒定,加速度相同,B对;从a到b由于电场力方向速度方向成锐角,电场力做正功,则电势能减小,动能增大,故该粒子在b点的电势能比在a点时小,在b点的速度比在a点时大.故C、D正确.三、填空题(每空2分,共10分)图811.如图8所示,Q 为固定的正点电荷,A 、B 两点在Q 的正上方与Q 相距分别为h 和0.25h ,将另一点电荷从A 点由静止释放,运动到B 点时速度正好又变为零.若此电荷在A 点处的加速度大小为34g ,此电荷在B 点处的加速度大小为________;方向________;A 、B 两点间的电势差(用Q 和h 表示)为________. 答案 3g 方向竖直向上 -3kQh解析 这一电荷必为正电荷,设其电荷量为q ,由牛顿第二定律,在A 点时mg -kQq h 2=m ·34g . 在B 点时kQq(0.25h )2-mg =m ·a B ,解得a B =3g ,方向竖直向上,q =mgh 24kQ.从A 到B 过程,由动能定理mg (h -0.25h )+qU AB =0, 故U AB =-3kQh.图912.如图9所示,在竖直向下、场强为E 的匀强电场中,长为l 的绝缘轻杆可绕固定轴O 在竖直面内无摩擦转动,两个小球A 、B 固定于杆的两端,A 、B 的质量分别为m 1和m 2(m 1<m 2),A 带负电,电荷量为q 1,B 带正电,电荷量为q 2.杆从静止开始由水平位置转到竖直位置,在此过程中静电力做功为____________,在竖直位置处两球的总动能为______________. 答案 (q 1+q 2)El /2 [(m 2-m 1)g +(q 1+q 2)E ]l /2解析 本题考查静电力做功的特点和动能定理,考查学生对功能关系的处理.A 、B 在转动过程中静电力对A 、B 都做正功,即:W =q 1E l 2+q 2E l 2=(q 1+q 2)El /2,根据动能定理:(m 2-m 1)gl 2+(q 1+q 2)El2=E k -0,可求解在竖直位置处两球的总动能为E k =[(m 2-m 1)g +(q 1+q 2)E ]l /2. 四、计算题(本题共4小题,共50分)图1013.(10分)如图10所示,在匀强电场中,将带电荷量q=-6×10-6C的电荷从电场中的A 点移到B点,克服电场力做了2.4×10-5 J的功,再从B点移到C点,电场力做了1.2×10-5 J 的功.求:(1)A、B两点间的电势差U AB和B、C两点间的电势差U BC;(2)如果规定B点的电势为零,则A点和C点的电势分别为多少?(3)作出过B点的一条电场线(只保留作图的痕迹,不写做法).答案(1)4 V-2 V(2)4 V 2 V(3)见解析图解析(1)U AB=W ABq=-2.4×10-5-6×10-6V=4 VU BC=1.2×10-5-6×10-6V=-2 V(2)U AB=φA-φB,U BC=φB-φC又φB=0故φA=4 V,φC=2 V(3)如图所示图1114.(12分)一个带正电的微粒,从A点射入水平方向的匀强电场中,微粒沿直线AB运动,如图11所示.AB与电场线夹角θ=30°,已知带电粒子的质量m=1.0×10-7 kg,电荷量q=1.0×10-10 C,A、B相距L=20 cm.(取g=10 m/s2,结果保留两位有效数字)求:(1)说明微粒在电场中运动的性质,要求说明理由.(2)电场强度的大小和方向.(3)要使微粒从A点运动到B点,微粒射入电场时的最小速度是多少.答案 见解析解析 (1)微粒只在重力和电场力作用下沿AB 方向运动,在垂直于AB 方向上的重力和电场力必等大反向,可知电场力的方向水平向左,如图所示,微粒所受合力的方向由B 指向A ,与初速度v A 方向相反,微粒做匀减速运动. (2)在垂直于AB 方向上,有qE sin θ-mg cos θ=0所以电场强度E =1.7×104 N/C 电场强度的方向水平向左(3)微粒由A 运动到B 时的速度v B =0时,微粒进入电场时的速度最小,由动能定理得,mgL sin θ+qEL cos θ=m v 2A /2,代入数据,解得v A =2.8 m/s图1215.(14分)如图12所示,在E = 103 V /m 的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN 连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R =0.4 m ,一带正电荷q =10-4 C 的小滑块质量为m = 0.04 kg ,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,g 取10 m/s 2,求:(1)要使小滑块能运动到半圆轨道的最高点L ,滑块应在水平轨道上离N 点多远处释放? (2)这样释放的滑块通过P 点时对轨道压力是多大?(P 为半圆轨道中点) 答案 (1)20 m (2)1.5 N解析 (1)滑块刚能通过轨道最高点条件是 mg =m v 2R,v =Rg =2 m/s滑块由释放点到最高点过程由动能定理得: Eqs -μmgs -mg 2R =12m v 2所以s =m ⎝⎛⎭⎫12v 2+2gR Eq -μmg代入数据得:s =20 m(2)滑块过P 点时,由动能定理: -mgR -EqR =12m v 2-12m v 2p所以v 2P =v 2+2(g +Eq m)R 在P 点由牛顿第二定律:N -Eq =m v 2P R所以N =3(mg +Eq ) 代入数据得:N =1.5 N图1316.(14分)如图13所示,EF 与GH 间为一无场区.无场区左侧A 、B 为相距为d 、板长为L 的水平放置的平行金属板,两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场,其中A 为正极板.无场区右侧为一点电荷Q 形成的电场,点电荷的位置O 为圆弧形细圆管CD 的圆心,圆弧半径为R ,圆心角为120°,O 、C 在两板间的中心线上,D 位于GH 上.一个质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子以初速度v 0沿两板间的中心线射入匀强电场,粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管,并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动.(不计粒子的重力、管的粗细)求:(1)O 处点电荷的电性和电荷量; (2)两金属板间所加的电压. 答案 (1)负电 4m v 20R 3kq (2)3md v 203qL解析 (1)由几何关系知,粒子在D 点速度方向与水平方向夹角为30°,进入D 点时速度v =v 0cos 30°=233v 0①在细圆管中做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动,故Q 带负电且满足k QqR 2=m v 2R ②由①②得:Q =4m v 20R3kq(2)粒子射出电场时速度方向与水平方向成30° tan 30°=v y v 0③v y =at ④ a =qU md ⑤ t =L v 0⑥ 由③④⑤⑥得:U =md v 20tan 30°qL =3md v 203qL。

第一章静电场章末检测

第一章静电场章末检测

第一章静电场章末检测(人教版选修3-1)一、单项选择题(本题共7小题,每小题5分,共35分)1.两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为r2,则两球间库仑力的大小为()A.112F B.34FC.43F D.12F2.如图1所示,匀强电场E的区域内,在O点放置一点电荷+Q.a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点,aecf平面与电场平行,bedf平面与电场垂直,则下列说法中正确的是()A.b、d两点的电场强度相同B.a点的电势等于f点的电势C.点电荷+q在球面上任意两点之间移动时,电场力一定做功D.将点电荷+q在球面上任意两点之间移动时,从a点移动到c点电势能的变化量一定最大3.如图2所示,两平行金属板竖直放置,板上A、B两孔正好水平相对,板间电压为500 V.一个动能为400 eV的电子从A孔沿垂直板方向射入电场中.经过一段时间电子离开电场,则电子离开电场时的动能大小为()A.900 eV B.500 eV 图2 C.400 eV D.100 eV4.平行板电容器的两极板A、B接于电源两极,两极板竖直、平行正对,一带正电小球悬挂在电容器内部,闭合电键S,电容器充电,悬线偏离竖直方向的夹角为θ,如图3所示,则下列说法正确的是() A.保持电键S闭合,带正电的A板向B板靠近,则θ减小B.保持电键S闭合,带正电的A板向B板靠近,则θ不变C.电键S断开,带正电的A板向B板靠近,则θ增大D.电键S断开,带正电的A板向B板靠近,则θ不变5.在光滑的绝缘水平面上,有一个正方形abcd,顶点a、c处分别固定一个正点电荷,电荷量相等,如图4所示.若将一个带负电的粒子置于b点,自由释放,粒子将沿着对角线bd往复运动.粒子从b点运动到d点的过程中() A.先做匀加速运动,后做匀减速运动B.先从高电势到低电势,后从低电势到高电势C.电势能与机械能之和先增大,后减小D.电势能先减小,后增大6.如图5所示,带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置,M、N为板间同一电场线上的两点,一带电粒子(不计重力)以速度v M经过M点在电场线上向下运动,且未与下板接触,一段时间后,粒子以速度v N折回N点,则() 图5A.粒子受电场力的方向一定由M指向NB.粒子在M点的速度一定比在N点的大C.粒子在M点的电势能一定比在N点的大D.电场中M点的电势一定高于N点的电势7.如图6所示,匀强电场中有a、b、c三点.在以它们为顶点的三角形中,∠a=30°、∠c=90°,电场方向与三角形所在平面平行.已知a、b和c点的电势分别为(2-3)V、(2+3)V和2 V.该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为() 图6 A.(2-3)V、(2+3)V B.0 V、4 VC.(2-433)V、(2+433) V D.0 V、2 3 V二、多项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分.每小题有多个选项符合题意,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,错选或不答的得0分)8.如图7所示,一质量为m、带电荷量为q的物体处于场强按E=E0-kt(E0、k均为大于零的常数,取水平向左为正方向)变化的电场中,物体与竖直墙壁间的动摩擦因数为μ,当t=0时刻物体处于静止状态.若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且电场空间和墙面均足够大,下列说法正确的是() 图7 A.物体开始运动后加速度先增加、后保持不变B.物体开始运动后加速度不断增大C.经过时间t=E0k,物体在竖直墙壁上的位移达最大值D.经过时间t=μqE0-mgμkq,物体运动速度达最大值9.(2010·无锡模拟)如图8所示,AC 、BD 为圆的两条互相垂直的直径,圆心为O ,半径为r ,将带等电荷量的正、负点电荷放在圆周上,它们的位置关于AC 对称,+q 与O 点的连线和OC夹角为30°,下列说法正确的是 ( )A .A 、C 两点的电势关系是φA =φC 图8B .B 、D 两点的电势关系是φB =φDC .O 点的场强大小为kq rD .O 点的场强大小为3kqr2 10.如图10所示,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 .小球带正电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11.如图所示,光滑绝缘直角斜面ABC 固定在水平面上,并处在方向与AB 面平行的匀强电场中,一带正电的物体在电场力的作用下从斜面的底端运动到顶端,它的动能增加了ΔE k ,重力势能增加了ΔE p .则下列说法正确的是 ( )A .电场力所做的功等于ΔE kB .物体克服重力做的功等于ΔE pC .合外力对物体做的功等于ΔE kD .电场力所做的功等于ΔE k +ΔE p三、计算题(本题共4小题,共55分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)12.(12分)如图12所示,A 、B 为平行板电容器的两个极板,A 板接地,中间开有一个小孔.电容器电容为C .现通过小孔连续不断地向电容器射入电子,电子射入小孔时的速度为v 0,单位时间内射入的电子数为n ,电子质量为m ,电荷量为e ,电容器原来不带电,电子射到B 板时均留在B 板上,求:(1)电容器两极板间达到的最大电势差;(2)从B 板上打上电子到电容器两极间达到最大电势差所用时间为多少?13.如图13所示,ABCD 为竖直放在场强为E =104 V/m 的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的 BC D 部分是半径为R 的半圆形轨道,轨道的水平部分与其半圆相切,A 为水平轨道上的一点,而且AB =R =0.2m ,把一质量m =0.1 kg 、带电荷量q =+1×10-4 C 的小球放在水平轨道的A 点由静止开始释放,小球在轨道的内侧运动.(g取10 m/s 2)求:(1)小球到达C 点时的速度是多大?(2)小球到达C 点时对轨道压力是多大?(3)若让小球安全通过D 点,开始释放点离B 点至少多远?14.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14所示.珠子所受静电力是其重力的34倍,将珠子从环上最低位置A 点由静止释放,求:(1)珠子所能获得的最大动能是多少?(2)珠子对圆环的最大压力是多少? 图1415.如图15所示,在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45°角的绝缘直杆AC ,其下端(C 端)距地面高度h =0.8m .有一质量为500 g 的带电小环套在直杆上,正以某一速度沿杆匀速下滑,小环离开杆后正好通过C 端的正下方P 点.(g 取10m/s 2)求: 图15(1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向;(2)小环在直杆上匀速运动时速度的大小;(3)小环运动到P 点的动能.第一章 静电场 章末检测【参考答案与详细解析】(时间50分钟,满分100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题5分,共35分)1.解析:两带电金属球接触后,它们的电荷量先中和后均分,由库仑定律得:F =k 3Q 2r 2,F ′=k Q 2(r 2)2=k 4Q 2r .联立得F ′=43F ,C 选项正确. 答案:C2.解析:b 、d 两点的场强为+Q 产生的场与匀强电场E 的合场强,由对称可知,其大小相等,方向不同,A 错误;a 、f 两点虽在+Q 所形电场的同一等势面上,但在匀强电场E 中此两点不等势,故B 错误;在bedf 面上各点电势相同,点电荷+q 在bedf 面上移动时,电场力不做功,C 错误;从a 点移到c 点,+Q 对它的电场力不做功,但匀强电场对+q 做功最多,电势能变化量一定最大,故D 正确.答案:D3.解析:由于电子动能E k =400 eV<500 eV ,电子在电场中先做匀减速直线运动后反向做匀加速直线运动,最终从A 孔出射,电场力做功为零,电子动能大小不变.C 项正确. 答案:C4.解析:对A 、B 选项,因电键S 闭合,所以A 、B 两极板的电势差不变,由E =U d可知极板间场强增大,悬挂的带正电小球受到的电场力增大,则θ增大,选项A 、B 错误;对C 、D 选项,因电键S 断开,所以电容器两极板所带电荷量保持不变,由C =Q U 、C =εr S 4πkd和E =U d 可推出,E =4πkQ εr S,与两极板间距离无关,两极板间场强保持不变,悬挂的带正电的小球受到的电场力不变,则θ不变,只有D 项正确.答案:D5.解析:这是等量同种电荷形成的电场,根据这种电场的电场线分布情况,可知在直线bd 上正中央一点的电势最高,所以B 错误.正中央一点场强最小等于零,所以A 错误.负电荷由b 到d 先加速后减速,动能先增大后减小,则电势能先减小后增大,但总和不变,所以C 错误,D 正确.答案:D6. 解析:由题意可知M 、N 在同一条电场线上,带电粒子从M 点运动到N 点的过程中,电场力做负功,动能减小,电势能增加,故选项A 、C 错误,B 正确;由于题中未说明带电粒子及两极板的电性,故无法判断M 、N 两点的电势高低,选项D 错误. 答案:B7.解析:如图,根据匀强电场的电场线与等势面是平行等间距排列,且电场线与等势面处处垂直,沿着电场线方向电势均匀降落,取ab 的中点O ,即为三角形的外接圆的圆心,且该点电势为2 V ,故Oc 为等势面,MN 为电场线,方向为MN 方向,U OP =U Oa = V ,UON ∶U OP =2∶,故U ON =2 V ,N 点电势为零,为最小电势点,同 理M 点电势为4 V ,为最大电势点.B项正确.答案:B二、多项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分.每小题有多个选项符合题意,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,错选或不答的得0分)8.解析:物体运动后,开始时电场力不断减小,则弹力、摩擦力不断减小,所以加速度不断增加;电场力减小到零后反向增大,电场力与重力的合力一直增大,加速度也不断增大,B 正确;经过时间t =E 0k 后,物体将脱离竖直墙面,所以经过时间t =E 0k,物体在竖直墙壁上的位移达最大值,C 正确. 答案:BC9.解析:由等量异种点电荷的电场分布和等势面的关系可知,等量异种点电荷的连线的中垂线为一条等势线,故A 、C 两点的电势关系是φA =φC ,A 对;空间中电势从左向右逐渐降低,故B 、D 两点的电势关系是φB >φD ,B 错;+q 点电荷在O点的场强与-q 点电荷在O 点的场强的大小均为kq r 2,方向与BD 方向向上和向下均成60°的夹角,合场强方向向右,根据电场的叠加原理知合场强大小为kq r 2,C 对D 错. 答案:AC10.解析:因为OM =ON ,M 、N 两点位于同一等势面上,所以从M 到N 的过程中,电场力时小物体先做正功再做负功,电势能先减小后增大,B 、C 错误;因为小物体先靠近正点电荷后远离正点电荷,所以电场力、斜面压力、摩擦力都是先增大后减小,D 正确;设小物体上升的最大高度为h ,摩擦力做功为W ,在上升过程、下降过程根据动能定理得-mgh +W =0-12m v 12 ① mgh +W =12m v 22, ② 联立①②解得h =v 12+v 224g,A 正确.答案:AD11.解析:由于小球在竖直平面内做匀速圆周运动,速率不变化,由动能定理,外力做功为零,绳子拉力不做功,电场力和重力做的总功为零,所以电场力和重力的合力为零,电场力跟重力平衡,B 正确.由于电场力的方向与重力方向相反,电场方向又向上,所以小球带正电,A 正确.小球在从a 点运动到b 点的过程中,电场力做负功,由功能关系得,电势能增加,C 不正确.在整个运动过程中,除重力做功外,还有电场力做功,小球在运动过程中机械能不守恒,D 不正确.答案:AB12.解析:物体沿斜面向上运动的过程中有两个力做功,电场力做正功,重力做负功,根据动能定理可得:W F +W G =ΔE k 由重力做功与重力势能变化的关系可得W G =-ΔE p ,由上述两式易得出A 错误,B 、C 、D 正确.答案:BCD三、计算题(本题共4小题,共55分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.解析:(1)电子从A 板射入后打到B 板,A 、B 间形成一个电场,当A 、B 板间达到最大电势差U 时,电子刚好不能再打到B 板上,有eU =12m v 02 U =m v 022e. (2)电子打到B 板后,A 、B 板就是充了电的电容器,当电势差达到最大时,Q =CU =t ·ne ,则所用时间t =Cm v 022ne 2. 答案:(1)m v 022e (2)Cm v 022ne 214.解析:(1)由A 点到C 点应用动能定理有:Eq (AB +R )-mgR =12m v C 2 解得:v C =2 m/s(2)在C 点应用牛顿第二定律得:F N -Eq =m v C 2R得F N =3 N由牛顿第三定律知,小球在C 点对轨道的压力为3 N.(3)小球要安全通过D 点,必有mg ≤m v D 2R. 设释放点距B 点的距离为x ,由动能定理得:Eqx -mg ·2R =12m v D 2 以上两式联立可得:x ≥0.5 m.答案:(1)2 m/s (2)3 N (3)0.5 m15.解析:(1)设qE 、mg 的合力F 合与竖直方向的夹角为θ,因qE =34mg ,所以tan θ=qE mg =34, 则sin θ=35,cos θ=45, 则珠子由A 点静止释放后在从A 到B 的过程中做加速运动,如图所示.由题意知珠子在B 点的动能最大,由动能定理得 qE rsin θ-mgr (1-cos θ)=Ek ,解得Ek =12mgr . (2)珠子在B 点对圆环的压力最大,设珠子在B 点受圆环的弹力为F N ,则F N -F 合=m v 2r (12m v 2=14mgr ) 即F N =F 合+m v 2r =(mg )2+(qE )2+12mg =54mg +12mg =74mg . 由牛顿第三定律得,珠子对圆环的最大压力为74mg . 答案:(1)14mgr (2)74mg16.解析:(1)小环在直杆上的受力情况如图所示.由平衡条件得:mg sin45°=Eq cos45°,得mg =Eq ,离开直杆后,只受mg 、Eq 作用,则F 合= 2mg =ma ,a =2g =10 2 m/s 2≈14.1 m/s 2方向与杆垂直斜向右下方.(2)设小环在直杆上运动的速度为v 0,离杆后经t 秒到达P 点,则竖直方向:h =v 0sin45°·t +12gt 2, 水平方向:v 0cos45°·t -12qE mt 2=0解得:v0=gh2=2 m/s(3)由动能定理得:E k P-12m v02=mgh可得:E k P=12m v02+mgh=5 J.答案:(1)14.1 m/s2,垂直于杆斜向右下方(2)2 m/s(3)5 J。

静电场章末检测卷

静电场章末检测卷

静电场一、单选题1.关于电场强度与电势的关系,下面各种说法中正确的是( )A.电场强度大的地方,电势一定高B.电场强度不变,电势也不变C.电场强度为零处,电势一定为零D.电场强度的方向是电势降低最快的方向2.如图所示,带正电的小球靠近不带电的绝缘支架上的金属导体AB的A端,由于静电感应,A端出现负电荷,B端出现正电荷,则( )A.用手触摸B端,移开带电小球,导体带负电B.用手触摸A端,移开带电小球,导体带正电C.用手触摸导体的中部,移开带电小球,导体不带电D.用手触摸导体的中部,移开带电小球,导体带正电3.在某电场中,沿x轴上的电势分布如图所示,由图可以判断()A.x=2m处电场强度可能为零B.x=2m处电场方向一定沿x轴正方向C.沿x轴正方向,电场强度先增大后减小D.某负电荷沿x轴正方向移动,电势能始终增大4.如图所示,圆弧线a、b、c代表某固定点电荷电场中的三个等势面,相邻两等势面间的距离相等,直线是电场中的几条没标明方向的电场线,粗曲线是一带正电粒子只在电场力作用下运动轨迹的一部分,M、N是轨迹上的两点.粒子过M、N两点的加速度大小分别是aM、a N,电势能分别是E PM、E PN,a、b、c的电势分别是φa 、φb、φc,ab间,bc间的电势差分别是U ab、U bc,则下列判断中正确的是()A. a M>a N,E PM>E PNB.φa <φb<φc,E PM<E PNC. a M>a N,U ab=U bcD. Ua a b=U bc,E PM<E PN5.如图所示,竖直向上的匀强电场中,绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上,上面放一质量为m的带正电小球,小球与弹簧不连接,施加外力F将小球向下压至某位置静止.现撤去F,小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中,重力、电场力对小球所做的功分别为W1和W2,小球离开弹簧时速度为v,不计空气阻力,则上述过程中()A.小球与弹簧组成的系统机械能守恒B.小球的重力势能增加W1C.小球的机械能增加W1+mv2D.小球的电势能减少W26.如图所示,正电荷Q均匀分布在半径为r的金属球面上,沿x轴上各点的电场强度大小和电势分别用E和ε表示.选取无穷远处电势为零,下列关于x轴上各点电场强度的大小E或电势ϕ随位置x的变化关系图,正确的是()A. B. C. D.二、多选题7.如图所示,悬线下挂着一个它的质量为m、电量为+q带电小球,整个装置处于水平向右的匀强电场中,电场强度为E.()A.小球平衡时,悬线与竖直方向夹角的正切为Eq/mgB.小球平衡时剪断悬线,则小球做曲线运动C.小球平衡时剪断悬线后,小球的重力势能减少,为动能和电势能都增加D.小球平衡时剪断悬线,则小球做匀加速直线运动8.传感器是一种采集信息的重要器件,如图所示的是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力F 作用于可动膜片电极上时,以下说法中正确的是( )A . 若F 向上压膜片电极,电路中有从a 到b 的电流B . 若F 向上压膜片电极,电路中有从b 到a 的电流C . 若F 向上压膜片电极,电路中不会出现电流D . 若电流表有示数,则说明压力F 发生变化9. 如图所示,两平行金属板水平放置,板长为L ,板间距离为d ,板间电压为U ,一不计重力、电荷量为q 的带电粒子以初速度v 0沿两板的中线射入,经过t 时间后恰好沿下板的边缘飞出,则( )A .在前t 2时间内,电场力对粒子做的功为14UqB .在后t 2时间内,电场力对粒子做的功为38UqC .在粒子下落的前d 4和后d 4过程中,电场力做功之比为1∶1D .在粒子下落的前d 4和后d 4过程中,电场力做功之比为1∶210. 如图所示,一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中,以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动.ON与水平面的夹角为30°,重力加速度为g,且mg=qE,则()A.电场方向竖直向上B.小球运动的加速度大小为gC.小球上升的最大高度为v20 2gD.若小球在初始位置的电势能为零,则小球电势能的最大值为m v20 4三.填空题11.如图所示,有一水平方向的匀强电场,场强大小为900 N/C,在电场内一水平面上作半径为10 c m的圆,圆上取A,B两点,AO沿电场方向,BO⊥OA,另在圆心处放一电荷量为10-9 C的正点电荷,则A处场强大小E A=________ N/C,B 处场强大小E B=________ N/C.12.如图所示,A,B,C,D是匀强电场中一正方形的四个顶点,已知A,B,C三点的电势分别为ϕA =15V,ϕB=3V,ϕC=-3V,由此可知D点电势ϕD=______V;若该正方形的边长为2cm,且电场方向与正方形所在平面平行,则场强为E=________V/m。

第一章静电场章末综合测试卷(word版带答案)

第一章静电场章末综合测试卷(word版带答案)

高二静电场章末综合测试卷一、单项选择题(每道题只有一个正确答案)1.一个点电荷,从静电场中的A点移到B点的过程中,静电力做功为零,则()A. A、B两点的电场强度一定相等B. 作用于该点电荷的静电力与其移动方向总是垂直的C. A、B两点的电势差为零D. 点电荷一定沿直线从A点移到B点2.如图,在点电荷Q产生的电场中,将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点,虚线为等势线。

取无穷远处为电势零点,若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服静电力做的功相等,则下列说法正确的是() A. A点电势大于B点电势B. A、B两点的电场强度相等C. q1的电荷量小于q2的电荷量D. q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能3.如图所示,在两等量异种点电荷的电场中,MN为两电荷连线的中垂线,A、B、C三点所在直线平行于两电荷的连线,且A与C关于MN对称,B点位于MN上,D点位于两电荷的连线上。

以下判断正确的是()A. B点电场强度大于D点电场强度B. B点电势高于D点电势C. 试探电荷+q在A点的电势能小于在C点的电势能D. A、B两点的电势差等于B、C两点的电势差4.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1m,D为AB的中点,如图所示。

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

设电场强度大小为E,一电荷量为1×10−6C的正电荷从D点移到C点静电力所做的功为W,则()A. W=8×10−6J,E>8V/mB. W=6×10−6J,E>6V/mC. W=8×10−6J,E≤8V/mD. W=6×10−6J,E≤6V/m5.如图所示,直角三角形△ABC处于匀强电场中,电场方向与三角形所在平面平行,D为A,C连线的中点,∠ACB=30°,BC=3cm。

将电荷量q=−4×10−6C的粒子从A点移到C点,静电力做功−2.4×10−5J;再将该粒子从C点移到B点,其电势能减少1.2×10−5J。

静电场章末检测

静电场章末检测

静电场章末检测(一)一、选择题1.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在P点,如图所示.用E表示两极板间场强,U表示电容器的电压,E p表示正电荷在P点的电势能,若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则()A.U变小,E不变B.E变大,E p不变C.U变小,E p不变D.U不变,E p不变2.如图所示,将一原来不带电的绝缘导体B移近一带正电的绝缘导体A,以下说法正确的是()A.导体A内部的场强一定为零B.导体B上左端的负电荷一定比右端的正电荷要多C.导体B内部有一点P,感应电荷在P点的场强一定为零D.导体B上各点的场强大小相等3.如图所示,虚线a、b、c为三个同心圆面,圆心处有一个点电荷.现从c 外面一点P以相同的速率发射两个电荷量、质量都相同的带电粒子,分别沿PM、PN运动到M、N,M、N两点都位于圆周c上,以下判断正确的是()A.两粒子带同种电荷B.两粒子带异种电荷C.到达M、N时两粒子速率仍相等D.到达M、N时两粒子速率不相等4.下面各图中A球系在绝缘细线的下端,B球固定在绝缘平面上,它们带电的种类以及位置已在图中标出.A球能保持静止的是()5.如图是两个等量异种点电荷,周围有1、2、3、4、5、6各点,其中1、2之间距离与2、3之间距离相等,2、5之间距离与2、6之间距离相等.两条虚线互相垂直且平分,那么关于各点电场强度和电势的叙述正确的是() A.1、3两点电场强度相同B.5、6两点电场强度相同C.4、5两点电势相同D.1、3两点电势相同6.如图所示画出了匀强电场的几条电场线.M、N是该电场中的两点,一个带正电荷的离子(不计重力)仅在静电力作用下由M点运动到N点,则() A.该离子在M点的速度不为零B.该离子在M点的速度可能为零C.该离子在M点的电势能小于在N点的电势能D.该离子在M点和N点的电势能哪个大不能确定7.如图所示,带电体Q固定,带电体P的电荷量为q、质量为m,与绝缘的水平面间的动摩擦因数为μ,将P在A点由静止放开,则在Q的排斥下运动到B点停下,A、B相距为x,下列说法正确的是()A.若将P从B点由静止拉到A点,水平拉力至少做功2μmgxB.若将P从B点由静止拉到A点,水平拉力至少做功μmgxC.P从A点运动到B点,电势能减少μmgxD.P从A点运动到B点,电势能增加μmgx8.如图所示,在水平放置的已经充电的大平行板电容器之间,有一带负电的油滴处于静止状态.若某时刻油滴的电荷量开始减少,为维持该油滴原来的静止状态,应()A.给平行板电容器充电,补充电荷量B.给平行板电容器放电,减少电荷量C.使两金属板相互靠近些D.使两金属板相互远离些9.在匀强电场中,有一固定的O点,连有长度相同的绝缘细线,细线的另一端分别系住一个带电小球A、B、C(不计重力,带电小球之间的作用力不能忽略),带电荷量分别为Q A、Q B、Q C ,其中Q A带负电,它们都处于如图所示的平衡状态,则以下说法正确的是()A.Q B、Q C只能带同种等量电荷,可以是正电荷,也可以是负电荷、Q C可以带异种等量电荷B.QC.Q B、Q C只能带等量的正电荷D.Q B、Q C只能带等量的负电荷10.如图所示,一根长2 m的绝缘细管AB被置于匀强电场E中,其中A、B两端正好处于电场的左右边界上,倾角α=37°,电场强度E=103V/m,方向竖直向下.在绝缘细管AB内有一个带负电的小球,重力为G=1×10-3 N,电荷量q=2×10-6 C,从A点由静止开始运动,已知小球与管壁的动摩擦因数为0.5,则小球从B点射出时的速度是(g取10 m/s2,sin 37°=0.6)()A.2 m/s B.3 m/sC.2 2 m/s D.2 3 m/s11.如图所示,A、B、C是匀强电场中的三点,已知φA=10 V,φB=4 V,φC=-2 V,∠A=30°,∠B=90°,AC=4 3 cm,试确定(1)该电场中的一条电场线.(2)场强E的大小.12.如图所示,绳长为L,一端固定在O点,另一端拴一个带电荷量+q的小球,已知qE=3mg,要使球能在竖直面内做圆周运动,则球在A点最小速度为多少?13如图所示,离子发生器发射出一束质量为m、电荷量为q的离子,从静止经加速电压U1加速后,获得速度v0,并沿垂直于电场方向射入两平行板中央,受偏转电压U2作用后,以速度v离开电场.已知平行板长为L,两板间距离为d,求:(1)v0的大小.(2)离子在偏转电场中运动的时间t.(3)离子在偏转电场中受到的静电力F的大小.(4)离子在偏转电场中的加速度a.(5)离子在离开偏转电场时的速度v y.(6)离子在离开偏转电场时的速度v的大小.(7)离子在离开偏转电场时的偏移量y.(8)离子离开偏转电场时的偏转角φ的正切值tan φ.14.如图所示的匀强电场中有a、b、c三点,ab=5 cm,bc=12 cm,其中ab 沿电场方向,bc和电场方向成60°角.一个电荷量为q=4×10-8 C的正电荷从a 移到b,静电力做功为W1=1.2×10-7 J.求:(1)匀强电场的场强.(2)电荷从b移到c,静电力做的功.(3)a、c两点间的电势差.15.示波管、电视机显像管、电子显微镜中常用到一种静电透镜的元件,这可以把电子聚焦在中心轴上的一点F,静电透镜的名称由此而来,它的结构如图所示,K为平板电极,G为中央带圆孔的另一平行金属板.现分别将它们的电势控制在一定数值(图中数据的单位为伏特,其中K板的电势为120 V,G板的电势为30 V).根据实验测得的数据,在图中画出了一些等势面,从图中可知G板圆孔附近右侧的电场不再是平面,而是向圆孔的右侧凸出来的曲面,所以圆孔附近的电场不再是匀强电场.(1)画出电场线的大致分布.(2)分析静电透镜为何对从K电极出发的电子束有会聚作用.(3)一个电子从K电极以一定的速度出发,运行到F点(电势为30.1 V)的过程中,电子的加速度如何变化?静电力做了多少功?电势能改变了多少?。

章末检测卷(七) 静电场

章末检测卷(七) 静电场

章末检测卷(七) 静电场 (满分:100分 时间:45分钟)一、选择题(共8小题,每小题6分,共48分.1~5题只有一个选项正确,6~8题有多个选项正确)1.下列说法正确的是( )A .库仑定律F =k q 1q 2r 2中k 的数值是库仑用油滴实验测得的B .元电荷e 的数值是由密立根用扭秤实验测得的C .感应起电和摩擦起电都是电荷从物体的一部分转移到另一部分D .电子的电荷量与电子的质量之比叫作电子的比荷解析:静电力常量k 的数值并不是由库仑测得的,选项A 错误;元电荷e 的数值是由密立根用油滴实验测得的,选项B 错误;感应起电的实质是电荷从物体的一部分转移到另一部分,摩擦起电的实质是电荷从一个物体转移到另一个物体,选项C 错误;电子的电荷量与电子的质量之比叫作电子的比荷,选项D 正确.答案:D2.(2019·高考江苏卷)一匀强电场的方向竖直向上,t =0时刻,一带电粒子以一定初速度水平射入该电场,电场力对粒子做功的功率为P ,不计粒子重力,则P -t 关系图象是( )解析:由于带电粒子在电场中做类平抛运动,在电场力方向上做匀加速直线运动,加速度为qE m ,经过时间t ,电场力方向速度为qE m t ,功率为P =F v =qE ×qEm t ,所以P 与t 成正比,故A 正确.答案:A3.静电场聚焦在电子显微镜和示波管中起着重要的作用.图示为某示波管内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线,两电子分别从a 、b 两点运动到c 点,则( )A.聚焦电场对两电子始终做负功B.电子在a点具有的电势能比b点小C.a点处的电势比c点处的电势低D.b处的电场强度比c处小解析:电子所受电场力与电场线方向相反,两电子分别从a、b两点运动到c点,所受电场力方向始终与运动方向夹角小于90°,聚焦电场对两电子始终做正功,选项A错误;a、b 两点处于同一等势面上,电子在a点具有的电势能与在b点具有的电势能相等,选项B错误;根据沿电场线方向电势降低可知,a点处的电势比c点处的电势低,选项C正确;根据电场线的疏密表示电场强度的大小可知,b处的电场强度比c处大,选项D错误.答案:C4.(2020·广东七校联考)两个等量异种电荷分别固定在两点,如图所示,A、B为中垂线上两点,C、D为两电荷连线上两点,且A、B、C、D与O点间距离相等,则()A.A、B、C、D四点场强相同B.C点电势比D点电势低C.正电荷从A运动到B,电场力不做功D.正电荷从C运动到D,电势能增加解析:根据点电荷电场强度公式和场强叠加原理、对称性可以得出,A、B两点场强相同,C、D两点场强相同,选项A错误;根据沿电场线电势逐渐降低,可知C点电势比D点电势高,选项B错误;两个等量异种电荷连线的中垂面是等势面,而A、B两点在两个等量异种电荷形成的电场的等势面上,所以正电荷从A运动到B,电场力不做功,选项C正确;正电荷从C运动到D,电场力做正功,电势能减小,选项D错误.答案:C5.(2020·重庆市上学期期末抽测)如图所示,竖直面内分布有水平方向的匀强电场,一带电粒子沿直线从位置a向上运动到位置b,在这个过程中,带电粒子()A .只受到电场力作用B .带正电C .做匀减速直线运动D .机械能守恒解析:带电粒子沿直线从位置a 运动到位置b ,说明带电粒子受到的合外力方向与速度方向在一条直线上,对带电粒子受力分析,应该受到竖直向下的重力和水平向左的电场力,电场力方向与电场线方向相反,所以带电粒子带负电,故A 、B 错误;由于带电粒子做直线运动,所以电场力和重力的合力应该和速度在一条直线上且与速度方向相反,故带电粒子做匀减速直线运动,故C 正确;电场力做负功,机械能减小,故D 错误.答案:C6.如图所示,A 、B 为两块平行带电金属板,A 带负电,B 带正电且与大地相接,两板间P 点处固定一负电荷,设此时两极板间的电势差为U ,P 点场强大小为E ,电势为φP ,负电荷的电势能为E p .现将A 、B 两板水平错开一段距离(两板间距不变),下列说法正确的是( )A .U 变大,E 变大B .U 变小,φP 变小C .φP 变小,E p 变大D .φP 变大,E p 变小解析:根据题意可知两极板间电荷量保持不变,当正对面积减小时,则由C =εr S4πkd可知电容减小,由U =Q C 可知极板间电压增大,由E =Ud 可知,电场强度增大,故A 正确;设P与B 板之间的距离为d ′,P 点的电势为φP ,B 板接地,φB =0,则由题可知0-φP =Ed ′是增大的,则φP 一定减小,由于负电荷在电势低的地方电势能一定较大,所以可知电势能E p 是增大的,故C 正确.答案:AC7.用细绳拴一个质量为m 的带正电的小球B ,另一带正电小球A 固定在绝缘竖直墙上,A 、B 两球与地面的高度均为h ,小球B 在重力、拉力和库仑力的作用下静止不动,如图所示.现将细绳剪断后( )A .小球B 在细绳剪断瞬间开始做平抛运动B .小球B 在细绳剪断瞬间加速度大于gC .小球B 落地的时间小于2h gD .小球B 落地的速度大于2gh解析:将细绳剪断瞬间,小球受到重力和库仑力的共同作用,合力斜向右下方,因此剪断瞬间,小球B 的初速度为零,加速度大于g ,不可能做平抛运动,故选项A 错误,B 正确;小球在落地过程中,除受到重力外,还受到库仑斥力,竖直方向的加速度大于g ,因此球落地的时间小于2hg,落地的速度大于2gh ,故选项C 、D 正确. 答案:BCD8.(2020·四川攀枝花统考)如图,在匀强电场中,A 、B 、C 、D 、E 、F 位于边长为L =2 cm 的正六边形的顶点上,匀强电场的方向平行于正六边形所在的平面.已知A 、B 、D 、E 的电势分别为-2 V 、 0 V 、 6 V 、 4 V .则下列说法正确的是( )A .C 点的电势φC =2 VB .A 、F 间的电势差U AF =2 VC .C 、F 间的电势差U C F =4 VD .该匀强电场的场强大小E =200 V/m解析:连接AD 、BF 、CE ,AD 与BF 、CE 的交点分别为M 、N ,连接BE ,BE 与AD 的交点为O ,则正六边形中心为O ,如图所示,由图可知AD 与BF 、CE 都垂直,由六边形特点知AM =MO =ON =ND ,可知M 、O 、N 的电势分别为0 V 、2 V 、4 V ,则BF 、CE 为等势线,故电场强度方向由D 指向A ,F 与B 的电势相等,C 与E 的电势相等,故F 点的电势为0 V ,C 点的电势为4 V ,则A 、F 间的电势差为U AF =φA -φF =(-2-0) V =-2 V ,C 、F 间的电势差为U CF =φC -φF =(4-0) V =4 V ,由几何关系得d MA =L sin 30°,而U MA =U F A =-U AF =2 V ,则电场强度的大小为E =U MA d MA=22×10-2×12V/m =200 V/m ,故A 、B 错误,C 、D 正确.答案:CD二、非选择题(共4小题,52分)9.(12分)如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C ,极板间的距离为d ,上极板正中有一小孔.质量为m 、电荷量为+q 的小球从小孔正上方高h 处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g ).求:(1)小球到达小孔处的速度;(2)极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量; (3)小球从开始下落运动到下极板处的时间. 解析:(1)由v 2=2gh ,得v =2gh .(2)在极板间带电小球受重力和电场力作用,由牛顿运动定律知:mg -qE =ma 由运动学公式知:0-v 2=2ad 整理得电场强度E =mg (h +d )qd由U =Ed ,Q =CU ,得电容器所带电荷量Q =C mg (h +d )q .(3)由h =12gt 21,0=v +at 2,t =t 1+t 2整理得t =h +dh2h g. 答案:(1)2gh (2)mg (h +d )qd C mg (h +d )q(3)h +dh2h g10.(12分)如图所示,空间存在电场强度为E 、方向水平向右的范围足够大的匀强电场.挡板MN 与水平方向的夹角为θ,质量为m 、电荷量为q 、带正电的粒子从与M 点在同一水平线上的O 点以速度v 0竖直向上抛出,粒子运动过程中恰好不和挡板碰撞,粒子运动轨迹所在平面与挡板垂直,不计粒子的重力,求:(1)粒子贴近挡板时水平方向速度的大小;(2)O、M间的距离.解析:(1)由于粒子恰好不和挡板碰撞,粒子贴近挡板时速度方向与挡板恰好平行,设此时粒子水平方向速度大小为v x,则tan θ=v0vx解得:v x=v0tan θ.(2)粒子做类平抛运动,设粒子运动的加速度为a,由牛顿第二定律得:qE=ma在如图所示的坐标系中:v x=at,x0=12at2,y0=v0t设O、M间的距离为d,由几何关系:tan θ=y0d+x0解得:d=m v202qE tan2θ.答案:(1)v0tan θ(2)m v202qE tan2θ11.(14分)(2020·湖南师大附中高三检测)如图所示,绝缘光滑轨道ABCD竖直放在与水平方向成θ=45°角的匀强电场中,其中BCD部分是半径为R的半圆环,轨道的水平部分与半圆相切.现把一质量为m、电荷量为+q的小球(大小忽略不计),放在水平面上某点由静止开始释放,恰好能沿圆轨道通过半圆轨道最高点D,落地时恰好落在B点.求:(1)电场强度E 的大小; (2)起点距B 点的距离L .解析:(1)小球恰好能通过D 点,则有: mg -22F =m v 2R小球通过D 点后水平方向做匀变速直线运动: x =v t -12a x t 2由牛顿第二定律得:22F =ma x 竖直方向做匀加速直线运动:2R =12a y t 2由牛顿第二定律得:mg -22F =ma y 联立得:v =2gR 2,E =2mg2q(2)由起点到D 点的过程,根据动能定理得: 22EqL -mg ×2R +Eq ×2R =12m v 2 解得:L =2.5R 答案:(1)2mg2q(2)2.5R 12.(14分)(2020·重庆九校联盟联考)在如图所示的平面直角坐标系xOy 中,第Ⅰ象限区域内有沿y 轴正方向(竖直向上)的匀强电场,电场强度大小E 0=50 N/C ;第Ⅳ象限区域内有一宽度d =0.2 m 、方向沿x 轴正方向(水平向右)的匀强电场.质量m =0.1 kg 、带电荷量q =+1×10-2 C 的小球从y 轴上P 点以一定的初速度垂直y 轴方向进入电场,通过第Ⅰ象限后,从x 轴上的A 点进入第Ⅳ象限,并恰好沿直线通过该区域后从B 点离开,已知P 、A 的坐标分别为(0,0.4 m),(0.4 m,0),重力加速度g 取10 m/s 2.求:(1)初速度v 0的大小; (2)A 、B 两点间的电势差U AB ;(3)小球经过B 点时的速度大小.解析:(1)小球进入竖直方向的匀强电场后做类平抛运动,小球带正电,受到的电场力竖直向上,根据牛顿第二定律,加速度a =mg -qE 0m解得a =5 m/s 2根据平抛运动规律有,小球沿水平方向做匀速运动: x A =v 0t沿竖直方向有:y P =12at 2v 0=x Aa 2y P解得v 0=1 m/s.(2)设水平电场的电场强度大小为E ,因未进入电场前,带电小球做类平抛运动,所以进入电场时竖直方向的速度v y =2y P a因为小球在该电场区域恰好做直线运动,所以合外力的方向与速度方向在一条直线上,即速度方向与合外力的方向相同,有qE mg =v 0v y解得E =50 N/C设小球在水平电场中运动的水平距离为l qE mg =l d根据U AB =El ,解得U AB =5 V.(3)设小球在B 点的速度大小为v ,对小球运动的全过程,由动能定理,有 mg (y P +d )+qU AB -qE 0y P =12m v 2-12m v 20解得v =10 m/s. 答案:见解析。

2024年新教材高考物理一轮复习章末目标检测卷7静电场含解析新人教版

2024年新教材高考物理一轮复习章末目标检测卷7静电场含解析新人教版

章末目标检测卷七静电场(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。

每小题只有一个选项符合题目要求)1.在电场中,下列说法正确的是()A.某点的电场强度大,该点的电势肯定高B.某点的电势高,摸索电荷在该点的电势能肯定大C.某点的电场强度为零,摸索电荷在该点的电势能肯定为零D.某点的电势为零,摸索电荷在该点的电势能肯定为零2.如图所示,虚线表示某电场的等势面,实线表示一带电粒子仅在静电力作用下运动的径迹。

粒子在A点的加速度为a A、动能为E k A、电势能为E p A,在B点的加速度为a B、动能为E k B、电势能为E p B。

下列结论正确的是()A.a A>a B,E k A>E k BB.a A<a B,E p A>E p BC.a A<a B,E p A<E p BD.a A>a B,E k A<E k B3.如图所示,竖直面内分布有水平方向的匀强电场,一带电粒子沿直线从位置a向上运动到位置b,在这个过程中,带电粒子()A.只受到静电力作用B.带正电C.做匀减速直线运动D.机械能守恒4.(2024·浙江卷)如图所示,在倾角为α的光滑绝缘斜面上固定一个挡板,在挡板上连接一根劲度系数为k0的绝缘轻质弹簧,弹簧另一端与A球连接。

A、B、C三小球的质量均为m,q A=q0>0,q B=-q0,当系统处于静止状态时,三小球等间距排列。

已知静电力常量为k,则()q0A.q C=47B.弹簧伸长量为mm sin mm0C.A球受到的库仑力大小为2mgD.相邻两小球间距为q0√3m7mm5.对于真空中电荷量为q的静止点电荷而言,当选取离点电荷无穷远处的电势为零时,离点电荷距离为r位置的电势为φ=mmm(k为静电力常量),如图所示,两电荷量大小均为Q的异种点电荷相距为d,现将一质子(电荷量为e)从两电荷连线上的A点沿以负电荷为圆心、半径为R的半圆形轨迹ABC 移到C点,在质子从A到C的过程中,系统电势能的变更状况为()A.削减2mmmmm2-m2B.增加2mmmmm2+m2C.削减2mmmm2-m2D.增加2mmmm2+m26.如图所示,空间正四棱锥形的底面边长和侧棱长均为a,水平底面的四个顶点处均固定着电荷量为+q的小球,顶点P处有一个质量为m的带电小球,在库仑力和重力的作用下恰好处于静止状态。

第一章静电场章末检测

第一章静电场章末检测

第一章静电场章末检测一、选择题(本题共10小题,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的。

1.由电场强度的定义式E=F/q可知,在电场中的同一点( )A.电场强度E跟F成正比,跟q成反比B.无论检验电荷所带的电量如何变化,F/q始终不变C.不同电荷在电场中某点所受的电场力大小不同,该点的电场强度在不断改变D.一个不带电的小球在P点受到的电场力为零,则P点的场强一定为零2.如图所示为电场中的一条电场线,A、B为其上的两点,以下说法正确的是( )A.EA 与EB一定不等,Aϕ与Bϕ一定不等B.EA 与EB可能相等,Aϕ与Bϕ可能相等C.EA 与EB一定不等,Aϕ与Bϕ可能相等D.EA 与EB可能相等,Aϕ与Bϕ一定不等3.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.电量为q的点电荷,在两个固定的等量异种电荷+Q和-Q的连线的垂直平分线上移动,则( )A.电场力做正功 B.电场力做负功C.电场力不做功 D.电场力做功的正负,取决于q的正负5.电场中有A、B两点,在将某电荷从A点移到B点的过程中,电场力对该电荷做了正功,则下列说法中正确的是( )A.该电荷是正电荷,且电势能减少B.该电荷是负电荷,且电势能增加C.该电荷电势能增加,但不能判断是正电荷还是负电荷D.该电荷电势能减少,但不能判断是正电荷还是负电荷6.若带正电荷的小球只受到电场力的作用,则它在任意一段时间内( ) A.一定沿电场线由高电势处向低电势处运动B.一定沿电场线由低电势处向高电势处运动C.不一定沿电场线运动,但一定由高电势处向低电势处运动D.不一定沿电场线运动,也不一定由高电势处向低电势处运动7.关于电势差的说法中,正确的是( )A.两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时,电场力所做的功B.1C电荷从电场中一点移动到另一点,如果电场力做了1J的功,这两点间的电势差就是1V C.在两点间移动电荷时,电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关D.两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电量成反比8.如图所示的实验装置中,极板A接地,平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相接。

静电场 章末检测题及答案

静电场 章末检测题及答案

《静电场》章末检测题考生注意:本卷共四大题,18小题,满分100分,时量90分钟。

试卷设答卷页,所有解答均应写在答卷页上,考毕后只交答卷页。

一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。

第1~6题为单项选择题;第7~10题为多项选择题。

将所有符合题意的选项选出,将其序号填入答卷页的表格中。

全部选对的得4分,部分选对的得2分,有错选或不选的得O分。

)1.下列关于起电的说法错误的是()A.静电感应不是创造电荷,只是电荷从物体的一个部分转移到了另一个部分B.摩擦起电时,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电C.摩擦和感应都能使电子转移,只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上,而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分D.一个带电体接触一个不带电的物体,两个物体可能带上异种电荷2.两个完全相同的金属球A和B带电量之比为1:7 ,相距为r 。

两者接触一下放回原来的位置,若两电荷原来带异种电荷,则后来两小球之间的静电力大小与原来之比是()A.16:7 B.9:7 C.4:7 D.3:73.下列关于场强和电势的叙述正确的是()A.在匀强电场中,场强处处相同,电势也处处相等B.在正点电荷形成的电场中,离点电荷越远,电势越高,场强越小C.等量异种点电荷形成的电场中,两电荷连线中点的电势为零,场强不为零D.在任何电场中,场强越大的地方,电势也越高4.关于和的理解,正确的是()A.电场中的A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电量q成反比B.在电场中A、B两点间沿不同路径移动相同电荷,路径长时W AB较大C.U AB与q、W AB无关,甚至与是否移动电荷都没有关系D.W AB与q、U AB无关,与电荷移动的路径无关5.如图所示,a、b、c为电场中同一条电场线上的三点,其中c为线段ab的中点。

若一个运动的正电荷先后经过a、b两点,a、b两点的电势分别为a = -3 V 、 b = 7 V ,则()A.c点电势为2 VB.a点的场强小于b点的场强C.正电荷在a点的动能小于在b点的动能D.正电荷在a点的电势能小于在b点的电势能6.在如图所示的实验装置中,平行板电容器的极板B与一灵敏的静电计相连,极板A 接地。

第一章静电场章末检测(人教版选修3-1)

第一章静电场章末检测(人教版选修3-1)

第一章静电场章末检测(人教版选修3-1)一、单项选择题(本题共6小题,每小题4分,共24分)1 •关于电场强度与电势的关系,下面各种说法中正确的是()A. 电场强度大的地方,电势一定高B. 电场强度不变,电势也不变C. 电场强度为零时,电势一定为零D. 电场强度的方向是电势降低最快的方向答案D解析电场强度是描述静电力的性质的物理量,电势是描述电场能的性质的物理量,电场强度的大小和电势高低没有必然关系,电场线的方向,即电场强度的方向是电势降低最快的方向,选项A、B、C错误,选项D正确.A. 该电场是匀强电场B. a点的电场强度比b点的大C. a点的电势比b点的高D. 正电荷在a、b两点受力方向相同答案C解析由电场线的分布可以看出,此电场不是匀强电场,选项A错误;b点电场线比a点电场线密,故a点的电场强度比b点的小,B不正确;根据电场线的方向知a 点的电势比b点的大,故C正确.正电荷在a、b两点受力方向分别沿a、b两点的切线方向,选项D错误.2.如图1所示,空间有一电场,3•空中有两个等量的正电荷q i和q2,分别固定于A、B两点,DC为AB连线的中垂线,C为A、B两点连线的中点,将一正电荷q3由C点沿着中垂线移至无穷远处的过程中,下列结论正确的有()A. 电势能逐渐减小B •电势能逐渐增大C. q3受到的电场力逐渐减小D. q3受到的电场力逐渐增大答案A解析中垂线CD段上的电场强度方向处处都是竖直向上,故正电荷q3由C点沿着中垂线移至无穷远处的过程中,电场力做正功,电势能减小,A对,B错; 中垂线上由C到D,电场强度先变大后变小,q3受到的电场力先变大后变小,C、D错.^=3V~~a c图34. 如图3所示,a、b、c为电场中同一条水平方向电场线上的三点,c为ab的中点,a、b电势分别为加二5 V、妬二3 V .下列叙述正确的是()A. 该电场在c点处的电势一定为4 VB. a点处的场强E a一定大于b点处的场强E bC. 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答案C解析因不知该电场是否是匀强电场,所以E= U不一定成立,c点电势不一定是4V,所以A、B两项错误.因加>血,电场线方向向右,正电荷从高电势点移到低电势点电场力做正功,电势能减少,受到的电场力指向b,所以C项正确、D项错误.图45. 空间存在甲、乙两相邻的金属球,甲球带正电,乙球原来不带电,由于静电感应,两球在空间形成了如图4所示稳定的静电场.实线为其电场线,虚线为其等势线,A、B两点与两球球心连线位于同一直线上,C、D两点关于直线AB 对称,则()A. A点和B点的电势相同B. C点和D点的电场强度相同C. 正电荷从A点移至B点,静电力做正功D. 负电荷从C点沿直线CD移至D点,电势能先增大后减小答案C解析由题图可知也>帕,所以正电荷从A移至B,静电力做正功,故A错误,C正确.C、D两点场强方向不同,故B错误.负电荷从C点沿直线CD移至D 点,电势能先减小后增大,所以D错误,故选C.6. 如图5所示,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q (q>0)的固定点电荷.已知b点处的场强为零,则d点处场强的大小为(k为静电力常量)( ).A. kRiB. k^RiC. k Q R2qD. k9^^答案B解析由于b点处的场强为零,根据电场叠加原理知,带电圆盘和a点处点电荷在b处产生的场强大小相等,方向相反•在d点处带电圆盘和a点处点电荷产生的场强方向相同,所以E = 煤+ kR^滎,所以B选项正确.二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分)7. 下列各量中,与检验电荷无关的物理量是()A.电场力FB.电场强度EC.电势差UD.电场力做的功W答案BC解析电场力F = qE,与检验电荷有关,故A项错;电场强度E、电势差U与检验电荷无关,故B、C对;电场力做功W= qU,与检验电荷有关,故D项错.8. 带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到Q点,在此过程中克服电场力做了 2.6 X 10「8 J的功,那么()A. M在P点的电势能一定小于它在Q点的电势能B. P点的场强一定小于Q点的场强C. P点的电势一定高于Q点的电势D. M在P点的动能一定大于它在Q点的动能答案AD解析因克服电场力做功,电势能增加,动能减小,所以A、D项正确;P、Q 两点的场强大小不能确定,B项错;粒子电性未知,所以P、Q两点的电势高低不能判定,C项错.9. 如图6所示的电路中,AB是两金属板构成的平行板电容器.先将电键K闭合,等电路稳定后再将K 断开,然后将B板向下平移一小段距离,并且保持两板间的某点P与A板的距离不变.则下列说法正确的是()A. 电容器的电容变小B. 电容器内部电场强度大小变大C. 电容器内部电场强度大小不变D. P点电势升高答案ACD10. 带电粒子在匀强电场中的运动轨迹如图7所示,如果带电粒子只受电场力作用从a到b运动,下列说法正确的是()A. 粒子带正电B. 粒子在a和b点的加速度相同C. 该粒子在a点的电势能比在b点时大D. 该粒子在b点的速度比在a点时大答案BCD解析由于粒子运动轨迹越来越向上弯曲,可判断它受力方向为竖直向上,所以粒子应带负电,故A错;匀强电场中受力恒定,加速度相同,B对;从a到b 由于电场力方向速度方向成锐角,电场力做正功,则电势能减小,动能增大,故该粒子在b点的电势能比在a点时小,在b点的速度比在a点时大.故C、D 正确.三、填空题(每空2分,共10分)图811. 如图8所示,Q为固定的正点电荷,A、B两点在Q的正上方与Q相距分别为h和0.25h,将另一点电荷从A点由静止释放,运动到B点时速度正好又变3为零.若此电荷在A点处的加速度大小为4g,此电荷在B点处的加速度大小为________ ;方向 _________ ; A 、B 两点间的电势差(用 Q 和h 表示)为 _________ . 答案3g 方向竖直向上一普 解析 这一电荷必为正电荷,设其电荷量为 q,由牛顿第二定律,在 A 点时mg解得a B = 3g ,方向竖直向上,q =畧怨.从A 到B 过程,由动能定理 mg(h — 0.25g+ qU AB = 0, 故 U AB = — 3kQ .hA O BO ——•——Q12. ________ 如图9所示,在竖直向下、场强为E 的匀强电场中,长为I 的绝缘轻杆可绕 固定轴0在竖直面内无摩擦转动,两个小球 A 、B 固定于杆的两端,A 、B 的质 量分别为m i 和m 2(m i < m 2),A 带负电,电荷量为q i ,B 带正电,电荷量为q 2. 杆从静止开始由水平位置转到竖直位置,在此过程中静电力做功为 在竖直位置处两球的总动能为 __ . 答案 (q i + q 2)EI/2[(m 2 — m i )g + (q i + cp)E]l/2解析 本题考查静电力做功的特点和动能定理,考查学生对功能关系的处理.A 、B 在转动过程中静电力对 A 、B 都做正功,即: W = q i E* + q z E* =(q i + q)EI/2, 根据动能定理:(m 2— m i )g2 +_q +严 二E k — 0,可求解在竖直位置处两球的总 动能为 E k = [(m 2 — m i )g + (q i + q 2)E]I/2. 四、计算题(本题共4小题,共50分)—mg = m a ,13. (10分)如图10所示,在匀强电场中,将带电荷量 q = — 6X 10 6 C 的电荷从 电场中的A 点移到B 点,克服电场力做了 2.4X 10—5 J 的功,再从B 点移到C 点,电场力做了 1.2X 10—5 J 的功.求:(1) A 、B 两点间的电势差U AB 和B 、C 两点间的电势差U BC ; (2) 如果规定B 点的电势为零,贝U A 点和C 点的电势分别为多少? (3) 作出过B 点的一条电场线(只保留作图的痕迹,不写做法). 答案 (1)4 V — 2 V (2)4 V 2 V ⑶见解析图1.2X 10 . -U BC=—6X 10—6 V = — 2 V (2)U AB =枢一帕,U BC =姐一(|C又 ©B = 0 故协=4 V ,杞=2 V ⑶如图所示y'A图1114. (12分)一个带正电的微粒,从 A 点射入水平方向的匀强电场中,微粒沿直 线AB 运动,如图11所示.AB 与电场线夹角 A 30°已知带电粒子的质量 m =1.0X 10 7 kg ,电荷量 q = 1.0X 10 10 C , A 、B 相距 L = 20 cm.取 g = 10 m/s , 结果保留两位有效数字)求:(1) 说明微粒在电场中运动的性质,要求说明理由.解析 (1)U AB = W AB = q—2.4 X 10—5(2) 电场强度的大小和方向.(3) 要使微粒从A 点运动到B 点,微粒射入电场时的最小速度是多少. 答案见解析a解析(1)微粒只在重力和电场力作用下沿 AB 方向运动,在垂直于AB 方向上的 重力和电场力必等大反向,可知电场力的方向水平向左,如图所示,微粒所受 合力的方向由B 指向A ,与初速度v A 方向相反,微粒做匀减速运动. (2) 在垂直于 AB 方向上,有qEsin 0— mgcos 0= 0 所以电场强度E = 1.7X 104 N/C 电场强度的方向水平向左(3) 微粒由A 运动到B 时的速度v B = 0时,微粒进入电场时的速度最小,由动能 定理得,mgLsin 0+ qELcos 0= m v A /2,代入数据,解得 V A = 2.8 m/s图1215. (14分)如图12所示,在E = 103 V/m 的水平向左匀强电场中,有一光滑半 圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN 连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径 R = 0.4 m , —带正电荷q = 10—4 C 的小滑块质量为2m = 0.04 kg,与水平轨道间的动摩擦因数 尸0.2,g 取10 m/s ,求:(1) 要使小滑块能运动到半圆轨道的最高点 L ,滑块应在水平轨道上离N 点多远 处释放?(2) 这样释放的滑块通过P 点时对轨道压力是多大? (P 为半圆轨道中点) 答案 (1)20 m (2)1.5 N解析(1)滑块刚能通过轨道最高点条件是2mg = mR , v = Rg = 2 m/s滑块由释放点到最高点过程由动能定理得: 1 Eqs —卩 mg ^mg2R =qm v代入数据得:s = 20 m (2)滑块过P 点时,由动能定理: —mgR — EqR =2m v 2—*m v p所以 N = 3(mg+ Eq)代入数据得:N = 1.5 N d 、板长为L 的水平放置的平行金属板,两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场,其中A 为正极板.无场区右侧为一点电荷 Q 形成的电场,点电荷的位 置0为圆弧形细圆管CD 的圆心,圆弧半径为R ,圆心角为120°, 0、C 在两板 间的中心线上,D 位于GH 上.一个质量为 m 、电荷量为q 的带正电粒子以初 速度v 0沿两板间的中心线射入匀强电场,粒子出匀强电场经无场区后恰能进入 细圆管,并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动.(不计粒子的重力、管的粗细) 求: (1)O 处点电荷的电性和电荷量;在P 点由牛顿第二定律:m v PN— Eq 二 R所以 v P = v 2+ 2(g + )R2 所以s =Eq m 16. (14分)如图13所示, EF 与GH 间为一无场区•无场区左侧 A 、B 为相距为mEq —卩 mg解析(1)由几何关系知,粒子在D 点速度方向与水平方向夹角为30°进入D点时速度v 二coS^ ① Q 2在细圆管中做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动, 故Q 带负电且满足k Q R qq = mR4m v 2R由①②得:Q = 43kqR(2)粒子射出电场时速度方向与水平方向成 30°tan 30尤③耳⑤丄〜介/口 ・・ mdv 0tan 30 ° V3mcV 2由③④⑤⑥得:U = - =3qL ⑵两金属板间所加的电压.答案⑴负电⑵血遍qL。

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第一章静电场测试题
1.在点电荷 Q 形成的电场中有一点A ,当一个-q 的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A 点时,电场力做的功为W ,则检验电荷在A 点的电势能及电场中A 点的电势分别为:
A .A A W W q εϕ=-=
, B .A A W W q εϕ==-, C .A A W W q εϕ==, D .A A W
q
W εϕ=-=-,
2.如图所示,平行线代表电场线,但未标明方向,一个带正电、电量为10-
6 C 的微粒在电场中仅受电场力作用,当它从A 点运动到B 点时动能减少了10-
5 J ,已知A 点的电势为-10 V ,则以下判断正确的是:
A .微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示
B .微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示
C .B 点电势为零
D .B 点电势为-20 V
3.在点电荷Q 的电场中,一个α粒子(He 4
2)通过时的轨迹如图实线所示,a 、b 为两个等势面,则下列判断中正确的是(
).
(A )Q 可能为正电荷,也可能为负电荷 (B )运动中.粒子总是克服电场力做功 (C )α粒子经过两等势面的动能E ka >E kb
(D )α粒子在两等势面上的电势能E pa >E pb
4.如图所示,a 、b 、c 、d 是某电场中的四个等势面,它们是互相平行的平面,并且间距相等,下列判断中正确的是( ). (A )该电场一定是匀强电场
(B )这四个等势面的电势一定满足U a -U b =U b -U c =U c -U d (C )如果u a >U b ,则电场强度E a >E b
(D )如果U a <U b ,则电场方向垂直于等势面由b 指向a
5.如图所示,在沿x 轴正方向的匀强电场E 中,有一动点A 以O 为圆心、以r 为半径逆时针转动,θ为OA 与x 轴正方向间的夹角,则O 、A 两点问电势差为( ).
(A )U OA =Er (B )U OA =Ersin θ (C )U OA =Ercos θ (D )θ
rcos E
U OA =
6.若带正电荷的小球只受到电场力的作用,则它在任意一段时间内( ). (A )一定沿电场线由高电势处向低电势处运动 (B )一定沿电场线由低电势处向高电势处运动
(C )不一定沿电场线运动,但一定由高电势处向低电势处运动 (D )不一定沿电场线运动,也不一定由高电势处向低电势处运动
7.如图所示,P 、Q 是两个电量相等的正的点电荷,它们连线的中点是O ,A 、B 是中垂线上的两点,OB OA <,用E A 、E B 、U A 、U B 分别表示A 、B 两点的场强和电势,则( ).
A
B
2
1
(A )E A 一定大于E B ,U A 一定大于U B (B )E A 不一定大于E B ,U A 一定大于U B (C )E A 一定大于E B ,U A 不一定大于U B (D )E A 不一定大于E B ,U A 不一定大于U B
8.对于点电荷的电场,我们取无限远处作零电势点,无限远处电场强度也为零,那么( ). (A )电势为零的点,电场强度一定为零,反之亦然
(B )电势为零的点,电场强度不一定为零,但电场强度为零的点,电势一定为零 (C )电场强度为零的点,电势不一定为零;电势为零的点,场强不一定为零 (D )场强为零的点,电势不一定为零,电势为零的一点,电场强度一定为零 9.如图所示,一长为l 的绝缘杆两端分别带有等量异种电荷,电量的绝对值为Q ,处在场强为E 的匀强电场中,杆与电场线夹角α=60°,若使杆沿顺时针方向转过60°(以杆上某一点为圆心转动),则下列叙述中正确的是( ).
(A )电场力不做功,两电荷电势能不变
(B )电场力做的总功为QEl /2,两电荷的电势能减少 (C )电场力做的总功为-QEl /2,两电荷的电势能增加 (D )电场力做总功的大小跟转轴位置有关
10.如图所示,一个带负电的油滴以初速v 0从P 点倾斜向上进入水平方向的匀强电场中若油滴到达最高点C 时速度大小仍为v 0,则油滴最高点的位置在( ).
(A )P 点的左上方 (B )P 点的右上方 (C )P 点的正上方 (D )上述情况都可能
11.如图所示,虚线a 、b 和c 是某静电场中的三个等势而,它们的电势分别为U a 、U b 和U c ,U a >U b >U c .一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN 所示,由图可知( ).
(A )粒子从K 到L 的过程中,电场力做负功 (B )粒子从L 到M 的过程中,电场力做负功 (C )粒子从K 到L 的过程中,静电势能增加 (D )粒子从L 到M 的过程中,动能减少
12.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 )A 、B 球带等量同种电荷,则h >H (B )A 、B 球带等量同种电荷,则h =H (C )A 、B 球带等量异种电荷,则h >H (D )A 、B 球带等量异种电荷,则h =H 13.如图所示,一个验电器用金属网罩罩住,当加上水平向右的、场强大小为E 的匀强电场时,验电器的箔片 (填“张开”或“不张开”),我们把这种现象称之为 。

此时,金属网罩的感应电荷在网罩内部空间会激发一个电场,它的场强大小为 ,方向为 。

14.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12r r 。

(l )a 、b 两点哪点电势高?
(2)将一负电荷放在a 、b 两点,哪点电势能较大?
(3)若a 、b 两点问的电势差为100V ,将二价负离子由a 点移到b 点是电场力对电荷做功还是电荷克服电场力做功?做功多少?
15.如图所示,在范围很大的水平向右的匀强电场中,一个电荷量为-q 的油滴,从A 点以速度v 竖直向上射人电场.已知油滴质量为m ,重力加速度为g ,当油滴到达运动轨迹的最高点时,测得它的速度大小恰为v /2,问:
(1)电场强度E 为多大? (2)A 点至最高点的电势差为多少?
16.如图所示,一绝缘细圆环半径为r ,其环面固定在水平面上,场强为E 的匀强电场与圆环平面平行,环上穿有一电荷量为+q 、质量为m 的小球,可沿圆环作无摩擦的圆周运动.若小球经A 点时速度v A 的方向恰与电场垂直,且圆环与小球问沿水平方向无力的作用,则速度v A =______.当小球运动到与A 点对称的B 点时,小球对圆环在水平方向的作用力F B =______.
17.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,场强为E .在圆周平面内,将一带止电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,在这些所有的点中,到达c 点的小球动能最大.已知∠cab =30°,若不计重力和空气阻力,试求电场方向与直线ac 间的夹角θ.
18.如图所示,有二根长度皆为l =1.00m 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,另一端分别拴有质量为m =1.00X10-2kg 的带电
小球A 和B ,它们的电量分别为-q 和+q ,q =1.00×10-7C .A 、B 之间用第三根线连接起来.其中存在大小为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)?

a
b Q
r 1
r 2
参考答案
11 12 AC
BC
13.不张开,静电屏蔽,E ,水平向左
14.解:(1)由正点电荷的等势面特点可判断a 点的电势较高(2)可知Ua>Ub ,Uab>0,当把负电荷从a 点移往b 点,Wab= qUab<0,电场力做负功,电势能增加,负电荷在b 点电势能较大(3)若U ab =100V,二价负离子电量q=-2×1.6×10-19
C,将该离子从a 点移往b 点,电场力做功 W ab = qU ab =-3.2×10-17
J,即克服电场力做功3.2×
10
-17

15. (1)2q
mg
(2)8q
mv 2
16.
m
qEr
,6qE 17. 30°
18. 减少了6.8×10-
2J 1 2 3 4 5
6 7
8
9
10
A AC C
ABD
C D
B C B A。

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