《静电场》综合检测

《静电场》综合检测

(时间:90分钟满分:100分)

一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1～7题只有一项是符合题目要求的,第8～12题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)

1.如图(甲)所示,直线上固定两个正点电荷A与B,其中B带+Q 的电荷量,C,D两点将AB连线三等分,现有一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度向右运动,不计粒子所受的重力,并且已知该粒子在C,D 间运动的速度v与时间t的关系图像如图(乙)所示,则A点电荷的带电荷量可能是( A )

A.+5Q

B.+3Q

C.+2Q

D.+Q

解析:由v t图像可知该粒子在两正点电荷A,B的作用下做加速度逐渐减小的减速运动,故点电荷A对其的库仑力大于点电荷B对其的库仑力,根据库仑定律,在D点,k>k,即Q A>4Q,故选项A正确,B,C,D 错误.

2.如图所示,在正方形的四个顶点上分别固定等量的正负电荷,O点为该正方形对角线的交点,直线MN通过O点且垂直于该正方形,OM大于

ON,以下对M,N两点的电势和电场强度的判断,下列说法正确的是( B )

A.M,N两点电势相等,电场强度不相等

B.M,N两点电势相等,电场强度也相等

C.M,N两点电势不相等,电场强度相等

D.M,N两点电势不相等,电场强度不相等

解析:两个等量正电荷连线中点O的电场强度为零,无穷远处电场强度也为零,故从O点沿着中垂线向上到无穷远处电场强度先增大后减小,M点电场强度竖直向上,N点电场强度竖直向下,两个等量负电荷连线中点O的电场强度为零,无穷远处电场强度也为零,故从O点沿着中垂线向上到无穷远处电场强度先增大后减小,M点电场强度竖直向下,N点电场强度竖直向上,因为电荷量相等,距离也相等,故电场强度大小也相等,方向相反,合场强为零;根据以上分析,MN上每个点的电场强度均为零,是一等势面,所以M点电势等于N点电势,故B正确, A,C,D错误.

3.如图所示,虚线是某静电场的一簇等势线,边上标有电势的值.一带电粒子只在电场力作用下沿图中的实线从A经过B运动到C.下列判断正确的是( B )

A.粒子一定带负电

B.A处电场强度大于C处电场强度

C.粒子在A处电势能大于在C处电势能

D.粒子从A到B电场力所做的功大于从B到C电场力所做的功

解析:由等势线分布可知,电场在A处的方向由右向左,根据粒子的运动轨迹可知,粒子在A处所受的电场力向左,故粒子带正电,A错误;A 处的等势线较密集,则电场线较密集,A处的电场强度较大,B正确;A 处电势较C处低,故正电荷在A处的电势能较小,C错误;从A到B的电势差等于从B到C的电势差,故粒子从A到B的电场力所做的功等于从B到C电场力做的功,D错误.

4.如图所示,a,b为平行金属板,静电计的外壳接地,合上开关S后,静电计的指针张开一个较小的角度,能使角度增大的办法是( C )

A.使a,b板的距离增大一些

B.使a,b板的正对面积减小一些

C.断开S,使a,b板的距离增大一些

D.断开S,使a,b板的正对面积增大一些

解析:开关S闭合,电容器两端的电势差不变,则静电计指针的张角不变,故A,B错误;断开S,电容器所带的电荷量不变,a,b板的距离增大,则电容减小,根据U=知,电势差增大,则指针张角增大,故C正确;断

开S,电容器所带的电荷量不变,a,b板的正对面积增大,电容增大,根据U=知,电势差减小,则指针张角减小,故D错误.

5.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-)V,(2+) V和2 V,该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为( B )

A.(2-)V,(2+)V

B.0 V,4 V

C.(2-)V,(2+)V

D.0 V,2V

解析:如图所示,取ab的中点O,即为三角形外接圆的圆心,且该点电势为2 V,故Oc为等势线,其垂线MN为电场线,方向为M→N方向,外接圆上电势最低点为N点,最高点为M点,设外接圆的半径为R,则

U OP=U Oa= V,U ON=ER,U OP=ERcos 30°,则U ON∶U OP=2∶,故U ON=2 V,N点电势为零,为最低电势点,同理M点电势为4 V,为最高电势点,故选B.

6.如图所示,高为h的固定光滑绝缘斜面,倾角θ=53°,将其置于水

平向右的匀强电场中,现将一带正电的物块(可视为质点)从斜面顶端

由静止释放,其所受的电场力为重力的倍,重力加速度为g,则物块落地的速度大小为( D )

A.2

B.2

C.2

D.

解析:物块受到的电场力为Eq=mg;将重力和电场力分别沿斜面和垂直于斜面方向进行分解,电场力垂直于斜面方向上的分力F y=

mgsin 53°=mg,故一定大于重力的分力,因此物块将离开斜面沿电场力和重力的合力方向做直线运动;运动方向与竖直方向夹角的正切值为tan α==,根据动能定理可得mgh+Eq h=mv2,又Eq=mg,代入解得v=,故选项D正确.

7.如图所示,真空中M,N处放置两等量异种电荷+Q、-Q,a,b,c为电场中的三点,实线PQ为M,N连线的中垂线,a,b两点关于MN对称,a,c两点关于PQ对称,则以下判定正确的是( B )

A.a点的电场强度与c点的电场强度完全相同

B.实线PQ上的各点电势相等

C.负电荷在a点的电势能等于在c点的电势能

D.若将一正试探电荷沿直线由a点移动到b点,则电场力先做正功,后做负功

解析:a点与c点关于两电荷的中垂线对称,则电场强度大小相等但方向不同,故A错误;等量异种电荷中垂线为等势面,实线PQ上的各点电势相等,故B正确;a点电势高于c点电势,由E p=q ,知负电荷在a点的电势能低于在c点的电势能,故C错误;将正试探电荷沿直线由a点移动到b点,电势先升高后降低,则电势能先增大后减小,电场力先做负功,后做正功,故D错误.

8.如图,在竖直平面内有一匀强电场,一带电荷量为+q、质量为m的小球在力F(大小可以变化)的作用下沿图中虚线由A至B做竖直向上的匀速运动.已知力F和AB间夹角为θ,A,B间距离为d,重力加速度为g.则( BCD )

A.力F大小的取值范围只能在0～

B.电场强度E的最小值为

C.小球从A运动到B电场力可能不做功

D.若电场强度E=时,小球从A运动到B电势能变化量大小可能为2mgdsin2θ

解析:分析小球受力情况:小球受到重力mg、拉力F与电场力qE,因为小球做匀速直线运动,合力为零,则F与qE的合力与mg大小相等、方