高中物理 第一章 静电场章末综合检测(B)教科版选修3-1—优享文档
高二物理选修3-1第一章静电场单元测试含答案(精品文档)
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高二物理选修3-1第一章《静电场》单元测试第I 卷(选择题)1.关于电荷的电荷量,下列说法正确的是A .电子的电荷量的精确数值最早是由密立根油滴实验测得的B .带电物体所带电荷量可以是任意值C .带电物体所带电荷量最小值为1.6×10-19C D .带电体的比荷是质量与电荷量的比值m/q 【答案】AC 【解析】试题分析:密立根的油滴实验测出了电子的电量为1.6×10-19C ,因而A 对;任何物体的电荷量都是e 的整数倍,故B 错,C 对, 考点:考查了对元电荷的理解 2.下列说法中,正确的是:( ) A .由qFE =可知电场中某点的电场强度E 与q 成反比 B .由公式PE qϕ=可知电场中某点的电势ϕ与q 成反比 C .由ab U Ed =可知,匀强电场中的任意两点a 、b 间的距离越大,则两点间的电势差也一定越大 D .公式QC U=,其中电容器的电容C 与电容器两极板间电势差U 无关 【答案】D 【解析】试题分析:电场中某点的电场强度只和电场本身的性质有关,与外界因素无关,A 错误,电场中某点的电势大小是人为规定的,B 错误;公式ab U Ed =中的d 是沿电场方向间的距离,ab 的距离大,但 不一定沿电场方向间的距离大,C 错误;电容器的电容是由电容器本身的性质决定的,与外界因素无关,D 正确; 考点:考查了电场强度,电势,电势差,电容3. 如图所示为电场中的一条电场线,A 、B 为其上的两点,用E A 、E B 表示A 、B 两点的电场强度,ϕA 、ϕB 表示A 、B 两点的电势,以下说法正确的是 A .E A 与E B 一定不等,ϕA 与ϕB 一定不等 B .E A 与E B 可能相等,ϕA 与ϕB 可能相等 C .E A 与E B 一定不等,ϕA 与ϕB 可能相等D .E A 与E B 可能相等,ϕA 与ϕB 一定不等【答案】D 【解析】试题分析:因为不知道AB 两点电场线的疏密程度,故无法确定两点场强的关系;由于顺着电场线电势减低故ϕA 一定高于ϕB ,故选项D 正确。
人教版物理选修【3-1】第一章《静电场》章末检测(B)及答案
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章末检测(B)(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 =kQr2,下列说法中正确的是( )A .E =Fq 中的场强E 是电荷q 产生的B .E =kQr 2中的场强E 是电荷Q 产生的C .E =Fq 中的F 表示单位正电荷的受力D .E =F q 和E =kQr2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.mv 202q B.3mv 20q C.2mv 20q D.3mv 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3A .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v2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A姓 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q 1=10-8C ,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=-3×10-6C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E 0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 Qr2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v2,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d2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 =Ud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 -9×10-4J 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|=6×10-43×10-6 V =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|=9×10-43×10-6 V =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 =-6×10-4JU AB =W AB q =-6×10-4-3×10-6 V =200 VU BC =W BC q =9×10-4-3×10-6 V =-300 VU 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 =q φA =-3×10-6×200 J =-6×10-4J 电荷在C 点的电势能E pC =q φC =-3×10-6×300 J=-9×10-4J.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 =6×10-8J10-8C=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·cos 60°=6 cm×12=3 cm =0.03 m ,所以E =Ud=200 V/m.(4)电子在A 点的电势能E p =q φA =(-e)×(-5 V)=5 eV.16.(1)2E 0mgL (2)-02q (3)+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 =-2n 02q.(3)U aO =-U Ob =-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=+4.。
(2021年整理)高中物理选修3-1第一章静电场经典习题(含详细答案))
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2018年08月09日a颜颜颜的高中物理组卷一.选择题(共17小题)1.下列叙述正确的是()A.任何起电方式都是电荷转移的过程B.摩擦起电是创造电荷的过程C.玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电D.带等量异号电荷的两个导体接触后,两个导体将不带电,原因是电荷消失了2.下列关于点电荷的说法中正确的是()A.点电荷是一个理想化物理模型B.点电荷的电荷量一定是1。
6×10﹣19CC.体积大的带电体一定不能看做点电荷D.研究带电体的相互作用时,所有带电体都可以看作点电荷3.两个相同的金属小球,带电量之比为1:7,相距为r,两者相互接触后再放回原来的位置上,则它们间的库仑力可能为原来的()A.B.C.D.4.某电场的电场线如图所示,M、N两点相距为d,则()A.M点场强小于N点场强B.M点电势低于N点电势C.正电荷在M点受到的电场力方向由M指向ND.若E为M点的场强,则M、N两点间电势差等于E•d5.化纤衣服很容易沾上灰尘,这是因为它()A.容易积累静电荷 B.具有一定的粘性C.具有大量的微孔 D.质地柔软6.如图所示,取一对用绝缘柱支撑的导体A 和B,使它们彼此接触,起初它们不带电,分别贴在导体A、B 下部的金属箔都是闭合的.现将带正电的物体C 移近A,下列描述正确的是()A.稳定后只有A 下部的金属箔张开B.稳定后只有B 下部的金属箔张开C.C移近A后,再把B与A分开,稳定后A、B下部的金属箔都张开D.C移近A后,再把B与A分开,稳定后A、B下部的金属箔都闭合7.如图所示,平行板电容器两极板M、N间距为d,两极板分别与电压为U的恒定电源两极相连,则下列能使电容器的电容减小的措施是()A.减小d B.增大UC.将M板向左平移 D.在板间插入介质8.如图所示,平行板电容器两极板接在直流电源两端。
教科版高中物理选修3-1第一章单元测试B-物理选修3-1.docx
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高中物理学习材料唐玲收集整理高二物理上册静电场单元测试物理一、单选题(每小题4分)1、以下关于摩擦起电、接触起电、静电感应这三种起电方式的说法正确的是:A 、摩擦起电、接触起电符合电荷守恒,静电感应不符合电荷守恒B 、三种起电方式都符合电荷守恒,是因为过程中生成的正、负电荷数是等量的C 、三种起电方式都符合电荷守恒,是因为过程中转移的正、负电荷数是等量的D 、电荷的代数和不变只适合于接触起电2、以下关于静电场的电场强度说法正确的是:A 、E=F/q 只适用于点电荷产生的电场B 、电场强度的方向与放入的电荷所受电场力的方向相同C 、电场强度随放入电荷的电量变化而变化D 、以上说法都不对3、将电量为C 6103-⨯的负电荷,放在电场中的A 点,受到的电场力为N 3106-⨯,方向水平向右,则将电量为C 6106-⨯的正电荷放在A 点,受到的电场力为:A 、N 2102.1-⨯,方向水平向右 B 、N 2102.1⨯,方向水平向左C 、N 2102.1⨯,方向水平向右 D 、N 2102.1-⨯,方向水平向左4、沿电场线方向:A 、场强减小B 、电势降低C 、电荷的电势能减少D 、电荷受到的电场力减少5、如图所示,A 、B 为电场中的两点,其场强为A E 、B E ,电势为A ϕ 、B ϕ,则以下说法正确的是:A 、A E >B E A ϕ >B ϕ B 、A E <B E A ϕ <BϕC 、A E <B E A ϕ >B ϕ D 、A E =B E A ϕ =B ϕ6、已知两个点电荷在真空中的库仑力为F ,以下说法正确的是:A 、保持距离不变,两个点电荷的电量都加倍,库仑力变为2FABB 、两个点电荷的电量不变,距离加倍,库仑力变为2FC 、距离变为原来的21,两个点电荷的电量都加倍,库仑力变为2FD 、以上说法都不对7、在电场中,A 、B 两点的电势差U AB =1V ,将一电子从A 点移到B 点,电子克服电场力做功为1eV ,则:A 、场强方向一定由B 指向A B 、场强方向一定由A 指向BC 、电子的电势能增加1eVD 、电子的电势能减少1eV8、如图所示、一个带正电的粒子沿曲线从a 到b 越过匀强电场,则以下说法正确的是:A 、电场力做正功,电势能增大 B 、电场力做正功,电势能减少C 、电场力做负功,电势能增大D 、电场力做负功,电势能减少9、以下粒子都从静止开始经过相同电压加速后,速度最大的是:A 、H 11 B 、H 21 C 、31H D 、e 42H10、如图,有两个等量异种的点电荷水平放置,在它们之间的中垂线上,场强的方向是:+-baEC 、竖直向上D 、竖直向下11、如图,甲图中虚线是点电荷产生电场的等势面,乙图是匀强电场。
高中物理第1章静电场章末检测(B)教科版选修3-1(2021年整理)
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第1章静电场章末检测(B)(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5分)1.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()图1A.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答案ACD解析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.同一直线上的三个点电荷q1、q2、q3,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q1、q2间的距离是q2、q3间的距离的2倍.下列说法可能正确的是()A.q1、q3为正电荷,q2为负电荷B.q1、q3为负电荷,q2为正电荷C.q1∶q2∶q3=36∶4∶9D.q1∶q2∶q3=9∶4∶36答案ABC3.电场强度的定义式为E=错误!,点电荷的场强公式为E=错误!,下列说法中正确的是()A.E=Fq中的场强E是电荷q产生的B.E=错误!中的场强E是电荷Q产生的C.E=错误!中的F表示单位正电荷的受力D.E=错误!和E=错误!都只对点电荷适用答案B解析公式E=错误!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错误!仅适用于计算点电荷的场强,Q为场源点电荷的电荷量.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,电势能一定变化答案C解析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。
(高二)教科版物理选修3—1第一章 静电场练习含答案
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(高二)教科版物理选修3—1第一章静电场练习含答案教科版选修3—1第一章静电场1、保护知识产权,抵制盗版是我们每个公民的责任与义务.盗版书籍影响我们的学习效率甚至会给我们的学习带来隐患.小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书,做练习时,他发现有一个关键数字看不清,拿来问老师,如果你是老师,你认为可能是下列几个数字中的哪一个()A.6.2×10-19 C B.6.4×10-19 CC.6.6×10-19 C D.6.8×10-19 C2、如图所示,在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q>0)的相同小球,小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接.当3个小球处在静止状态时,每根弹簧长度为l.已知静电力常量为k,若不考虑弹簧的静电感应,则每根弹簧的原长为()A.l+5kq22k0l2B.l-kq2k0l2C.l-5kq24k0l2D.l-5kq22k0l23、如图所示,各电场中A、B两点电场强度相同的是()4、如图所示,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q 是它们的交点,四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ.一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等,则()A.直线a位于某一等势面内,φM>φQB.直线c位于某一等势面内,φM>φNC.若电子由M点运动到Q点,电场力做正功D.若电子由P点运动到Q点,电场力做负功5、(双选)平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连.若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子()A.所受重力与电场力平衡B.电势能逐渐增加C.动能逐渐增加D.做匀变速直线运动6、(双选)如图所示各图描述的是对给定的电容器充电时其电荷量Q、电势差U、电容C之间相互关系的图像,其中正确的是()A B C D7、如图所示,用绝缘细线悬挂的两个带电小球(可视为点电荷)处于静止状态,电荷量分别为q A、q B,相距为L.则A对B的库仑力为()A.F AB=k q A q BL2,方向由A指向BB.F AB=k q A q BL,方向由A指向BC.F AB=k q A q BL2,方向由B指向AD.F AB=k q A q BL,方向由B指向A8、一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的.关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)()A B C D9、(双选)如图所示,一带负电荷的油滴在匀强电场中运动,其轨迹在竖直面(纸面)内,且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称.忽略空气阻力.由此可知()A.Q点的电势比P点高B.油滴在Q点的动能比它在P点的大C.油滴在Q点的电势能比它在P点的大D.油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小10、图(a)为示波管的原理图.如果在电极YY′之间所加的电压按图(b)所示的规律变化,在电极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化,则在荧光屏上会看到的图形是选项中的()A B C D11、如图所示,电源A两端的电压恒为6 V,电源B两端的电压恒为8 V,当开关S从左扳到右时,通过电流计的电荷量为1.2×10-5 C,则电容器的电容约为()A.2×10-5 F B.1.5×10-6 FC.6×10-6 F D.8.6×10-7 F12、如图所示,半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为+Q的电荷,另一电荷量为+q的点电荷放在球心O上,由于对称性,点电荷受力为零.现在球壳上挖去半径为r(r≪R)的一个小圆孔,则此时置于球心的点电荷所受静电力的大小为多少?方向如何?(已知静电力常量为k)13、在场强为E的匀强电场中,取O点为圆心,r为半径作一圆周,在O点固定一电荷量为+Q的点电荷,a、b、c、d为相互垂直的过圆心的两条直线和圆周的交点.当把一试探电荷+q放在d点恰好平衡(不计试探电荷所受重力),如图所示.(1)匀强电场场强E的大小、方向如何?(2)试探电荷+q放在点c时,受力F c的大小、方向如何?(3)试探电荷+q放在点b时,受力F b的大小、方向如何?(高二)教科版物理选修3—1第一章 静电场练习含答案教科版选修3—1第一章 静电场1、保护知识产权,抵制盗版是我们每个公民的责任与义务.盗版书籍影响我们的学习效率甚至会给我们的学习带来隐患.小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书,做练习时,他发现有一个关键数字看不清,拿来问老师,如果你是老师,你认为可能是下列几个数字中的哪一个( )A .6.2×10-19 CB .6.4×10-19C C .6.6×10-19 CD .6.8×10-19 CB [因任何带电体所带电荷量都是元电荷1.6×10-19C 的整数倍,因6.4×10-19 C =4×1.6×10-19 C ,故选项B 正确.]2、如图所示,在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q>0)的相同小球,小球之间用劲度系数均为k 0的轻质弹簧绝缘连接.当3个小球处在静止状态时,每根弹簧长度为l.已知静电力常量为k ,若不考虑弹簧的静电感应,则每根弹簧的原长为( )A .l +5kq 22k 0l 2B .l -kq 2k 0l 2C .l -5kq 24k 0l 2D .l -5kq 22k 0l 2 C [取左侧电荷为研究对象,由平衡状态得k 0x =kq 2l 2+kq 2(2l )2,解得x =5kq 24k 0l 2,故弹簧原长为l 0=l -x =l -5kq 24k 0l 2,C 正确.] 3、如图所示,各电场中A 、B 两点电场强度相同的是( )C [电场强度是矢量,若两点的电场强度相同,必须是大小相等,方向相同.故只有C正确.]4、如图所示,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q 是它们的交点,四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ.一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等,则()A.直线a位于某一等势面内,φM>φQB.直线c位于某一等势面内,φM>φNC.若电子由M点运动到Q点,电场力做正功D.若电子由P点运动到Q点,电场力做负功B[根据题述一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等,可知N点和P点处于同一等势面上,直线d位于某一等势面内.根据匀强电场的特性,可知直线c也位于某一等势面内.由于电子由M点运动到N点的过程中,电场力做负功,故M点电势高于N点电势,所以选项B正确,选项A错误;由于M、Q处于同一等势面内,电子由M点运动到Q点的过程中,电场力不做功,选项C错误;电子由P点运动到Q点,电场力做正功,选项D错误.]5、(双选)平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连.若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子()A.所受重力与电场力平衡B.电势能逐渐增加C.动能逐渐增加D.做匀变速直线运动BD[带电粒子在平行板电容器之间受到两个力的作用,一是重力mg,方向竖直向下;二是电场力F=Eq,方向垂直于极板向上.因二力均为恒力,已知带电粒子做直线运动,所以此二力的合力一定在粒子运动的直线轨迹上,根据牛顿第二定律可知,该粒子做匀减速直线运动,选项D正确,选项A、C错误;从粒子运动的方向和电场力的方向可判断出,电场力对粒子做负功,粒子的电势能增加,选项B正确.]6、(双选)如图所示各图描述的是对给定的电容器充电时其电荷量Q、电势差U、电容C之间相互关系的图像,其中正确的是()A B C DCD[电容器的电容是由电容器本身决定的,与电容器所带电荷量Q的大小和两极板间的电势差U的大小无关,不能认为C与Q成正比,与U成反比,故D正确,A、B错误.而C图表示电容器所带电荷量与极板间的电势差成正比,其比值为电容器的电容,故C正确.]7、如图所示,用绝缘细线悬挂的两个带电小球(可视为点电荷)处于静止状态,电荷量分别为q A、q B,相距为L.则A对B的库仑力为()A.F AB=k q A q BL2,方向由A指向BB.F AB=k q A q BL,方向由A指向BC.F AB=k q A q BL2,方向由B指向AD.F AB=k q A q BL,方向由B指向AC[由于两小球相互吸引,所以A对B的库仑力方向由B指向A,根据库仑定律可得F AB=k q A q BL2,故选项C正确.]8、一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的.关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)()A B C DD[因为质点的速率是递减的,因此电场力的方向与速度方向的夹角应大于90°,又质点所带的电荷是负电荷,场强方向应与质点受到的电场力方向相反,故选项D正确.]9、(双选)如图所示,一带负电荷的油滴在匀强电场中运动,其轨迹在竖直面(纸面)内,且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称.忽略空气阻力.由此可知()A.Q点的电势比P点高B.油滴在Q点的动能比它在P点的大C.油滴在Q点的电势能比它在P点的大D.油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小AB[带负电荷的油滴在匀强电场中运动,且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称,由此可判断匀强电场方向竖直向下,Q点的电势比P点高,油滴的加速度不变,A对,D错;油滴由P到Q过程电场力做正功,电势能减小,动能增大,B 对,C错.故选A、B.]10、图(a)为示波管的原理图.如果在电极YY′之间所加的电压按图(b)所示的规律变化,在电极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化,则在荧光屏上会看到的图形是选项中的()A B C DB[在0~2t1时间内,扫描电压扫描一次,信号电压完成一个周期,当U Y为正的最大值时,电子打在荧光屏上有正的最大位移,当U Y为负的最大值时,电子打在荧光屏上有负的最大位移,因此一个周期内荧光屏上的图像为B.]11、如图所示,电源A两端的电压恒为6 V,电源B两端的电压恒为8 V,当开关S从左扳到右时,通过电流计的电荷量为1.2×10-5 C,则电容器的电容约为()A.2×10-5 F B.1.5×10-6 FC.6×10-6 F D.8.6×10-7 FD[当开关S接左边时,电容器上极板带正电,所带电荷量Q=CU A,当开关S 扳到右边时,电容器上极板带负电,所带电荷量Q′=CU B,该过程中通过电流计的电荷量ΔQ=Q+Q′=C(U A+U B)=1.2×10-5 C,解得电容约为8.6×10-7 F,选项D正确.]12、如图所示,半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为+Q的电荷,另一电荷量为+q的点电荷放在球心O上,由于对称性,点电荷受力为零.现在球壳上挖去半径为r(r≪R)的一个小圆孔,则此时置于球心的点电荷所受静电力的大小为多少?方向如何?(已知静电力常量为k)解析:在球壳上与小圆孔相对的小圆面的电荷量q′≈πr24πR2Q=r24R2Q.根据库仑定律,它对球心的点电荷+q的作用力大小F=kq′qR2=kr24R2QqR2=kqQr24R4,其方向由球心指向小圆孔中心.答案:kqQr24R4由球心指向小圆孔中心13、在场强为E的匀强电场中,取O点为圆心,r为半径作一圆周,在O点固定一电荷量为+Q的点电荷,a、b、c、d为相互垂直的过圆心的两条直线和圆周的交点.当把一试探电荷+q放在d点恰好平衡(不计试探电荷所受重力),如图所示.(1)匀强电场场强E 的大小、方向如何?(2)试探电荷+q 放在点c 时,受力F c 的大小、方向如何?(3)试探电荷+q 放在点b 时,受力F b 的大小、方向如何? 解析:(1)对试探电荷进行受力分析如图所示,由题意可知:F 1=k Qq r 2F 2=qE由于F 1=F 2所以qE =k Qq r 2,E =k Q r 2匀强电场方向沿db 方向.(2)试探电荷放在c 点:E c =E 21+E 2=2E =2k Q r 2所以F c =qE c =2k Qq r 2方向与ac 成45°角斜向下.(3)试探电荷放在b 点:E b =E 2+E =2E =2k Q r 2所以F b =qE b =2k Qq r 2方向沿db 方向.答案:(1)k Q r 2 方向沿db 方向(2) 2k Qqr2方向与ac方向成45°角斜向下(3)2k Qqr2方向沿db方向。
高二教科版物理选修3—1第1章 静电场含答案
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高二教科版物理选修3—1第1章静电场含答案教科版选修3—1第一章静电场1、关于摩擦起电与感应起电,以下说法正确的是()A.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生电荷B.摩擦起电是因为产生电荷,感应起电是因为电荷的转移C.不论摩擦起电还是感应起电,都是电荷的转移D.以上说法均不正确2、如图所示,固定一带负电小球a的绝缘支架放在电子秤上,此时电子秤示数为F,现将带等量负电的另一小球b移至距离小球a正上方L处时,电子秤示数为F1,若只将小球b的电性改为正电荷,电子秤示数为F2,则()A.F1=F2B.F1+F2=FC.若小球b带负电,L增大,则F1也增大D.若小球b带正电,L减小,则F2也减小3、如图所示,电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点.已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零,且PR=2RQ.则()A.q1=2q2B.q1=-2q2C.q1=4q2D.q1=-4q24、(双选)一电子飞经电场中A、B两点,电子在A点电势能为4.8×10-17 J,动能为3.2×10-17 J,电子经过B点时电势能为3.2×10-17 J,如果电子只受电场力作用,则()A.电子在B点时动能为4.8×10-17 JB.由A到B电场力做功为100 eVC.电子在B点时动能为1.6×10-17 JD.A、B两点间电势差为100 V5、平行金属板A、B分别带等量异种电荷,A板带正电荷,B板带负电荷,a、b两个带正电的粒子以相同的速率先后垂直于电场线从同一点进入两金属板间的匀强电场中,并分别打在B板上的a′、b′两点,如图所示.若不计重力,则()A.a粒子的带电荷量一定大于b粒子的带电荷量B.a粒子的质量一定小于b粒子的质量C.a粒子的带电荷量与质量之比一定大于b粒子的带电荷量与质量之比D.a粒子的带电荷量与质量之比一定小于b粒子的带电荷量与质量之比6、(双选)平行金属板A、B组成的电容器,充电后与静电计相连,如图所示,要使静电计指针张角变大.下列措施中可行的是()A.A板向上移动B.B板向右移动C.A、B板之间插入电介质D.使两极板带的电荷量减小*7、如图所示,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上,A处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2,θ分别为30°和45°.则q1与q2的比值为()A.2B.3C.36D.3 3*8、如图所示,N(N>5)个小球均匀分布在半径为r的圆周上,圆周上P点的一个小球所带电荷量为-2q,其余小球带电荷量均为+q,圆心处的电场强度大小为E.若仅撤去P点的带电小球,圆心处的电场强度大小为()A.E B.E2C.E3D.E4*9、如图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷只在静电力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8 eV时,它的动能应为()A.8 eV B.13 eVC.20 eV D.34 eV*10、如图所示,带正电的粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内,经过时间t恰好沿下板的边缘飞出,已知板长为L,板间的距离为d,板间电压为U,带电粒子的电荷量为q,粒子通过平行金属板的时间为t(不计粒子的重力),则()A.在前t2时间内,电场力对粒子做的功为qU2B.在后t2时间内,电场力对粒子做的功为3qU8C.在粒子下落前d4和后d4的过程中,电场力做功之比为1∶2D.在粒子下落前d4和后d4的过程中,电场力做功之比为2∶1*11、(双选)如图是某种静电矿料分选器的原理示意图,带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后,分落在收集板中央的两侧.对矿粉分离的过程,下列表述正确的有()A.带正电的矿粉落在右侧B.电场力对矿粉做正功C.带负电的矿粉电势能变大D.带正电的矿粉电势能变小12、如图所示,大球A原来的电荷量为Q,小球B原来不带电,现在让小球与大球接触,达到静电平衡时,小球获得的电荷量为q;现给A球补充电荷,使其电荷量为Q,再次让小球接触大球,每次都给大球补充到电荷量为Q,问:经过反复多次接触后,小球的带电荷量为多少?13、如图所示为一个水平方向的匀强电场,场强为9×103 V/m,在电场内某竖直面上作一个半径为10 cm的圆,在圆周上取如图所示的A、B、C三点,另在圆心O处放置电荷量为10-8 C的正点电荷,求:(1)A、B两点间的电势差;(2)C点电场强度的大小和方向.高二教科版物理选修3—1第1章静电场含答案教科版选修3—1第一章静电场1、关于摩擦起电与感应起电,以下说法正确的是()A.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生电荷B.摩擦起电是因为产生电荷,感应起电是因为电荷的转移C.不论摩擦起电还是感应起电,都是电荷的转移D.以上说法均不正确C[无论哪种起电方式,其本质都是电子在物体内部或物体间发生转移,其过程中不会有电荷产生或消失,故C对,A、B、D错.]2、如图所示,固定一带负电小球a的绝缘支架放在电子秤上,此时电子秤示数为F,现将带等量负电的另一小球b移至距离小球a正上方L处时,电子秤示数为F1,若只将小球b的电性改为正电荷,电子秤示数为F2,则()A.F1=F2B.F1+F2=FC.若小球b带负电,L增大,则F1也增大D.若小球b带正电,L减小,则F2也减小D[将带负电的另一小球b移至距离小球a正上方L时,b对a有向下的库仑力,设为F′,则示数为F1=F+F′,若只将小球b的电性改为正电荷,b对a 有向上的库仑力,则示数为F2=F-F′,所以F1>F2,F1+F2=2F,故A、B 错误;若小球b带负电,L增大,根据库仑定律可知,F′减小,则F1减小,故C错误;若小球b带正电,L减小,根据库仑定律可知,F′增大,则F2=F -F′减小,故D正确.故选D.]3、如图所示,电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点.已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零,且PR=2RQ.则()A.q1=2q2B.q1=-2q2C.q1=4q2D.q1=-4q2C[因为在P、Q连线上某点R处的电场强度为零,则两电荷为同种电荷,则由点电荷的场强公式可知kq1(2r)2=kq2r2,解得q1=4q2,故选项C正确.]4、(双选)一电子飞经电场中A、B两点,电子在A点电势能为4.8×10-17 J,动能为3.2×10-17 J,电子经过B点时电势能为3.2×10-17 J,如果电子只受电场力作用,则()A.电子在B点时动能为4.8×10-17 JB.由A到B电场力做功为100 eVC.电子在B点时动能为1.6×10-17 JD.A、B两点间电势差为100 VAB[电子从A运动到B,只有电场力做功,故E pA+E kA=E pB+E kB,故A正确,C错误.电子减少的电势能ΔE p=E pA-E pB=1.6×10-17 J=100 eV,故由A 到B电场力做功为100 eV,B正确.由于电子带负电,故A、B之间的电势差U AB=-100 V,故D错误.]5、平行金属板A、B分别带等量异种电荷,A板带正电荷,B板带负电荷,a、b两个带正电的粒子以相同的速率先后垂直于电场线从同一点进入两金属板间的匀强电场中,并分别打在B板上的a′、b′两点,如图所示.若不计重力,则()A.a粒子的带电荷量一定大于b粒子的带电荷量B.a粒子的质量一定小于b粒子的质量C.a粒子的带电荷量与质量之比一定大于b粒子的带电荷量与质量之比D.a粒子的带电荷量与质量之比一定小于b粒子的带电荷量与质量之比C[y=12·Eqm⎝⎛⎭⎪⎫xv02,y相同,v0相同,x a<x b,则q am a>q bm b,故C项正确.]6、(双选)平行金属板A、B组成的电容器,充电后与静电计相连,如图所示,要使静电计指针张角变大.下列措施中可行的是()A.A板向上移动B.B板向右移动C.A、B板之间插入电介质D.使两极板带的电荷量减小AB[由公式C=εr S4πkd和U=QC得U=4πkdQεr S.电容器充电后,与静电计相连,电容器带电荷量Q几乎不变,A板上移,两板的正对面积S减小,U增大,静电计指针张角变大,A正确;B板向右移,d增大,U增大,指针张角变大,B正确;A、B板之间插入电介质,U减小,指针张角变小,C错误;Q减小,U减小,指针张角变小,D错误.]*7、如图所示,悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上,A处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2,θ分别为30°和45°.则q1与q2的比值为()A.2B.3C.36D.3 3C[小球A受力平衡,根据解三角形可得A球所受的库仑力F=mgtan θ,当角度为30°时有:kQq1(lsin 30°)2=mgtan 30°,当角度为45°时有:kQq2(lsin 45°)2=mgtan45°,联立解得q1q2=36,故C正确,A、B、D错误.]*8、如图所示,N(N>5)个小球均匀分布在半径为r的圆周上,圆周上P点的一个小球所带电荷量为-2q,其余小球带电荷量均为+q,圆心处的电场强度大小为E.若仅撤去P点的带电小球,圆心处的电场强度大小为()A.E B.E2C.E3D.E4C[假设圆周上均匀分布的都是电荷量为+q的小球,由于圆周的对称性,圆心处场强为0,则知P点处+q在圆心处产生的场强大小为E1=k qr2,方向水平向左,可知图中所有+q在圆心处产生的合场强E2=E1=k qr2,方向水平向右,图中-2q 在圆心处产生的场强大小E 3=k 2q r 2,方向水平向右.根据电场的叠加有:E 2+E 3=E ,则得k q r 2=E 3,所以若仅撤去P 点的带电小球,圆心处的电场强度大小为E 3.故选C.]*9、如图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷只在静电力的作用下运动,经过a 、b 点时的动能分别为26 eV 和5 eV .当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8 eV 时,它的动能应为( )A .8 eVB .13 eVC .20 eVD .34 eVC [由图可判断b 点电势高于a 点电势,设各等势面间的电势差为U ,则由能量守恒-2Uq +26 eV =Uq +5 eV ,所以Uq =7 eV ,所以,点电荷能量为7 eV +5 eV =12 eV ,所以,当电势能为-8 eV 时,动能为12 eV -(-8)eV =20 eV .]*10、如图所示,带正电的粒子以一定的初速度v 0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内,经过时间t 恰好沿下板的边缘飞出,已知板长为L ,板间的距离为d ,板间电压为U ,带电粒子的电荷量为q ,粒子通过平行金属板的时间为t(不计粒子的重力),则( )A .在前t 2时间内,电场力对粒子做的功为qU 2B .在后t 2时间内,电场力对粒子做的功为3qU 8C .在粒子下落前d 4和后d 4的过程中,电场力做功之比为1∶2D.在粒子下落前d4和后d4的过程中,电场力做功之比为2∶1B[粒子在电场力作用下,在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,根据y=12at2可得粒子在前t2时间内竖直方向上的位移y1和在后t2时间内竖直位移y2之比为y1∶y2=1∶3,因为粒子恰好沿下板的边缘飞出,所以y1+y2=d2,联立可得y1=18d,y2=38d,则在前t2时间内,电场力对粒子做的功为W1=q·18U=18qU,在后t2时间内,电场力对粒子做的功为W2=q·38U=38qU,故B正确;根据W=qEy可得,在粒子下落前d4和后d4的过程中,电场力做功之比为1∶1,故C、D错误.]*11、(双选)如图是某种静电矿料分选器的原理示意图,带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后,分落在收集板中央的两侧.对矿粉分离的过程,下列表述正确的有()A.带正电的矿粉落在右侧B.电场力对矿粉做正功C.带负电的矿粉电势能变大D.带正电的矿粉电势能变小BD[由题图可知,电场方向水平向左,带正电的矿粉所受电场力方向与电场方向相同,所以落在左侧;带负电的矿粉所受电场力方向与电场方向相反,所以落在右侧,选项A错误.无论矿粉所带电性如何,矿粉均向所受电场力方向偏转,电场力均做正功,选项B正确;电势能均减少,选项C错误,选项D正确.]12、如图所示,大球A原来的电荷量为Q,小球B原来不带电,现在让小球与大球接触,达到静电平衡时,小球获得的电荷量为q ;现给A 球补充电荷,使其电荷量为Q ,再次让小球接触大球,每次都给大球补充到电荷量为Q ,问:经过反复多次接触后,小球的带电荷量为多少?解析:由于两个球的形状和大小不等,所以在接触过程中,两球的电荷量分配比例不是1∶1,但应该是一个确定的值.根据第一次接触达到静电平衡时两者的电荷关系可知,此比例为(Q -q)∶q ,经过多次接触后,从大球上迁移到小球上的电荷量越来越少,最终将为零,设最终B 球带电荷量为q ′,则有Q -q q =Q q ′解得q ′=Qq Q -q. 答案:Qq Q -q13、如图所示为一个水平方向的匀强电场,场强为9×103 V/m ,在电场内某竖直面上作一个半径为10 cm 的圆,在圆周上取如图所示的A 、B 、C 三点,另在圆心O 处放置电荷量为10-8 C 的正点电荷,求:(1)A 、B 两点间的电势差;(2)C 点电场强度的大小和方向.解析:(1)对点电荷产生的电场来说,A 和B 处于它的一个等势面上,不存在电势差,故U AB 只与匀强电场有关.从图中易知,A 、B 两点在匀强电场方向上的距离为d =r +r 2=0.15 m ,因为对匀强电场有U =Ed ,所以A 、B 两点间的电势差U AB =Ed =1 350 V .(2)设正点电荷在C 处产生的电场强度为E 1,则E 1=kQ r 2=9×103 N/C ,方向沿OC向外.C处另有匀强电场,场强E2=9×103 N/C,方向水平向右,与E1垂直,根据矢量合成的平行四边形定则,C处合电场的场强为E=E21+E22≈1.27×104 N/C,方向与水平方向成45°角斜向右上.答案:(1)1 350 V(2)1.27×104 N/C方向与水平方向成45°角斜向右上。
201x-201X学年高中物理 第1章 静电场章末检测 教科版选修3-1
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第1章静电场章末检测(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电场力的性质的物理量,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.2.一不计重力的带电粒子q从A点射入一正点电荷Q的电场中,运动轨迹如图1所示,则( )图1A.粒子q带正电B.粒子q的加速度先变小后变大C.粒子q的电势能先变小后变大D.粒子q的动能一直变大答案C解析根据粒子的运动轨迹可知,粒子带负电,A错误;根据库仑定律可知电荷受到的静电力先变大后变小,B错误;电场力先做正功后做负功,所以电势能先减小后增大,动能先增大后减小,C正确,D错误;故选C.3.如图2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( )图2A .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 点时受到的电场力由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 d不一定成立,c 点电势不一定是4 V ,所以A 、B 选项错误.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.4.一金属容器置于绝缘板上,带电小球用绝缘细线悬挂于容器中,容器内的电场线分布如图3所示.容器内表面为等势面,A 、B 为容器内表面上的两点,下列说法正确的是( )图3A .A 点的电场强度比B 点的大B .小球表面的电势比容器内表面的低C .B 点的电场强度方向与该处内表面垂直D .将检验电荷从A 点沿不同路径移到B 点,电场力所做的功不同答案 C解析 由电场线的疏密表示场强大小可知,A 点的电场强度比B 点的小,A 项错误;沿电场线的方向电势逐渐降低,B 项错误;容器的内表面为一等势面,内表面处各点场强的方向与等势面垂直,C 项对;容器内表面为等势面,在等势面上移动电荷,电场力不做功,D 项错误.5.如图4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)( )图4A .k 3q R 2B .k 10q 9R2 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. 6.一带电粒子在电场中仅在电场力作用下,从A 点运动到B 点,速度随时间变化的图像如图5所示,t A 、t B 分别是带电粒子到达A 、B 两点对应的时刻,则下列说法中正确的是( )图5A .A 处的场强一定小于B 处的场强B .A 处的电势一定高于B 处的电势C .电荷在A 处的电势能一定小于在B 处的电势能D .电荷在A 到B 的过程中,电场力一定对电荷做正功答案 D解析 根据速度图像的斜率等于加速度,由数学知识可以看出,从A 点运动到B 点的过程中带电粒子的加速度减小,则其所受的电场力减小,电场强度减小,即有A 处的场强一定大于B处的场强,A错误;由于带电粒子的电性未知,无法判断电场方向,也就不能判断电势高低,故B错误;由图看出,带电粒子的速度增大,动能增大,则由能量守恒定律得知,其电势能减小,电场力做正功,故C错误,D正确.二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分)7.如图6所示,电荷量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过A、B两极板间的加速电场后飞出,不计重力的作用,则( )图6A.它们通过加速电场所需的时间相等B.它们通过加速电场过程中动能的增量相等C.它们通过加速电场过程中速度的增量相等D.它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等答案BD解析由于电荷量和质量相等,因此产生的加速度相等,初速度越大的带电粒子经过电场所需的时间越短,A错误;加速时间越短,则速度的变化量越小,C错误;由于电场力做功与初速度及时间无关,因此电场力对各带电粒子做功相等,则它们通过加速电场的过程中电势能的减少量相等,动能的增加量也相等,B、D正确.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2.6×10-8 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7所示为点电荷a、b所形成的电场线分布,有一粒子(不计重力)由A进入电场,A、B 是轨迹上的两点,以下说法正确的是( )图7A.该粒子带正电B.a、b为异种电荷C.该粒子在A点加速度较B点大D.该粒子在A点电势能较B点大答案BC解析根据电场线从正电荷出发,到负电荷终止,可知a带正电,b带负电;由粒子的轨迹向左上方弯曲,可知该粒子所受的电场力向左上方,因此该粒子带负电,故A错误,B正确;A处电场线密,则A处电场强度大,粒子所受的电场力大,则粒子在A点加速度较大,故C 正确;根据顺着电场线方向电势降低,可知A点的电势较高,由推论:负电荷在电势高处电势能小,则知粒子在A点电势能较B点小,故D错误.10.平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连.若一带电粒子恰好能沿图8中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子( )图8A.所受重力与电场力平衡B.电势能逐渐增加C.动能逐渐增加D.做匀变速直线运动答案BD解析带电粒子在平行板电容器之间受到两个力的作用,一是重力mg,方向竖直向下;二是电场力F=Eq,方向垂直于极板向上.因二力均为恒力,已知带电粒子做直线运动,所以此二力的合力一定在粒子运动的直线轨迹上,根据牛顿第二定律可知,该粒子做匀减速直线运动,选项D正确,选项A、C错误;从粒子运动的方向和电场力的方向可判断出,电场力对粒子做负功,粒子的电势能增加,选项B正确.三、填空题(本题共2小题,共10分)11.(6分)如图9,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α<β.若同时剪断两根丝线,空气阻力不计,两球带电荷量不变,两球质量为m a、m b,两球落地时间为t a、t b,落地时水平位移为x a、x b,则m a________m b,t a______t b,x a______x b.(填>、<或=)图9答案>=<解析两球带同种电荷,所以两球在水平方向受到相互作用的电场力大小相等,方向相反,对两小球分别进行受力分析有:m a g=Ftan α,m b g=Ftan β.因为α<β,所以tan α<tan β,m a g>m b g,m a>m b;剪断丝线,水平方向上,a的加速度小于b的加速度,竖直方向上两球均做自由落体运动,因此两球同时落地:t a=t b;由于水平方向上a的加速度小于b的加速度,因此a球水平飞行的距离比b球小:x a<x b.12.(4分)如图10所示,虚线为电场中的一簇等势面,A、B两等势面间的电势差为10 V,且A的电势高于B的电势,相邻两等势面间电势差相等,一个电子从电场中通过的轨迹如图中实线所示,电子过M点的动能为8 eV,它经过N点时的动能为________eV,电子在M点的电势能比N点的电势能________(填“大”或“小”).图10答案 0.5 小四、计算题(本题共4小题,共50分)13.(10分)如图11所示,在匀强电场中,将带电荷量q =-6×10-6 C 的电荷从电场中的A 点移到B 点,克服电场力做了2.4×10-5 J 的功,再从B 点移到C 点,电场力做了1.2×10-5 J 的功.求:图11(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 AB q =-2.4×10-5-6×10-6V =4 V U BC =1.2×10-5-6×10-6V =-2 V. (2)U AB =φA -φBU BC =φB -φC又φB =0故φA =4 V ,φC =2 V(3)如图所示14.(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12所示.AB 与电场线的夹角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/s 2,结果保留两位有效数字)求:图12(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 ,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=mv 2A2,代入数据,解得v A ≈2.8 m/s.15.(14分)如图13所示,电子由静止开始经加速电场加速后,沿平行于板面的方向射入偏转电场,并从另一侧射出.已知电子质量为m ,电荷量为e ,加速电场电压为U 0,偏转电场可看做匀强电场,极板间电压为U ,极板长度为L ,板间距为d .图13(1)忽略电子所受重力,求电子射入偏转电场时初速度v 0和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Δy ;(2)分析物理量的数量级,是解决物理问题的常用方法.在解决(1)问时忽略了电子所受重力,请利用下列数据分析说明其原因.已知U =2.0×102 V ,d =4.0×10-2 m ,m =9.1×10-31 kg ,e =1.6×10-19 C ,g =10 m/s 2.(3)极板间既有静电场也有重力场.电势反映了静电场各点的能的性质,请写出电势φ的定义式.类比电势的定义方法,在重力场中建立“重力势”φG 的概念,并简要说明电势和“重力势”的共同特点.答案 (1)2eU 0m UL 24U 0d(2)见解析 (3)见解析 解析 (1)根据动能定理,有 eU 0=12mv 20,电子射入偏转电场时的初速度v 0=2eU 0m在偏转电场中,电子的运动时间Δt =L v 0=Lm 2eU 0 加速度a =eE m =eU md偏转距离Δy =12a (Δt )2=UL 24U 0d(2)只考虑电子所受重力和电场力的数量级,有重力G =mg ≈10-30 N 电场力F =eU d≈10-16 N 由于F ≫G ,因此不需要考虑电子所受的重力.(3)电场中某点电势φ定义为电荷在该点的电势能E p 与其电荷量q 的比值,即φ=E p q ,类比静电场电势的定义,将重力场中物体在某点的重力势能E p 与其质量m 的比值,叫做重力势,即φG =E p m电势φ和重力势φG 都是反映场的能的性质的物理量,仅由场自身的因素决定.16.(14分)如图14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:图14(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的条件是mg =m v 2R,v =gR =2 m/s 滑块由释放点到最高点过程,由动能定理得:qEx -μmgx -2mgR =12mv 2所以x =m ⎝ ⎛⎭⎪⎫12v 2+2gREq -μmg代入数据得:x =20 m.(2)滑块通过P 点时,由动能定理:-mgR -qER =12mv 2-12mv 2P所以v 2P =v 2+2(g +qE m )R 在P 点由牛顿第二定律:N -qE =mv 2P R所以N =3(mg +qE )=1.5 N由牛顿第三定律得:N ′=N =1.5 N .。
高中物理第一章静电场章末综合检测教科版选修3_1
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章末综合检测一、单项选择题(本题共7小题,每小题6分,共42分,每小题只有一个选项正确,把正确 选项前的字母填在题后的括号内 )1.在真空中的一个点电荷的电场中,离该点电荷距离为r o 的一点,引入电荷量为 q 的检验电荷,其所受静电力大小为 F ,则离该点电荷为r 处的场强大小为( )F Fr 2 A.B. 2q qr2•两个带正电的小球,放在光滑的水平绝缘板上,相距一定的距离,若同时释放两球,它们 的加速度大小之比将( ) B. 先增大后减小 D.减小解析:由于两小球之间的库仑力总是等大、反向,所以由牛顿第二定律可得两球的加速度大 小之比等于其质量的倒数之比,即它们的加速度之比保持不变. 答案:A3.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—,其中(T 为平面上单位面 2 £ 0积所带的电荷量,£ o 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, 带电荷量为 Q 不计边缘效应时,极板可看做无穷大导体板,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 ( ) 解析:均匀带电的无穷大平面在真空中触发电场的场强大小为 —,正极板的电荷在极板间触2 £ oQQ发电场的场强大小为,,负极板的电荷在极板间触发电场的场强大小为 、,方向相同,2 £ o S2 £ o S故极板间的电场强度大小为 以一极板电荷为试探电荷得两极板间相互的静电引力为F =QnqE = Q-‘选项D 正确.2 £ o S答案:D 4. 如图,直线a 、b 和c 、d 是处于匀强电场中的两组平行线, MNP Q 是它们的交点,四 点处的电势分别为 $ M 、$ N 、$ P 、$ Q —电子由M 点分别运动到 N 点和P 点的过程中,电场力 所做的负功相等.则( )A. 直线a 位于某一等势面内,$ M >$ QB. 直线C 位于某一等势面内,$ M > $ NC. 若电子由M 点运动到Q 点,电场力做正功D. 若电子由P 点运动到Q 点,电场力做负功解析:由题意可知 W M N = VM,因此N 和P 是等势点,由匀强电场可知,c 、d 为等势面,A 错误.电 子由qr解析:在r o 处的场强 答案:BkQ卢,解得E =Fr 2 q?A.保持不变 C.增大Q 工QA. 和£ o S £ o SQ 亍&C.5—S 和 B.—和 2£ o SD. Q Q_£ o S £ o S F kQ在r 处的场强E =M到N电场力做负功,即 $ M> $ N, B正确.M与Q位于同一等势面上,移动电荷不做功,C错误.由P到Q移动电子,电场力做正功,D错误.答案:B5. 如图所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面•下列判断正确的是()A. 1、2两点的场强相等B. 1、3两点的场强相等C. 1、2两点的电势相等D. 2、3两点的电势相等解析:同一电场中,电场线越密的地方场强越大,所以1点场强大于2、3点场强,A、B错误;同一等势面上各点电势相等,沿电场线方向电势降低,故C错误,D正确.答案:D6. 电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示. K为阴极,A为阳极,两极之间的距离为d.在两极之间加上高压U,有一电子在K极由静止被加速.不考虑电子重力,元电荷为e,则下列说法正确的是()UA. A、K之间的电场强度为-dB. 电子到达A时的动能大于eUC. 由K到A电子的电势能减小了eUD. 由K沿直线到A电势逐渐降低解析:A、K之间的电场是非匀强电场,公式U= Ed不适用,因此A、K之间的电场强度不等于U,故A错误.根据动能定理得 & —0= eU,则电子到达A时的动能& = eU,故B错误.由能d量守恒定律知,由K到A电子的电势能减小eU,故C正确.电场力对电子做正功,则电场力向下,电场方向向上,则由K沿直线到A电势逐渐升高,故D错误.答案:C7.如图所示,在MN两点分别放置两个等量异种电荷,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:根据等量异种电荷电场线分布特点,A点为中垂线上场强最大的点,冋时也是连线上场强最小的点,故E B>E\>E C.又因沿电场线方向电势降低,故0 B> 0 A且0 A= 0 C,故C正确.答案:C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,把正确选项前的字母填在题后的括号内)&对于水平放置的平行板电容器,下列说法正确的是()A. 将两极板的间距加大,电容将增大B. 将两极板平行错开,使正对面积减小,电容将减小C. 在下板的内表面上放置一块面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板,电容将增大D. 在下板的内表面上放置一块面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板,电容将增大解析:平行板电容器的电容大小随着两板正对面积的增大而增大,随两板间距离的增大而减小,在两极板间放入电介质,电容增大.据上面叙述可直接看出B、C两项正确.对D选项,实际上是减小了平行板的间距.所以本题正确选项应为 B C、D.答案:BCD9.如图所示,某区域电场线左右对称分布,M N为对称线上的两点.下列说法正确的是()A. M点电势—N点电势B. M点场强一定大于N点场强C. 正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D. 将电子从M点移动到N点,电场力做正功解析:沿电场线方向,电势降低,所以M点电势一定高于N点电势,A正确;电场线的疏密程度表示电场的强弱,由题图可知,M点场强一定小于N点场强,B错误;正电荷q在M点的电势能E M= q© M,在N点的电势能E N= q© N,由于$ M> $ N,所以E M>E N, C正确;电子在电场中受电场力的方向沿NM指向M故从M移动到N,电场力做负功,D错误.答案:AC10•两个共轴的半圆柱形电极间的缝隙中,存在一沿半径方向的电场,如图所示•带正电的粒子流由电场区域的一端M射入电场,沿图中所示的半圆形轨道通过电场并从另一端N射出,由此可知()A. 若入射粒子的电荷量相等,则出射粒子的质量一定相等B. 若入射粒子的电荷量相等,则出射粒子的动能一定相等C. 若入射粒子的电荷量与质量之比相等,贝U出射粒子的速率一定相等D. 若入射粒子的电荷量与质量之比相等,则出射粒子的动能一定相等2 2v mv 解析:由题图可知,该粒子在电场中做匀速圆周运动,电场力提供向心力qE= mr,得r =正,1 2qr、E为定值,若q相等,则^mv —定相等;若专相等,则速率v 一定相等,故B C正确.答案:BC11 •喷墨打印机的简化模型如图所示•重力可忽略的墨汁微滴,经带电室带负电后,以速度v 垂直匀强电场飞入极板间,最终打在纸上•则微滴在极板间电场中()A. 向负极板偏转B. 电势能逐渐增大C. 运动轨迹是抛物线D. 运动轨迹与带电荷量有关解析:由于微滴带负电,其所受电场力指向正极板,故微滴在电场中向正极板偏转,A项错误•微滴在电场中所受电场力做正功,电势能减小,B项错误•由于极板间电场是匀强电场,电场力不变,故微滴在电场中做匀加速曲线运动,并且轨迹为抛物线,C项正确.带电荷量影响电场力及加速度大小,运动轨迹与加速度大小有关,故D项正确.答案:CD12. 如图为静电除尘示意图,G H为金属管内两点•在M N两点间加高压电源时,金属管内空气电离,电离的电子在电场力的作用下运动,遇到烟气中的煤粉,使煤粉带负电荷,因而煤粉被吸附到管上,排出的烟就清洁了•就此示意图,下列说法正确的是()A. N接电源的正极B. M接电源的正极C. 电场强度E H>E GD. 电场强度E H<E G解析:电子附在煤粉上,使煤粉带上负电荷,煤粉若能吸附在管壁上,说明管壁带正电荷,N 接电源正极.将金属棒与金属管壁看做电容器,则其内电场线分布情况如图所示.由图可知金属棒附近的H点处电场线较密,而靠近金属管壁的G点处电场线较疏,故H处场强比G处场强大,即E H>E G.答案:AC三、非选择题(本题共2小题,共28分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位)13. (14分)如图所示,一根长为I 不可伸长的细丝线一端固定于0点,另一端系住一个质量为m的带电小球.将此装置放在水平向右的匀强电场E中,待小球稳定后,细丝线跟竖直方向夹角为a,求:(1) 小球带什么电?电荷量是多少?⑵保持小球带电荷量不变,用外力将小球缓慢拉到竖直方向的最低点,外力对小球做多少功?解析:(1)由于小球所受静电力水平向右,E的方向水平向右,所以小球带正电.由平衡条件得qE= mg ta n a,解得q= .(2) 将小球缓慢拉到竖直方向的最低点的过程中,小球动能变化量为零,设外力对小球做功为W由动能定理可知VW mgl(1 —cos a ) —qEl sin a = 0,1解得W= mgl( —1).cos a“宀亠mg ta n a 1答案:(1)正电三(2) mgl( ——1)E COS a14. (14分)如图所示,光滑斜面倾角为37°, —带有正电的小物块质量为m电荷量为q,置于斜面上,当沿水平方向加有如图所示的匀强电场时,带电小物块恰好静止在斜面上.从1 2某时刻开始,电场强度变化为原来的,(sin 37 ° = 0.6 , cos 37 ° = 0.8 , g取10 m/s )求:(1) 原来的电场强度的大小;(2) 物体运动的加速度;(3) 沿斜面下滑距离为l时物体的速度的大小.解析:(1)对小物块受力分析如图所示,物块静止于斜面上,则mg>i n 37 ° = qE Cos 37 ° ,l mg an 37 °3mgE q 4q.1⑵当场强变为原来的时,小物块的合外力为F 合=mgs in 37 ° - 1-^qE cos 37 = 3m又F合=ma所以a= 3 m/s,方向沿斜面向下.(3)由动能定理得所以v = .61.1 2F合1=?mv—0,答案:⑴3mg(2)3 m/s 2,方向沿斜面向下。
物理教科版选修3-1单元检测:第一章静电场(附答案)含解析
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物理教科版3—1第一章静电场单元检测(时间:90分钟满分:100分)第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不选的得0分)1.一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为().A.动能减小B.电势能增加C.动能和电势能总和减少D.重力势能和电势能之和增加2.静电在各种产业和日常生活中有着重要的应用,如静电除尘、静电复印等,所依据的基本原理几乎都是让带电的物质微粒在电场作用下奔向并吸附到电极上.现有三个粒子a、b、c从P点向下射入由正、负电极产生的电场中,它们的运动轨迹如图所示,则( ).A.a带负电荷,b带正电荷,c不带电荷B.a带正电荷,b不带电荷,c带负电荷C.a带负电荷,b不带电荷,c带负电荷D.a带正电荷,b带负电荷,c不带电荷3.图(a)为示波管的原理图.如果在电极YY′之间所加的电压按图(b)所示的规律变化,在电极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化,则在荧光屏上会看到的图形是( ).图(a)图(b)图(c)4.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φb5.如图所示,平行线代表电场线,但未指明方向,带电荷量为10-2C的带正电微粒在电场中只受电场力作用,当由A点运动到B点时,动能减少了0。
1 J ,已知A 点电势为-10 V ,则( ).A .B 点的电势为零,微粒运行轨迹是1B .B 点的电势是-20 V ,微粒运行轨迹是1C .B 点的电势是零,微粒运行轨迹是2D .B 点的电势是-20 V ,微粒运行轨迹是26.质量为m 的带正电小球由空中A 点无初速自由下落,在t 秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场,再经过t 秒小球又回到A 点,不计空气阻力且小球从未落地,则( ).A .整个过程中小球电势能变化了2232mg t B .整个过程中小球动量增量的大小为2mgtC .从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了mg 2t 2D .从A 点到最低点小球重力势能变化了2223mg t 7.下列几种说法中正确的是( ).A .从电场外移动一个单位正电荷到电场中某一点,电场对此电荷所做的功在数值上等于该点的电势B .一个单位正电荷在电场力的作用下从电场中一点移动到另一点,其电势能的变化在数值上等于这两点间的电势之差C .将一电荷匀速地从电场的一点移到另一点,外力所做的功等于该电荷电势能的变化量D .在电场中电势越高处,电场强度一定越大8.某电场的电场线分布如图所示,以下说法正确的是( ).A .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9.如图所示,静止的电子在加速电压为U1的电场作用下,从O 点经P板的小孔射出,又垂直进入平行金属板间的电场,在偏转电压U2的作用下偏转一段距离.现使U1加倍,要想使电子的运动轨迹不发生变化,则应该( ).A.使U2加倍B.使U2变为原来的4倍C.使U2D.使U2变为原来的1/210.关于场强和电势,下列说法中正确的是( ).A.在电场中A、B两点间移送电荷的过程中,电场力始终不做功,则电荷所经过路径上的各点场强一定为零B.电场强度的方向就是电势降落最快的方向C.两个等量同种电荷的电场中,从两电荷连线的中点沿连线的中垂线向外,电势越来越低,场强越来越小D.两个等量异种电荷的电场中,两电荷连线的中垂线上各点电势均相等,而连线中点的场强最大,沿中垂线向外,场强越来越小第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(本题共4小题,每小题4分,共16分.把答案填在题中的横线上)11.如图所示,A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点,∠B =30°,现在A、B两点放置两点电荷q A、q B,测得C点场强的方向与AB平行,则q A带____电,q A∶q B=______。
教科版高中物理选修3-1第一章《静电场》章末测试题
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教科版高中物理选修 3-1 第一章《静电场》章末测试题课 题 《静电场》章末测试题年级高二 讲课对象 编写人胥老师时 间2018/2/71. 下边是某同学对电场中的一些观点及公式的理解,此中正确的选项是()FA .依据电场强度的定义式E = q 可知,电场中某点的电场强度与尝试电荷所带的电荷量成反比B .依据电容的定义式C = QU 可知,电容器的电容与其所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比 QC .依据真空中点电荷的电场强度公式 E = k r 2可知,电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量没关D .依据电势差的定义式 U AB =W AB可知,带电荷量为 1 C 的正电荷,从 A 点挪动到 B 点战胜电场力做功为1 J ,q则 A 、 B 两点间的电势差为- 1 V2. A 、B 、 C 三点在同向来线上, AB ∶ BC = 1∶ 2,B 点位于在 A 处放一电荷量为+ q 的点电荷时,它所遇到的静电力为电荷,其所受静电力为 ()A 、C 之间,在B 处固定一电荷量为 Q 的点电荷.当F ;移去 A 处电荷,在 C 处放一电荷量为- 2q 的点A .- F/2B . F /2C .- FD . F3. 如下图, A 、 B 、 C 、 D 、 E 是半径为 r 的圆周上等间距的五个点,在这些点上各固定一个点电荷,除 A 点处的电荷量为- q 外,其余各点处的电荷量均为+ q ,则圆心 O 处()kq A .场强盛小为 r 2 ,方向沿 OA 方向 B .场强盛小为 kq,方向沿 AO 方向2r C .场强盛小为 2kqr 2 ,方向沿 OA 方向2kq D .场强盛小为r 2 ,方向沿 AO 方向4. 如下图, AB 是某点电荷电场中一条电场线, 在电场线上 P 处自由开释一个负尝试电荷时, 它沿直线向 B 点处运动,对此现象以下判断正确的选项是 (不计电荷重力 )( ) A .电荷向 B 做匀加快运动B .电荷向 B 做加快度愈来愈小的运动C .电荷向 B 做加快度愈来愈大的运动D .电荷向 B 做加快运动,加快度的变化状况不可以确立5. 空间存在甲、乙两相邻的金属球,甲球带正电,乙球本来不带电,因为静电感觉,两球在空间形成了如图所 示稳固的静电场.实线为其电场线,虚线为其等势线, A 、B 两点与两球球心 连线位于同向来线上, C 、D 两点对于直线 AB 对称,则 ( ) A .A 点和 B 点的电势同样B .C 点和D 点的电场强度同样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,电势能先减小后增大6. 如图甲所示,两平行金属板竖直搁置,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乙所示.电子本来静止在左极板小孔处. (不计重力 ) 以下说法中正确的选项是 ( )A .从 t =0 时辰开释电子,电子将一直向右运动,直到打到右极板上B .从 t = 0 时辰开释电子,电子可能在两板间振动C .从 t = T/4 时辰开释电子,电子可能在两板间振动,也可能打到右极板上D .从 t = 3T/8 时辰开释电子,电子势必打到左极板上7.如图 6 所示,实线为方向未知的三条电场线,虚线 1 和 2 为等势线. a 、 b 两个带电粒子以同样的速度从电场中 M 点沿等势线 1 的切线飞出,粒子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示,则在开始运动的一小段时 间内,以下说法正确是 ( ) A .a 遇到的电场力较小, b 遇到的电场力较大 B .a 的速度将增大, b 的速度将减小 C .a 必定带正电, b 必定带负电D . a 、b 两个粒子所带电荷电性相反8.如下图,两质量均为 m 的小球 A 和 B 分别带有 +q 和-q 的电量,被绝缘细线悬挂,两球间的库仑引力小于球的重力 mg .现加上一个水平向右的匀强电场,待两小球再次保 持静止状态时,以下结论正确的选项是( ) A .悬线 OA 向右偏, OA 中的张力大于 2mg B .悬线 OA 向左偏, OA 中的张力大于2mgC .悬线 OA 不发生偏离, OA 中的张力等于 2mgD .悬线 AB 向左偏, AB 线的张力比不加电场时要大9.如图 2,一电荷量为 q 的金属球,固定在绝缘支架上,这时球外 P 点的电场强度为 E 0.当把 一个电量也是 q 的点电荷放在 P 点时,测得点电荷遇到的静电力为 f ;当把一电荷量为 aq 的 点电荷放在 P 点时,测得作用于该点荷的静电力为 F ,则在国际单位制中( ) A .f 的数值等于 qE 0. B . F 的数值等于 af .C . a 比 1 小得越多, F 的数值凑近 aqE 0.D . a 比 1 小得越多, F 的数值越凑近 af .10.如图 4,将平行板电容器与电池组相连,两极板间的带电灰尘恰保持静止状态,若 将两板迟缓地错开一些,其余条件不变,则( )A .电容器的带电荷量不变B .灰尘仍保持静止状态C .电流计 G 中有 a 到 b 方向的电流D .电流计 G 中有 b到 a方向的自由电荷定向经过U ab =U bc ,实线为一带正 11.如图 6,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,即电的质点仅在电场力作用下经过该地区时的运动轨迹, 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 .带电质点经过 P 点时的电势能较 Q 点大C .带电质点经过 P 点时的动能较 Q 点大D .带电质点经过 P 点时的加快度较 Q 点大12.有三个质量相等,分别带正电、负电和不带电的小球A、B、C,从同一地点以同样速度v0先后射入竖直方向的匀强电场中,它们落在正极板的地点如图8,则以下说法中正确的选项是()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.三个小球抵达正极板的动能E kA< E kB< E kCD.三个小球的加快度关系为a A> a B> a C13.如下图,质量为 m,带电量为 q的粒子,以初速度 v0,从 A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中,粒子经过电场中B点时,速率 v B=2v ,方向与电场的方向一致,则 AB两点的电势差为()B mv023mv022mv023mv02C、D、A、B、2q q q2q A14.两个完整同样的带电金属小球, 此中一个球的带电量的绝对值是另一个的 5 倍, 它们间的库仑力大小是F, 现将两球接触后再放回原处, 它们间库仑力的大小可能是()A. 5 FB. 4 FC.5 FD.9 F954515.平行板电容器的两极板A、B 接于电池两极,一带正电的小球悬挂在电容器内部,闭合S,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ,则以下说法正确的选项是()A.保持 S闭合,将 A 板向 B 板凑近,则θ增大B.保持 S闭合,将 A 板向 B 板凑近,则θ不变C.断开 S,将 A 板向 B 板凑近,则θ增大D.断开 S,将 A 板向 B 板凑近,则θ不变16.如下图,是表示在一个电场中的a、b、c、d 四点分别引入查验电荷时,测得的查验电荷的电量跟它所受电场力的函数关系图象,那么以下表达正确的选项是()A.这个电场是匀强电场E d>E a>E b>E cB. a、 b、 c、 d 四点的场强盛小关系是C. a、 b、c、 d 四点的场强盛小关系是E a>E b>E c>E dD.没法确立这四个点的场强盛小关系17.以下说法正确的选项是()A.由E FE 与F 成正比可知此场中某点的电场强度qB.由公式EP可知电场中某点的电势φ与 q 成反比qC.由 U ab=Ed 知,匀强电场的随意两点间的距离越大,则两点间的电势差也必定越大D.公式 C=Q/ U,电容器的电容大小 C与电容器两极板间电势差 U 没关3 / 618.如下图,实线是一个电场中的电场线,虚线是一个负查验电荷在这个电场中的轨迹,若电荷是从 a 处运动到 b 处,以下判断正确的选项是()A.电荷从 a 到 b 加快度减小B. b 处电势能大C. b 处电势高D.电荷在 b 处速度小19. 如下图,在匀强电场中,将带电荷量q=- 6× 10-6 C 的负电荷从电场中的 A 点移到 B 点,战胜电场力做了 2.4× 10-5J 的功,再从 B 点移到 C 点,电场力做了-5J 的功.求:1.2× 10(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)假如规定 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(只保存作图的印迹,不写做法).20.如图 12 所示,在场强 E= 103V/m 的水平向左匀强电场中,有一圆滑半圆形绝缘轨道竖直搁置,轨道与一水平绝缘轨道MN相切连结,半圆轨道所在平面与电场线平行,其半径=40 cm,一带正电荷q= 10-4R C 的小滑块质量为 m=40 g,与水平轨道间的动摩擦因数μ= 0.2,取g= 10 m/ s2,求:(1) 要小滑块能运动到圆轨道的最高点L ,滑块应在水平轨道上离N 点多远处开释?(2)这样开释的小滑块经过 P 点时对轨道的压力是多大? (P 为半圆轨道中点 )21.如图 13 所示, EF 与 GH 间为一无场区.无场区左边A、B 为相距为d、板长为 L 的水平搁置的平行金属板,两板上加某一电压进而在板间形成一匀强电场,此中 A 为正极板.无场区右边为一点电荷Q 形成的电场,点电荷的地点 O 为圆弧形绝缘细圆管 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 v0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沿圆管切线方向进入细圆管,并做与管壁无互相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.22.喷墨打印机的构造简图如图15,此中墨盒能够发出墨汁微滴,其半径约为10-5 m,此微滴经过带电室时被带上负电,带电的多少由计算机按字体笔划高低地点输入信号加以控制. 带电后的微滴以必定的初速度进入偏转电场,带电微滴经过偏转电场发生偏转后,打到纸上,显示出字体. 无信号输入时,墨汁微滴不带电,径直经过偏转板而注入回流槽流回墨盒. 设偏转板板长 1.6 cm,两板间的距离为 0.50 cm ,偏转板的右端距纸 3.2 cm. 若一个-10kg,以 20 m/s 的初速度垂直于电场方向进入偏转电场,两偏转板间的电压是3墨汁微滴的质量为 1.6 ×108.0 × 10 V,若墨汁微滴打到纸上点距原射入方向的距离是 2.0 mm . 求这个墨汁微滴经过带电室带的电量是多少?( 不计空气阻力和重力,能够以为偏转电场只限制在平行板电容器内部,忽视边沿电场的不平均性.) 为了使纸上的字体放大 10%,请你剖析提出一个可行的方法.23. 如下图 , 质量为 m、带电量为 - q 的小球在圆滑导轨上运动,半圆形滑环的半径为R,小球在 A 点时的初速为 v0,方向和斜轨平行. 整个装置放在方向竖直向下,强度为 E 的匀强电场中,斜轨的高为H,试问:(1)小球走开 A 点后将作如何的运动 ?(2)设小球能抵达 B 点,那么,小球在 B 点对圆环的压力为多少 ?(3)在什么条件下,小球能够以匀速沿半圆环抵达最高点,这时小球的速度多大?。
2024_2025学年高中物理第1章静电场章末测评含解析教科版选修3_1
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章末综合测评(一) 静电场(时间:90分钟 分值: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题只有一项符合题目要求,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.下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解,其中正确的是( )A .依据电场强度的定义式E =Fq可知,电场中某点的电场强度与摸索电荷所带的电荷量成反比B .依据电容的定义式C =Q U可知,电容器的电容与其所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比C .依据真空中点电荷的电场强度公式E =k Q r2可知,电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关D .依据电势差的定义式U AB =W ABq可知,带电荷量为1 C 的正电荷,从A 点移动到B 点克服电场力做功为1 J ,则A 、B 两点间的电势差为-1 VD [电场强度E 与F 、q 无关,由电场本身确定,A 错误;电容C 与Q 、U 无关,由电容器本身确定,B 错误;E =k Q r2是电场强度的确定式,故C 错误;在电场中,克服电场力做功,电场力做负功,由U AB =W ABq可知D 正确.] 2.真空中保持肯定距离的两个点电荷,若其中一个点电荷增加了原来的12,但仍旧保持它们之间的相互作用力不变,则另一点电荷的电量肯定削减了原来的( )A .12B .13C .14D .124B [设原来的电荷量分别为Q 1、Q 2,则F =k Q 1Q 2r 2,由题意知k Q 1Q 2r 2=k 32Q 1Q 2′r 2,解得Q 2′=23Q 2,所以电荷量削减了原来的13,故B 正确.] 3.如图所示,等边三角形ABC 处在匀强电场中,电场方向与三角形所在平面平行,其中φA =φB =0,φC =φ>0,保持该电场的电场强度大小和方向不变,让等边三角形绕A 点在三角形所在平面内顺时针转过30°,则此时B 点的电势为( )A.33φ B.φ2C.-33φD.-φ2C[因φA=φB=0,所以AB是一等势线,电场方向垂直AB向左,设等边三角形边长为L,因φC=φ,所以电场强度为E=φL cos 30°,当等边三角形绕A点在三角形所在平面内顺时针转过30°时,B点到原来AB的距离d=L sin 30°,B点电势为φB=-Ed=-φtan 30°=-33φ,C正确.]4.已知表面电荷匀称分布的带电球壳,其内部电场强度到处为零.现有表面电荷匀称分布的带电半球壳,如图所示,CD为通过半球顶点C与球心O的轴线.P、Q为CD轴上关于O 点对称的两点.则( )A.P点的电场强度与Q点的电场强度大小相等,方向相同B.P点的电场强度与Q点的电场强度大小相等,方向相反C.P点的电场强度比Q点的电场强度强D.P点的电场强度比Q点的电场强度弱A[将该半球壳补全成为整个带电球壳,如图所示:由题意知P、Q两点场强大小为零,由对称性可知左右两个半球壳在P点和在Q点产生的场强均大小相等方向相反,所以左侧半球壳在两点产生的场强大小相等,方向相同,故A项正确.]5.两个固定的等量异号点电荷所产生的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,最终离开电场,粒子只受电场力作用.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的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,故选项C 正确.]6.如图所示,A 、B 、C 、D 、E 、F 为匀强电场中一个边长为10 cm 的正六边形的六个顶点,A 、C 、D 三点电势分别为1.0 V 、2.0 V 、3.0 V ,正六边形所在平面与电场线平行,则( )A .E 点的电势与C 点的电势相等B .U EF 与U BC 相同C .电场强度的大小为2033 V/mD .电场强度的大小为20 3 V/mC [A 、D 两点电势分别为1.0 V 和3.0 V ,则AD 中点O 的电势为2.0 V ,C 点与O 点等势,C 与E 不等势,A 错误;U EF 和U BC 大小相同,但正负不同,B 错误;电场强度E =U DCDC ·cos 30°=2033V/m ,C 正确,D 错误.] 7.一平行板电容器充电后与电源断开,正极板接地.两板间有一个负摸索电荷固定在P 点,如图所示,以C 表示电容器的电容、E 表示两板间的场强、φ表示P 点的电势,E p 表示负电荷在P 点的电势能,若正极板保持不动,将负极板缓慢向右平移一小段距离x 0的过程中,各物理量与负极板移动距离x 的关系图像中正确的是( )D[当负极板右移时,d减小,由C=εr S4πk d-x可知,C与x的关系图像不是一次函数图像,故A错误;由U=QC可知,U=4πkdεr SQ,则E=Ud=4πkQεr S,故E与d无关,故B错误;因正极板接地,设P点原来距正极板l,则P点的电势φ=-El不变,故C错误;电势能E p =-φq=Eql,故D正确.]8.某静电场中的一条电场线与x轴重合,其电势的变更规律如图所示.在O点由静止释放一个负点电荷,该负点电荷仅受电场力的作用,则在-x0~x0区间内( )A.该静电场是匀强电场B.该静电场是非匀强电场C.负点电荷将沿x轴正方向运动,加速度不变D.负点电荷将沿x轴负方向运动,加速度渐渐减小AC[φx图线的斜率大小等于电场中电场强度的大小,故该条电场线上各点电场强度一样,该静电场为匀强电场,A正确,B错误;由沿着电场线的方向电势降低,可知电场方向沿x轴负方向,故负点电荷沿x轴正方向运动,其受到的电场力为恒力,由牛顿其次定律可知其加速度不变,C正确,D错误.]9.三个质量相同,带电荷量分别为+q、-q和0的小液滴a、b、c,从竖直放置的两板中间上方由静止释放,最终从两板间穿过,轨迹如图所示,则在穿过极板的过程中( )A .电场力对液滴a 、b 做的功相同B .三者动能的增量相同C .液滴a 电势能的增加量等于液滴b 电势能的减小量D .重力对三者做的功相同AD [因a 、b 带电荷量相等,所以穿过两板时电场力做功相同,电势能增加量相同,A 对,C 错;c 不带电,不受电场力作用,由动能定理知,三者动能增量不同,B 错;a 、b 、c 三者穿出电场时,由W G =mgh 知,重力对三者做功相同,D 对.]10.在两块平行金属板A 、B 间加如图所示变更的电压,此电压的值不变,但每过T2变更一次极性.t =0时,A 板电势为正,若在此时由B 板自由释放一电子,那么( )A .电子会始终向A 板运动B .电子在A 、B 两板间来回运动C .在t =T 时,电子回到动身点D .在t =T2时电子具有最大速度AD [依据电子的受力状况和牛顿其次定律知,在0~T2时间内,电子向A 板做匀加速直线运动,在T 2时刻速度达到最大值;在T2到T 时间内,电子向A 板做匀减速直线运动,在T 时刻速度减为零;随后重复刚才的运动,故A 、D 正确.]11.粗糙绝缘的水平地面上,有两块竖直平行相对而立的金属板A 、B ,板间地面上静止着带正电的物块,如图甲所示,当两金属板如图乙所示的交变电压时,设直到t 1时刻物块才起先运动(最大静摩擦力与滑动摩擦力可认为相等),则 ( )A .在0~t 1时间内,物块受到渐渐增大的摩擦力,方向水平向左B .在t 1~t 3时间内,物块受到的摩擦力先渐渐增大,后渐渐减小C .t 3时刻物块的速度最大D .t 4时刻物块的速度最大AC [在0~t 1时间内,电场力小于最大静摩擦力,物块静止,静摩擦力等于电场力,即f =qE =q Ud,电压增大,摩擦力增大,又正电荷所受电场力与电场同向向右,所以摩擦力方向水平向左,选项A 对.在t 1~t 3时间内,电场力大于最大静摩擦力,物块始终加速运动,摩擦力为滑动摩擦力,由于正压力即重力不变,所以摩擦力不变,选项B 错.t 3~t 4阶段,电场力小于摩擦力,物块仍在运动,但为减速运动,所以t 3时刻速度最大,选项C 对,D 错.]12.如图所示,长为L =0.5 m 、倾角为θ=37°的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中,一带电荷量为+q ,质量为m 的小球(可视为质点),以初速度v 0=2 m/s 恰能沿斜面匀速上滑,g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则下列说法中正确的是 ( )A .小球在B 点的电势能大于在A 点的电势能 B .水平匀强电场的电场强度为3mg 4qC .若电场强度加倍,小球运动的加速度大小为3 m/s 2D .若电场强度减半,小球运动到B 点时速度为初速度v 0的一半BD [在小球由A 到B 的过程中,重力做负功,电场力做正功,小球电势能削减,A 错;由动能定理知qEL cos θ-mgL sin θ=0,所以水平匀强电场的电场强度为3mg4q ,B 对;电场强度加倍后,则有q ·2E cos θ-mg sin θ=ma ,所以a =0.6g =6 m/s2,C 错;电场强度减半后,则有mg sin θ-q E2cos θ=ma 1,a 1=0.3g =3 m/s 2,由v 20-v 2=2a 1L 代入数值得v =1 m/s ,D 对.]二、非选择题(本题共4小题,共52分,按题目要求作答)13.(12分)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.求:(1)C 点的电势;(2)若将一电子从场外移到C 点,电场力做多少功?做正功还是做负功? 解析:(1)板间场强为E =U d =6000.12V/m =5×103 V/m 已知A 板与C 点间的距离为d ′=0.04 m 则U AC =Ed ′=5×103×0.04 V=200 V.因为A 板接地,φA =0,且沿电场方向电势降低,所以可得φC =-200 V. (2)“场外”可理解为离电场无穷远,此处电势也为零.由W =qU 可得将电子从场外移到C 点,电场力做的功为W =e (0-φC )=-1.6×10-19×200J =-200 eV.负号说明电场力做的是负功.答案:(1)-200 V (2)-200 eV 做负功14.(12分)如图所示,已知AC ⊥BC ,∠ABC =60°,BC =20 cm ,A 、B 、C 三点都在匀强电场中,且A 、B 、C 所在平面与电场线平行,把一个电荷量q =10-5C 的正电荷从A 移到B ,电场力做功为零;从B 移到C ,电场力做功为-3×10-3J.(1)求A 、C 间的电势差;(2)若规定B 点电势为零,求C 点的电势; (3)求匀强电场的场强大小及方向. 解析:依据W AB =U AB q 得,U AB =0,即φA =φBU BC =W BCq=-3×102 V.(1)U AC =φA -φC =φB -φC =U BC =-3×102V.(2)φB =0,U BC =φB -φC ,所以φC =φB -U BC =3×102V. (3)AB 为等势线,场强方向垂直AB 连线指向右下方,故E =|U BC |BC sin 60°=1 000 V/m.答案:(1)-3×102V(2)3×102V(3)1 000 V/m 方向与水平方向夹角为30°指向右下方15.(14分)如图所示,空间存在着电场强度E =2.5×102N/C 、方向竖直向上的匀强电场,在电场内一长为L =0.5 m 的绝缘细线一端固定于O 点,另一端拴着质量为m =0.5 kg 、电荷量为q =4×10-2C 的小球.现将细线拉至水平位置,将小球由静止释放,当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂,取g =10 m/s 2.求:(1)小球运动到圆周最高点的速度大小; (2)细线能承受的最大拉力值;(3)当细线断后,小球接着运动到与O 点水平方向的距离为L 时,小球距离O 点的高度. 解析:(1)(2)由小球运动到最高点细线被拉断,则说明电场力竖直向上,再由电场线竖直向上,则可判定小球带正电,设小球运动到最高点时速度为v ,对该过程由动能定理有:(qE -mg )L =12mv2①在最高点对小球由牛顿其次定律得T +mg -qE =m v 2L②由①②式解得T =15 N ,v =10m/s.(3)小球在细线断裂后,在竖直方向的加速度设为a , 则a =qE -mgm③设小球在水平方向运动L 的过程中,历时t , 则L =vt④设竖直方向上的位移为y ,则y =12at 2⑤由①③④⑤解得y =0.125 m得小球距O 点高度为h =y +L =0.625 m. 答案:(1)10m/s (2)15 N (3)0.625 m16.(14分)如图所示,CD 左侧存在场强大小为E =mg q、方向水平向左的匀强电场,一个质量为m 、电荷量为q 的光滑绝缘小球,从底边BC 长L ,倾角α=53°的直角三角形斜面顶端A 点由静止起先下滑,运动到斜面底端C 点后进入一细圆管内(C 处为一小段长度可忽视的圆弧,圆管内径略大于小球直径),恰能到达D 点,随后从D 点离开后落回到斜面P 点,重力加速度为g .(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)求:(1)DA 两点间的电势差U DA ; (2)圆管半径r ;(3)小球从D 点运动到P 点的时间t . 解析:(1)由U DA =EL 得U DA =mgL q.(2)由恰好过D 点,推断v D =0 依据动能定理,从A 到D 过程mgL tan 53°-EqL -mg 2r =0解得r =L6.(3)由于mg =Eq ,小球进入电场与水平方向成45°角斜向下做匀加速直线运动(如图所示).设到达P 处水平位移为x ,竖直位移为y ,则有x =yx tan 53°+y =2r解得x =L 7,y =L7竖直方向做自由落体运动有y =12gt 2解得t =2L 7g.mgL q (2)L6(3)2L7g答案:(1)。
物理(选修3—1)第一章静电场质量检查试卷.docx
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6、a 、b 、c 、〃是匀强电场屮的四个点,它们正 电场线与矩形所在平面平行。
己知。
点的电24 V, 〃点的电势为4 V,如图,由此町知 A. 4 V C. 12 VB. 8 V D. 24 V7、如图所示, 固定在0点的正点电荷的电场中<NQ.下列叙述正确的是A.若把一正的点电荷从A/点沿直线移到N 点,好是一个矩形的四个顶点. 势为20 V,方点的电势为 c 点的电势为有M 、N 两点,已知M0做功,电势能减少B.若把物理(选修3—1)第一章静电场质量检查试卷一、选择题:(每小题4分,共40分,请将每小题正确答案的字母填入答卷的表格内)1、一平行板电容器中存在匀强电场,电场沿竖直方向。
两个比荷(即粒子的电荷量与质量之比)不同的带正电的 粒子a 和方,从电容器边缘的P 点(如图)以和同的水平速度射入两平行板之间。
测得d 和b 与电容器的撞击点到 入射点Z 间的水平距离Z 比为1 : 2o 若不计重力,则。
和b 的比荷Z 比是A. 1 : 2C- 2 : 1 B- ] : 1--------------------D. 4 : 1 P*2、如图所示,实线是一簇未标明方向的由点电荷0产生的电场线,若带电粒了 q (|Q»|g|)由a 运动到b,电场 力做正功。
已知在a 、b 两点粒了所受电场力分别为F a 、F b ,则下列判断正确的是A. 若0为正电荷,则g 带正电,Fa>FbB. 若0为正电荷,贝巾带正电,FKFbC. 若0为负电荷,则q 带正电,Fa>FbD. 若0为负电荷,则g 带正电,FaVFb3、电容器是-•种常用的电子元件。
对电容器认识正 A. 电容器的电容表示其储存电荷能力 B. 电容器的电容与它所带的电量成正比 C. 电容器的电容与它两极板间的电压成正比 D. 电容的常川单位有pF 和pF, lMF=103pF4、匀强电场中的三点/、B 、C 是一个三角形的三个顶点,的长度为1 m, Q 为M3的中点,如图所示。
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第一章 静电场 章末检测(B)(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5分)1.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( )图1A .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答案 ACD解析 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.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∶36答案 ABC3.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 答案 B解析 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.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,电势能一定变化答案 C解析 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. 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2 A.mv 202q B.3mv 20qC.2mv 20qD.3mv 202q答案 C解析 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. 6.一带电粒子沿着图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3A .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答案 BD解析 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. 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答案 BC解析 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.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( )图5A .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 点电势降低答案 AC解析 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. 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倍答案 AD解析 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. 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A .①②B .③④C .①③D .②④答案 B解析 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.二、填空题(本题共2个小题,满分12分)11.(6分)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q 1=10-8 C ,从B 点移到A 点时静电力做了10-7 J 的功;电荷q 2=-10-8 C ,在B 点的电势能比在C 点时大10-7 J ,那么:图8(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q 2在A 点的电势能是________J.答案 (1)φC >φB >φA (2)-20 (3)10-712. (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 k A =________eV ,E k B =________eV ,E k C =________eV .图9答案 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 k A -0得E k A =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 k B =E k A =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 k B -E k C 得E k C =E k B -eU ′=(45-30) eV =15 eV .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?答案 (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.(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?答案 (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 p A =qφA =-3×10-6×200 J =-6×10-4 J电荷在C 点的电势能E p C =qφC =-3×10-6×300 J =-9×10-4 J.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:图10(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.答案 (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 ·cos 60°=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.(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E 0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.答案 (1)2E 0mgL (2)1-2n E 02q (3)2n +1L 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 -1E 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 +1L 4.。