物理-选修3-1-教师用书-补充习题-第1章-电场

选修3— 1 第一章 静电场 教师教学用书 五、补充习题 5.如图所示，是一个电场中的等势面分布情况.试根据此图分析：

（1） 如果把电子从 b等势面移动到e等势面，静电力做功是多少电子伏特?

（2） 在电场中的 A、B两点中，哪一点的电场强度较大？简述你的理由.

1.下列关于电场线的说法中，不正确的（ ）

A. 电场线是电场中实际存在的线

B. 在复杂电场中的电场线是可以相交的

C. 沿电场线方向，场强必定越来越小

D.电场线越密的地方.同一试探电荷所受的电场力越大

2.如图所示，带电小球 A附近有用绝缘支架支撑着的金属导体 B，当开关Si、S2断开时,

导体B左端带有负电何，右端带有正电何，下列说法中正确的是（ ）

A.闭合开关 Si,则导体B左端不再带有电荷

B.闭合开关 Si,则导体B右端不再带有电荷

C.闭合开关 S2,则导体B左端不再带有电荷

D.闭合开关 S2,则导体B右端不再带有电荷 6.如图所示，匀强电场中的 A、B、C三点构成一边长为 a的等边三角形.电场强度的方向 与纸面平行.电子以某一初速度仅在静电力作用下从 B移动到A动能减少Eo,质子仅在静电力作

用下从C移动到A动能增加E0,已知电子和质子电量绝对值均为 e,求匀强电场的电场强度。

3. 如图所示，A、B两点在点电荷产生的电场的一条电场线上，若一带负电的粒子从 B点

运动到A点时，加速度增大而速度减小，则可判定（ ）

A. 点电荷一定带正电且在 A点的左侧

A H

B. 点电荷一定带正电且在 A点的右侧 * ・

C. 点电荷一定带负电且在 A点的左侧

D. 点电荷一定带负电且在 A点的右侧

4. 如图所示，经过 AOB三点的直线上有两个等量的正点电荷，经过 aod三点的直线是两点

电荷连线的垂直平分线，已知 ab=bo=co=cd .下列说法正确的是（ ）

A. 把一正试探电荷沿直线从 a移到b，再把它从b移到o,西过程中电场力做的功一定相等

B. 把一正试探电荷沿直线从 a移到o,再把它从o移到d，电场力做的总功等于零

C .把一正试探电荷从 o点开始沿直线oba匀速移动到无限远处的过程中，电场力做功的功率先 减小后增大

D .把一正试探电荷从 o点开始沿直线 oba匀速移动 到无限远处的过程中，电场力做的总功等于零 7.如图所示，带正电荷量 q,质量为 m的滑块，沿固定绝缘斜面匀速下滑，现加一竖直向 上的匀强电场，电场强度为 E，且q氐mg,以下判断中正确的是（ ）

A .物体将沿斜面减速下滑

B .物体将沿斜面加速下滑

C .物体仍保持匀速下滑

D .仅当qE=mg时，物体继续保持匀速下滑 i

/ E

/ 1 」

0 1

8. 如图所示，在水平放置的光滑金属板中心正上方有一带正电的点电荷 Q,另一表面绝缘、

带正电的金属小球(可视为质点，且不影响原电场)以初速度vo自左向右运动，则在运动过程中， 下列说法正确的是( )

A. 小球先减速后加速运动

B. 小球做匀速直线运动

C. 小球受到的电场力对小球先做负功后做正功

D. 小球受到的电场力对小球做功为零 O,当小球平衡时，细线和竖直方向的夹角为 0,现给小球一个初速度，速度方向和细线垂直，使

小球恰能在竖直平面内做圆周运动，则圆周运动过程中速度的最小值为(

9. 如图所示，xoy坐标系中，将一负检验电荷 Q由y轴上a点移至x轴上b点时，需克服电

a点移至x轴上的c点时，也需克服电场力做功 W •那么关于此 空间的静电场的说法，正确的是( )

A. 可能是电场强度方向沿

B. 可能是电场强度方向沿

C. 可能是处于第I象限某位置的正点电荷形成的电场

D. 可能是处于第W象限某位置的负点电荷形成的电场 1. 图1-1-1所示，A、B、C是三个安装在绝缘支架上的金属体，其中 C球带正电，A

两个完全相同的枕形导体不带电。试问：

(1) 如何使A、B都带等量正电？

(2) 如何使A、B都带等量负电？

(3) 如何使A带负电B带等量的正电?

—9

10. 一个带电质点，电荷量为 3X10 C,逆着电场方向水平地从 A点移动到B点的过程中外

2. 当一个验电器带电时，为什么两片金属箔会张开一个角度？为什么两个金属箔张开一定 的角度就不变了？—5 — 5

力做功为6X10 J,带电质点的动能增加了 4.5沐0 J，求A、B两点间的电势差 Uab

9

11.在真空中的 O点放一点电荷 Q=1.0 M0-C，直线 MN过O点，OM=30cm , M点放有一 点电荷q=-2X10-10C，如图所示.求：(1) M点的场强大小；(2)若M点的电势比N点的电势 高15V，则电荷q从M点移到N点，电势能变化了多少？( k=9.0 X109N ?m2/C2)

3. 实验显示，一电子(质量为 m电荷量为e)可以以半径为r的圆轨道绕均匀带电的直导线 做匀速圆周运动，轨道平面与指导线垂直，如图片中上图所示. (1) 根据这一实验事实，说明均匀带电直导线周围的电场是怎样分布的？

(2) 如果已知电子运动的速率为 v,求电子所在轨道处的电场强度的大小.

(3) 如果把长直导线无限分割成无数个小段， 那么每小段都可以看作一个点电荷， 你能根据点电荷的电场线分布特点说明由这些点电荷排成的直线的电场线一定与该直线处处垂直吗?

图1-M

4.孤立的点电荷的电场线如图甲所示,

甲 乙 12.如图所示，水平方向的匀强电场中，有一质量为 m的带电小球，用长为 I的细线悬于点

场力做功W;若将该检验电荷从

y轴负方向的匀强电场

x轴正方向的匀强电场 果在它的附近放一个导体，由于静电感应导体两端会出现感应电荷，很快达到静电平衡状态。感

应电荷的出现会改变点电荷周围的电场线分布，某同学画了静电平衡情况下的电场线如图乙，这

位同学画的电场线是否有错误？

8. 如图所示，有三块大小相同平行导体板 A、B、C,其中A与B间距是B与C间距的一半, 且A、B两板所构成的电容器的电容为 10-2犷，电池电压为2 V，求A、B两板上的电荷量分别为 多少？

5. 如图所示，三条虚线表示某电场的三个等势面，其中 1=10V，’ 2=20 V , 3=30 V。

个带电粒子只受静电力作用，按图中实线轨迹从 A点运动到B点，由此可知（ ） 6. 在真空中A、B两点分别放置等量异种电荷，在电场中通过 A、B两点的连线中点对称地

选取一个矩形闭合路径 abed，如图所示。现将一电子沿 abed移动一周，试判断下列说法正确的

是（ ） ，

a 0 A•由aT b静电力做正功，电子的电势能减少 +g

B. 由bT e电场对电子先做负功，后做正功，总功为 0 A — B

C •由c—d电子电势能增加 ！—.

D•由d—； a电子电势能先减少，后增加，电势能总增量为 0 9.如图所示，空间存在水平方向的匀强电场 E=2.O X104N/C，在A处有一个质量为 0.3kg的

质点，所带电荷量为 q=+2.0X10-4c，用一长为L=600em的不可伸长的绝缘细线与固定点 0连接。 AO与电场线平行处于水平状态，取 g=IOm/s2。现让该质点在 A处静止释放，求：

（1） 质点第一次到达 O点正下方时增加的机械能 AE;

（2） 质点第一次到达 0点正下方时的速度大小 V1

LA .粒子带负电

C •粒子的加速度变大 B •粒子的速度变大

D .粒子的电势能变大

7. 如图甲是某电场中的一条电场线， A、B是这条电场线上的两点，若将一负电荷从 A点自

由释放，负电荷沿电场线从 A到B运动过程中的v-t图象如图乙所示，比较 A、B两点电势的高 低和电场场强的大小可知（ ）

A. 「A> ： B B.「AV「B

C. EA>EB D. EA

参考答案：

A组

1.解析：D

电场线是为了形象描述电场而假象出的一系列曲线， A错；电场线不能相交， B错；沿电场

线方向电势降低，但电场线的疏密表示场强大小，所以沿电场线方向，场强不一定越来越小， C

错；

2•解析：当开关Si、S2断开时，带电小球 A靠近金属导体 B时，由于静电感应，导体 B左 端带有负电荷，右端带有正电荷，

A、当闭合开关Si时，由于静电感应的作用，金属导体 B右端带的正电荷会被从大地上来的

负电荷中和，所以导体 B右端不再带有电荷，所以 A错误，B正确；

C、同A的分析一样，当闭合开关 S2时，由于静电感应的作用，金属导体 B右端带的正电荷

会被从大地上来的负电荷中和，所以导体 B右端不再带有电荷，所以 C错误，D正确；

故选BD.

3.解析：据题，带负电的粒子从 B点运动到A点时，速度减小，说明电场力方向从 A点到 B点，说明电场强度方向是从 B点到A点.加速度增大，说明场强增大，则点电荷一定在 A的左 侧，并且一定带负电.故选： C

4•解析：、B为两个等量的正点电荷，其连线中垂线上电场强度方向 O^a，正点电荷从a点

到o点运动的过程中，电场力方向 o^a,速度越来越小•但电场线的疏密情况不确定，电场强度

大小变化情况不确定，电场力做功情况不确定，故 A错误；

B、 根据电场线的对称性可知，正试探电荷沿直线从 a移到o,再把它从o移到d的过程中，电场 力做功为零，故 B正确；

C、 D、两个等量同种电荷连线中点 0的电场强度为零，无穷远处电场强度也为零，故从 0点沿

着中垂线向上到无穷远处电场强度先增大后减小， 电场力做功的功率先增大后减小， 故CD错误；

故选：B.

5•解析：(1 )由静电力做功公式得： Wbd=qUbd=-1 x( -15) eV=15eV

(2)电场线密的地方电场的强度大， 电场线疏的地方电场的强度小， 等差等势面密的地方电

场强度大，所以 A点的电场强度大.

答：(1)静电力做功是15电子伏特； (2) A点的场强大.

6.解析：根据动能定理得电子从 B到A过程中：-eUBA=-Eo,

则得：B、A间的电势差UBA = ① 质子从C到A过程中，eUcA=Eo,得U CA = _ ②

即帕=©C > OA .

因为电场为匀强电场，所以BC连线为等势面(如图中虚线)，

则场强大小为:

故选：D

7 .解析：

质量为m的滑块，沿固定绝缘斜面匀速下滑，则有

sin如(mg-Eq) cos 0 =0所以物体仍保持匀速下滑，故

8.解析：BD

试题分析：导体在电场中达到静电平衡后其表面为等势面，电场线与表面垂直，所以小球受

到竖直向下的电场力， 与重力和支持力三个力平衡， 所以小球做匀速直线运动， A错误，B正确;

电场力与小球的运动方向垂直，电场力不做功， C错误，D正确。

9. 解析：A、若存在电场强度方向沿 y轴负方向的匀强电场，由等势线与电场线垂直可知， bc连线是一条等势线，b、c电势相等，将负电荷从 a移到b、c时，电场力方向竖直向上，需要 克服电场力做功，所以 A是可能的.故 A正确.

B、 若在电场强度方向沿 x轴正方向的匀强电场，由等势线与电场线垂直可知， b、c电势不 可能相等，不符合题意.故 B错误.

C、 在bc连线的中垂线上方第 I象限内的正点电荷形成的电场中， b、c两点的电势相等，将