教科版高中物理选修(3-1)第一章《静电场》word章末检测

《静电场》考点1. 电荷、电荷守恒定律自然界中存在两种电荷：正电荷和负电荷。

例如：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。

1.元电荷：电荷量 e=1.60 ×10-19 C的电荷，叫元电荷。

说明任意带电体的电荷量都是元电荷电荷量的整数倍。

2.电荷守恒定律：电荷既不能被创造，又不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，电荷的总量保持不变。

3.两个完全相同的带电金属小球接触时 , 电量分配规律 : 原带异种电荷的先中和后平分 , 原带同种电荷的总量平分。

例题1．甲、乙两个原来不带电的物体相互摩擦（没有第三者参与），结果发现甲物体带了 1.6 ×10-15 C 的电荷量（正电荷），下列说法正确的是（）A ．乙物体也带了 1.6 ×10-15C 的正电荷B ．甲物体失去了 104 个电子C．乙物体失去了 104个电子D．甲、乙两物体共失去了2×104个电子2．导体 A 带 3q 的正电荷，另一完全相同的导体 B 带 -5q 的负电荷，将两导体接触一会儿后再分开，则 B 导体带电量为（）A ．4q B．-4q C．-2q D．-q3．关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是（）①摩擦起电现象说明了机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造电荷；②摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体；③感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体的另一个部分；④感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上．A ．②④B．②③C．①④D．③④考点2. 库仑定律1. 内容：在真空中静止的两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在他们的连线上。

2. 公式：F k Q1Q2 (式中k9.0 10 9 2 / 2 ,叫静电力常量）r 2 N m C3.适用条件：真空中的点电荷。

第一章 静电场 单元综合评估(A 卷)1．对电容C ＝Q U，以下说法正确的是( ) A ．电容器带电荷量越大，电容就越大B ．对于固定电容器，它的带电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变C ．可变电容器的带电荷量跟加在两极板间的电压成反比D ．如果一个电容器没有电压，就没有带电荷量，也就没有电容解析： 电容量与带电荷量及两极间电压无关．答案： B2．如下图所示的真空空间中，仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷，则图中a 、b 两点电场强度和电势均相同的是( )解析： C 图中a 、b 两点处在＋q 、－q 连线的中垂线上，且关于两电荷连线对称分布，电场强度和电势均相同．答案： C 3．在静电场中，将一电子由a 点移到b 点，电场力做功5 eV ，则下列结论错误的是( )A ．电场强度的方向一定是由b 到aB ．a 、b 两点间的电压是5 VC ．电子的电势能减少了5 eVD ．因零电势点未确定，故不能确定a 、b 两点的电势解析： 由U ab ＝W ab q ＝5 eV －e＝－5 V 知a 、b 两点间的电势差为－5 V ，即电压为5 V ，但电场强度方向不一定由b 到a ，所以A 错．电场力对电荷做功5 eV ，其电势能一定减少了5 eV ，而零电势点未确定，我们只能确定a 、b 两点间的电势差，无法确定a 、b 两点的电势，所以，C 、D 对，本题应选A. 答案： A4．两块水平放置的平行金属板，带等量异种电荷，一个带电油滴恰悬浮在平行板间．如果使油滴产生大小等于g 2的加速度，两板电荷量应是原来的( ) A ．2倍 B.12 C.32倍 D.23答案： BC5．如下图所示，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( )A ．场强大小为kqr 2，方向沿OA 方向 B ．场强大小为kq r 2，方向沿AO 方向C ．场强大小为2kq r 2，方向沿OA 方向D ．场强大小为2kq r 2，方向沿AO 方向答案： C6.Q 1、Q 2为两个带电质点，带正电的检验电荷q 沿中垂线向上移动时，q 在各点所受Q 1、Q 2作用力的合力大小和方向如图中细线所示(力的方向都是向左侧)，由此可以判断( )A ．Q 2可能带负电荷B ．Q 1、Q 2可能为等量异种电荷C ．Q 2电荷量一定大于Q 1的电荷量D ．中垂线上的各点电势相等解析： 由图可知带正电的检验电荷受到两个电荷的库仑力的合力方向为左上方或左下方，所以Q 2一定带正电荷，Q 1可能带正电荷也可能带负电荷，且Q 2>Q 1，选项A 、B 、D 错，C 正确．答案： C7．如下图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电介质小球a 、b ，左边放一个带正电的固定球＋Q 时，两悬球都保持竖直方向．下面说法正确的是( )A ．a 球带正电，b 球带正电，并且a 球带电荷量较大B ．a 球带负电，b 球带正电，并且a 球带电荷量较小C ．a 球带负电，b 球带正电，并且a 球带电荷量较大D ．a 球带正电，b 球带负电，并且a 球带电荷量较小解析： 要使ab 平衡，必须有a 带负电，b 带正电，且a 球带电较少，故应选B. 答案： B8.如右图所示，AB 是某点电荷电场中一条电场线，在电场线上P 处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向B 点处运动，对此现象下列判断正确的是(不计电荷重力)( )A ．电荷向B 做匀加速运动B ．电荷向B 做加速度越来越小的运动C ．电荷向B 做加速度越来越大的运动D ．电荷向B 做加速运动，加速度的变化情况不能确定解析： 从静止起动的负电荷向B 运动，说明它受电场力向B ，负电荷受的电场力方向与电场强度的方向相反，可知此电场线的指向应从B →A ，这就有两个可能性：一是B 处有正点电荷为场源，则越靠近B 处场强越大，负电荷会受到越来越大的电场力，加速度应越来越大；二是A 处有负点电荷为场源，则越远离A 时场强越小，负试探电荷受到的电场力越来越小，加速度越来越小，故正确答案为D. 答案： D9．细胞膜也称生物膜或质膜．是由类脂、蛋白质和糖类组成．质膜中的类脂也称膜脂，是质膜的基本骨架，膜蛋白质是膜功能的主要体现者．如果细胞膜的厚度约等于800 nm(1 nm ＝10－9 m)，当膜的内外层间的电压达到0.4 V 时，即可让一价钠离子渗透．设细胞膜内的电场为匀强电场，则钠离子在渗透时( )A ．膜内电场强度约为5×105 V/mB ．膜内电场强度约为2×105 V/mC ．每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做功约为6.4×10－20 JD ．每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做功约为1.6×10－19 J解析： 根据E ＝U d ＝0.4800×10－9 V/m ＝5×105 V/m ，A 正确，B 错误；W ＝Uq ＝0.4×1.6×10－19 J ＝6.4×10－20 J ，C 正确，D 错误．答案： AC10．如下图为一匀强电场，某带电粒子从A 点运动到B 点．在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J ，电场力做的功为1.5 J ．则下列说法正确的是( )A ．粒子带负电B ．粒子在A 点的电势能比在B 点少1.5 JC ．粒子在A 点的动能比在B 点多0.5 JD ．粒子在A 点的机械能比在B 点少1.5 J解析： 粒子从A 点运动到B 点，电场力做正功，且沿着电场线，故粒子带正电，所以选项A 错；粒子从A 点运动到B 点，电场力做正功，电势能减少，故粒子在A 点的电势能比在B 点多1.5 J ，故选项B 错；由动能定理，W G ＋W 电＝ΔE k ，－2.0 J ＋1.5 J ＝E k B －E k A ，所以选项C 对；由其他力(在这里指电场力)做功等于机械能的增加，所以选项D 对．答案： CD11．如下图所示，在一个水平方向(平行纸面方向)的匀强电场中．用上端固定，长为L 的绝缘细线，拴一质量为m 、电荷量为q 的小球，开始时将细线拉至水平至A 点，突然松开后，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角到B 点时，速度恰好为零，求A 、B 两点间的电势差U AB 的大小．解析： 带电小球由A 运动到B 的过程中，由动能定理得mgL sin 60°＋qU AB ＝0，则U AB ＝－mgL sin 60°q ＝－3mgL 2q. 答案： 3mgL 2q 12．把带电荷量2×10－8 C 的正点电荷从无限远处移到电场中A 点，要克服电场力做功8×10－6 J ，若把该电荷从无限远处移到电场中B 点，需克服电场力做功2×10－6 J ，求： (1)A 点的电势；(2)A 、B 两点的电势差；(3)把2×10－5 C 的负电荷由A 点移到B 点电场力做的功． 解析： (1)正点电荷从无限远处移到电场中A 点，要克服电场力做功8×10－6 J ，所以E p A ＝8×10－6 J ． φA ＝E p A q ＝8×10－62×10－8＝400 V ， (2)E p B ＝2×10－6J ，φB ＝E p B q ＝2×10－62×108＝100 V ．由电势差定义：U AB ＝φA －φB ＝300 V . (3)把2×10－5 C 的负电荷由A 点移到B 点电场力做的功为：W AB ＝qU AB ＝－2×10－5×300 J ＝－6×10－3 J. 答案： (1)400 V (2)300 V (3)－6×10－3 J 14.一束电子流在经U ＝5 000 V 的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如右图所示，若两板间距离d ＝1.0 cm ，板长l ＝5.0 cm ，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最大能加多大电压？解析： 加速过程中，由动能定理得eU ＝12m v 02① 进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速运动l ＝v 0t .②在垂直于板面的方向做匀加速直线运动，加速度a ＝F m ＝eU ′dm.③ 偏距y ＝12at 2④ 能飞出的条件为y ≤d 2.⑤ 解①～⑤式得U ′≤2Ud 2l 2＝2×5 000×(1.0×10－2)2(5.0×10－2)2 V ＝4.0×102 V. 即要使电子能飞出，所加电压最大为400 V.答案： 400 V单元综合评估(B 卷)1．带正电荷的小球只受到电场力作用从静止开始运动，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解析： 带正电荷的小球只受到电场力作用从静止开始运动，电场力一定做正功，由于电场的性质不知，所以不一定沿电场线运动，由U AB ＝W AB q知，U AB ＞0，所以运动过程中电势一定降低，故选C. 答案： C 2．使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上－3Q 和＋5Q 的电荷后，将它们固定在相距为a 的两点，它们之间库仑力的大小为F 1.现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a 的两点，它们之间库仑力的大小为F 2.则F 1与F 2之比为( )A ．2∶1B ．4∶1C ．16∶1D ．60∶1解析： 两个完全相同的金属小球相互接触后，带电荷量均为＋Q ，距离变为原来的两倍，根据库仑定律可知选项D 正确．答案： D3．A 、B 、C 是匀强电场中的三个点，各点电势φA ＝10 V ，φB ＝2 V ，φC ＝6 V ，A 、B 、C 三点在同一平面上，如图所示，关于A 、B 、C 三点的位置及电场强度的方向表示正确的是( )解析： 根据电场线和等势面垂直的关系和沿电场方向电势降低，可以判断D 选项正确．答案： D4．电场中有A 、B 两点，A 点的电势φA ＝30 V ，B 点的电势φB ＝10 V ，一个电子由A 点运动到B 点的过程中，下列说法中正确的是( )A ．电场力对电子做功20 eV ，电子的电势能减少了20 eVB ．电力克服电场力做功20 eV ，电子的电势能减少了20 eVC ．电场力对电子做功20 eV ，电子的电势能增加了20 eVD ．电子克服电场力做功20 eV ，电子的电势能增加了20 eV解析： W AB ＝qU AB ＝－20 eV ，根据电场力做功与电势能变化的关系可知选项D 正确．答案： D5．如下图所示，正电荷q 在电场中由P 向Q 做加速运动，而且加速度越来越大，由此可以判定，它所在的电场是图中的( )解析： 正电荷受力的方向和电场强度方向相同，电场线越密的地方电荷受力越大，根据牛顿第二定律，电荷的加速度也就越大，所以根据题意，Q 点的电场线应比P 点的电场线密，故选项A 、B 错误；又由于电荷做加速运动，所以选项C 错误，选项D 正确．答案： D6．如下图所示，电路中A 、B 为两块竖直放置的金属板，C 是一只静电计，开关S 合上后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使静电计指针张角增大的是( )A ．使A 、B 两板靠近一些B ．使A 、B 两板正对面积减小一些C ．断开S 后，使B 板向右平移一些D ．断开S 后，使A 、B 正对面积减小一些解析： 静电计显示的是A 、B 两极板间的电压，指针张角越大，表示两板间的电压越高．当合上S 后，A 、B 两板与电源两极相连，板间电压等于电源电压不变，静电计指针张角不变；当断开S 后，板间距离增大，正对面积减小，都将使A 、B 两板间的电容变小，而电容器所带的电荷量不变，由C ＝Q U可知，板间电压U 增大，从而静电计指针张角增大．所以本题的正确答案是C 、D.答案： CD7.如右图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a ，b ，c (可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是( )A ．a 对b 的静电力一定是引力B ．a 对b 的静电力可能是斥力C ．a 的电量可能比b 少D ．a 的电量一定比b 多解析由三个电荷平衡的规律“三点共线，两同夹异，两大夹小，近小远大”可知，a 和c 一定是同种电荷，a 和b 一定是异种电荷，并且a 的电量一定比b 的带电量要多，这样c 才可能平衡，所以本题正确答案应选A 、D.8．如下图所示，图中实线表示一匀强电场的电场线，一带负电荷的粒子射入电场，虚线是它的运动轨迹，a 、b 是轨迹上的两点，若粒子所受重力不计，则下列判断正确的是( )A ．电场线方向向下B ．粒子一定从a 点运动到b 点C ．a 点电势比b 点电势高D ．粒子在a 点的电势能大于在b 点的电势能解析： 无论粒子从a 点或者从b 点射入电场，由于运动轨迹向下弯曲，说明粒子受电场力方向向下，可判断电场线的方向向上而不是向下，A 错误；粒子既可以从a 点运动到b 点，也可以从b 点运动到a 点，B 错误；由于顺着电场线方向电势在降低，故有φa ＜φb ，C 错误；负电荷逆着电场方向运动时电势能减少，顺着电场方向运动时电势能增加，因而粒子在a 点的电势能大于在b 点的电势能，D 正确．答案： D9．示波管是一种多功能电学仪器，它的工作原理可以等效成下列情况：如下图所示，真空室中电极K 发出电子(初速度不计)，经过电压为U 1的加速电场后，由小孔S 沿水平金属板A 、B 间的中心线射入板中．金属板长为L ，相距为d ，当A 、B 间电压为U 2时电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上而显示亮点．已知电子的质量为m 、电荷量为e ，不计电子重力，下列情况中一定能使亮点偏离中心距离变大的是( )A ．U 1变大，U 2变大B ．U 1变小，U 2变大C ．U 1变大，U 2变小D ．U 1变小，U 2变小解析： 当电子离开偏转电场时速度的反向延长线一定经过偏转电场中水平位移的中点，所以电子离开偏转电场时偏转角度越大(偏转距离越大)，亮点距离中心就越远．设电子经过U 1加速后速度为v 0，离开偏转电场时侧向速度为v y .根据题意得：eU 1＝12m v 02① 电子在A 、B 间做类平抛运动，当其离开偏转电场时侧向速度为v y ＝at ＝eU 2md ·L v 0.② 结合①②式，速度的偏转角θ满足：tan θ＝v y v 0＝U 2L 2dU 1. 显然，欲使θ变大，应该增大U 2、L ，或者减小U 1、d .正确选项是B. 答案： B10．下图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M 、N 质量相等，所带电荷的绝对值也相等．现将M 、N 从虚线上的O 点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如右图中两条实线所示．点a 、b 、c 为实线与虚线的交点．已知O 点电势高于c 点，若不计重力，则( )A ．M 带负电荷，N 带正电荷B ．N 在a 点的速度与M 在c 点的速度大小相同C ．N 在从O 点运动至a 点的过程中克服电场力做功D ．M 在从O 点运动至b 点的过程中，电场力对它做的功等于零解析： 因为O 点电势高于c 点电势，可知场强方向竖直向下，正电荷受到的电场力向下，负电荷受到的电场力向上，可知M 是正电荷，N 是负电荷，故A 错，M 运动到c 点电场力做正功，N 运动到a 点电场力也做正功，且M 、N 电量荷相等，匀强电场相等距离的等势线间的电势差也相等，所以做功相等，选项B 正确、C 错；由于O 、b 点在同一等势面上，故M 在从O 点运动到b 点的过程中电场力做功为零，选项D 正确．答案： BD11．如图所示，两块竖直放置的平行金属板A 、B 相距为d ，两板间电压为U ，一质量为m 的带电小球从两板间的M 点开始以竖直向上的初速度v 0运动，当它到达电场中的N 点时速度变为水平方向，大小变为2v 0，求M 、N 两点间的电势差和电场力对带电小球所做的功．(不计带电小球对金属板上的电荷均匀分布的影响，设重力加速度为g )解析： 带电小球从M 点运动到N 点的过程中，在竖直方向上仅受重力作用，从初速度v 0匀减速到零，水平方向上仅受电场力作用，速度从零匀加速到2v 0.竖直位移：h ＝v 022g ， 水平位移：x ＝2v 02·t ，又h ＝v 02t ，所以：x ＝2h ＝v 02g，所以M 、N 两点间的电势差U MN ＝U d ·x ＝U v 02dg .从M 点运动到N 点的过程中，由动能定理得：W E ＋W G ＝12m v N 2－12m v 02，又W G ＝－mgh ＝－12m v 02，所以W E ＝2m v 02. 答案： U MN ＝U v 02dg W ＝2m v 0212．如下图所示，有一水平向左的匀强电场，场强为E ＝1.25×104 N/C ，一根长L ＝1.5 m 、与水平方向的夹角为θ＝37°的光滑绝缘细直杆MN 固定在电场中，杆的下端M 固定一个带电小球A ，电荷量Q ＝＋4.5×10－6 C ；另一带电小球B 穿在杆上可自由滑动，电荷量q ＝＋1.0×10－6 C ，质量m ＝1.0×10－2 kg.现将小球B 从杆的上端N 静止释放，小球B 开始运动．(静电力常量k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，取g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：(1)小球B 开始运动时的加速度为多大？(2)小球B 的速度最大时，与M 端的距离r 为多大？解析： (1)开始运动时小球B 受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得mg sin θ－kQq L 2－qE cos θ＝ma ① 解得：a ＝g sin θ－kQq mL 2－qE cos θm② 代入数据解得：a ＝3.2 m/s 2.③ (2)小球B 速度最大时合力为零，即mg sin θ－kQq r 2－qE cos θ＝0④ 解得：r ＝kQq mg sin θ－qE cos θ⑤ 代入数据解得：r ＝0.9 m.答案： (1)3.2 m/s 2 (2)0.9 m。

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.。

章末检测（A）(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(5×12＝60分)1．电荷从静止开始只在电场力作用下的运动(最初阶段的运动)，则电荷( )A．总是从电势高的地方移到电势低的地方B．总是从电场强度大的地方移到电场强度小的地方C．总是从电势能大的地方移到电势能小的地方D．总是从电势能小的地方移到电势能大的地方答案 C2．如图1所示，实线为方向未知的三条电场线，a、b两带电粒子从电场中的O点以相同的初速度飞出．仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图中虚线所示，则( )图1A．a一定带正电，b一定带负电B．a加速度减小，b加速度增大C．a电势能减小，b电势能增大D．a和b的动能一定都增大答案BD解析由于不知道电场线的方向，故无法判断粒子带电性质，A项错误；但可以判断左方场强大于右方的场强，故a加速度减小，b加速度增大，B项正确；电场力对两粒子均做正功，故电势能均减小，动能都增大，C 项错误，D项正确．3．电场中有一点P，下列说法中正确的有( )A．若放在P点的电荷的电荷量减半，则P点的场强减半B．若P点没有试探电荷，则P点场强为零C．P点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大D．P点的场强方向为放在该点的电荷所受电场力的方向答案 C4. 如图2所示，MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线．一个带正电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示．下列结论正确的是( )图2A．带电粒子从a到b过程中动能逐渐减小B．负点电荷一定位于M点左侧C．带电粒子在a点时具有的电势能大于在b点时具有的电势能D．带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度答案CD解析本题考查电场力、电势能．由粒子运动的轨迹可知，带电粒子受到的电场力向右，电场力对带电粒子做正功，带电粒子的电势能减小，动能逐渐增大，负电荷一定在N侧，带电粒子在a点受到的电场力小于b 点的电场力，所以在a点的加速度小于在b点的加速度，C、D项正确．5. 如图3中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等．现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示．点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点电势．若不计重力，则( )图3A ．M 带负电荷，N 带正电荷B ．N 在a 点的速度与M 在c 点的速度大小相同C ．N 在从O 点运动至a 点的过程中克服电场力做功D ．M 在从O 点运动至b 点的过程中，电场力对它做的功等于零 答案 BD解析 由O 点电势高于c 点电势知，场强方向垂直虚线向下，由两粒子运动轨迹的弯曲方向知N 粒子所受电场力方向向上，M 粒子所受电场力方向向下，故M 粒子带正电、N 粒子带负电，A 错误．N 粒子从O 点运动到a 点，电场力做正功．M 粒子从O 点运动至c 点电场力也做正功．因为U aO ＝U Oc ，且M 、N 粒子质量相等，电荷的绝对值相等，由动能定理易知B 正确．因O 点电势低于a 点电势，且N 粒子带负电，故N 粒子运动中电势能减少，电场力做正功，C 错误．O 、b 两点位于同一等势线上，D 正确．6. 如图4所示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( )图4A ．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 答案 ABC解析 两个等量异种点电荷的中垂线是等势线，所以2、4、5、6的电势相等，C 正确；顺着电场线的方向电势降低，1、3电势不相等，D 错误；1、2之间距离与2、3之间距离相等，由场强的矢量合成可以知道1、3两点电场强度相同，A 正确；2、5之间距离与2、6之间距离相等，由场强的矢量合成得5、6两点电场强度相同，B 正确．7. 如图5所示，真空中O 点有一点电荷，在它产生的电场中有a 、b 两点，a 点的场强大小为E a ，方向与ab 连线成60°角，b 点的场强大小为E b ，方向与ab 连线成30°角．关于a 、b 两点场强E a 、E b 及电势φa 、φb 的关系，正确的是 ( )图5A ．E a ＝3E b ，φa >φbB ．E a ＝3E b ，φa <φbC ．E a ＝E b3，φa <φb D ．E a ＝3E b ，φa <φb答案 B解析 点电荷所形成的电场强度为E ＝k Qr2，又由题图可知r a tan 60°＝r b ，所以E a ＝3E b .点电荷所形成的等势面是以点电荷为球心的球面，从a 、b 两点的场强方向可知此点电荷为负电荷，所以φa <φb .8．如图6甲所示，两平行金属板竖直放置，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，电子原来静止在左极板小孔处，不计电子的重力，下列说法正确的是( )图6A．从t＝0时刻释放电子，电子始终向右运动，直到打到右极板上B．从t＝0时刻释放电子，电子可能在两板间振动C．从t＝T/4时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上D．从t＝3T/8时刻释放电子，电子必然打到左极板上答案AC解析若t＝0时刻释放电子，电子将重复先加速后减速，直到打到右极板，不会在两板间振动，所以A正确，B错误；若从t＝T/4时刻释放电子，电子先加速T/4，再减速T/4，有可能电子已到达右极板，若此时未到达右极板，则电子将在两极板间振动，所以C正确；同理，若从t＝3T/8时刻释放电子，电子有可能到达右极板，也有可能从左极板射出，这取决于两板间的距离，所以D项错误；此题考查带电粒子在交变电场中的运动．9. 如图7所示，在水平放置的已经充电的平行板电容器之间，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小，为维持该油滴原来的静止状态，应( )图7A．给平行板电容器充电，补充电荷量B．给平行板电容器放电，减小电荷量C．使两金属板相互靠近些D．使两金属板相互远离些答案 A解析为维持油滴静止状态，应增大两板间场强，由Q＝CU，U＝Ed可知增大Q，E也增大，故A项对，B项错；Q不变，改变d，E不变，C、D项错．10. 空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图8所示，x轴上两点B、C的电场强度在x方向上的分量分别是E Bx、E Cx，下列说法中正确的有( )图8A．E Bx的大小大于E Cx的大小B．E Bx的方向沿x轴正方向C．电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功答案AD解析在φ—x图中，图象斜率表示场强大小．结合题中图象特点可知E Bx>E Cx，E Ox＝0，故A对，C错．根据电场中沿着电场线的方向电势逐渐降低可知E Bx沿x轴负方向，B项错．负电荷在正x轴上受电场力沿x轴负向，在负x轴上受电场力沿x轴正向，故可判断负电荷从B移到C的过程中，电场力先做正功后做负功，D项正确．11. 如图9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9A．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点的电势答案 B解析两平行金属板间的电场为匀强电场．带电粒子先向下运动又折回说明粒子先向下做匀减速运动，折回后向上做匀加速运动．整个过程具有对称性，由此可知B项正确．12. 如图10所示，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，最后从两板间穿过，轨迹如图所示，则在穿过极板的过程中( )图10A ．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 答案 AD解析 此题考查带电粒子在电场中的受力运动及能量变化规律，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，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．二、计算题(10＋10＋10＋10＝40分)13. 如图11所示，P 、Q 两金属板间的电势差为50 V ，板间存在匀强电场，方向水平向左，板间的距离d ＝10 cm ，其中Q 板接地，两板间的A 点距P 板4 cm ，求：图11(1)P 板及A 点的电势．(2)保持两板间的电势差不变，将Q 板向左平移5 cm ，则A 点的电势将变为多少？ 答案 (1)－50 V －30 V (2)－10 V解析 (1)U PQ ＝φP －φQ ＝－50 V ，φA ＝U PQ d ·d 1＝－500.1×0.06 V＝－30 V ．因Q 板接地，故P 点电势φP ＝－50 V.(2)φA ′＝U PQ d′·d 2＝－500.50×0.01 V＝－10 V.14. 在一个点电荷Q 的电场中，Ox 坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A 、B 两点的坐标分别为2.0 m 和5.0 m ．已知放在A 、B 两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x 轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷所带电荷量大小的关系如图12所示中的直线A 、B 所示，放在A 点的电荷带正电，放在B 点的电荷带负电．求：图12(1)B 点的电场强度的大小和方向；(2)试判断点电荷Q 的电性，并确定点电荷Q 的位置坐标． 答案 (1)2.5 N/C 沿x 轴的负方向 (2)负电 2.6 m解析 (1)由题图可得B 点电场强度的大小E B ＝Fq＝2.5 N/C.因B 点的试探电荷带负电，而受力指向x 轴的正方向，故B 点场强的方向沿x 轴的负方向．(2)因A 点的正电荷受力和B 点的负电荷受力均指向x 轴的正方向，故点电荷Q 位于A 、B 两点之间，带负电．设点电荷Q 的坐标为x ，则E A ＝k Q－2，E B ＝k Q－2.由题图可得E A ＝40 N/C ，解得x ＝2.6 m.15. 如图13所示，带负电的小球静止在水平位置的平行板电容器两板间，距下板0.8 cm ，两板间的电势差为300 V ．如果两板间电势差减小到60 V ，则带电小球运动到极板上需多长时间？图13答案 4.5×10－2s解析 取带电小球为研究对象，设它带电荷量为q ，则带电小球受重力mg 和电场力qE 的作用．当U 1＝300 V 时，小球平衡：mg ＝q U 1d①当U 2＝60 V 时，带电小球向下极板做匀加速直线运动：mg －q U 2d ＝ma ②又h ＝12at 2③由①②③得：t ＝2U 1h 1－U 2＝2×0.8×10－2×300－ s ＝4.5×10－2s16. 如图14所示，两块竖直放置的平行金属板A 、B ，板距d ＝0.04 m ，两板间的电压U ＝400 V ，板间有一匀强电场．在A 、B 两板上端连线的中点Q 的正上方，距Q 为h ＝1.25 m 的P 点处有一带正电的小球，已知小球的质量m ＝5×10－6 kg ，电荷量q ＝5×10－8 C ．设A 、B 板足够长，g 取10 m/s 2.试求：图14(1)带正电的小球从P 点开始由静止下落，经多长时间和金属板相碰； (2)相碰时，离金属板上端的距离多大． 答案 (1)0.52 s (2)0.102 m解析 (1)设小球从P 到Q 需时间t 1，由h ＝12gt 21得t 1＝2h g ＝2×1.2510s ＝0.5 s ，小球进入电场后其飞行时间取决于电场力产生的加速度a ，由力的独立作用原理，可以求出小球在电场中的运动时间t 2.应有qE ＝ma ，E ＝U d ，d 2＝12at 22，以上三式联立，得t 2＝d m qU ＝0.04×5×10－65×10－8×400s ＝0.02 s ，运动总时间t ＝t 1＋t 2＝0.5 s ＋0.02 s ＝0.52 s.(2)小球由P 点开始在竖直方向上始终做自由落体运动，在时间t 内的位移为y ＝12gt 2＝12×10×(0.52)2m＝1.352 m. 相碰时，与金属板上端的距离为s ＝y －h ＝1.352 m －1.25 m ＝0.102 m.。

课 题《静电场》章末测试题 年 级 高二 授课对象 编写人 胥老师 时 间 2018/2/71.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 ．根据电场强度的定义式E ＝F q可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比 B ．根据电容的定义式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 ．根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 ．根据电势差的定义式U AB ＝W AB q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 V2.A 、B 、C 三点在同一直线上，AB ∶BC ＝1∶2，B 点位于A 、C 之间，在B 处固定一电荷量为Q 的点电荷．当在A 处放一电荷量为＋q 的点电荷时，它所受到的静电力为F ；移去A 处电荷，在C 处放一电荷量为－2q 的点电荷，其所受静电力为( )A ．－F /2B ．F /2C ．－FD ．F3.如图所示，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( )A ．场强大小为kq r2，方向沿OA 方向 B ．场强大小为kq r2，方向沿AO 方向 C ．场强大小为2kq r2，方向沿OA 方向 D ．场强大小为2kq r2，方向沿AO 方向4.如图所示，AB 是某点电荷电场中一条电场线，在电场线上P 处自由释放一个负试探电荷时，它沿直线向B 点处运动，对此现象下列判断正确的是(不计电荷重力)( )A ．电荷向B 做匀加速运动B ．电荷向B 做加速度越来越小的运动C ．电荷向B 做加速度越来越大的运动D ．电荷向B 做加速运动，加速度的变化情况不能确定5.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，电势能先减小后增大6.如图甲所示，两平行金属板竖直放置，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．电子原来静止在左极板小孔处．(不计重力)下列说法中正确的是()A ．从t ＝0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上B ．从t ＝0时刻释放电子，电子可能在两板间振动C ．从t ＝T /4时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上D ．从t ＝3T /8时刻释放电子，电子必将打到左极板上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 两个带电粒子以相同的速度从电场中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 受到的电场力较小，b 受到的电场力较大B ．a 的速度将增大，b 的速度将减小C ．a 一定带正电，b 一定带负电D ．a 、b 两个粒子所带电荷电性相反8.如图所示，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，下列结论正确的是（ ）A ．悬线OA 向右偏，OA 中的张力大于2mgB ．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，测得点电荷受到的静电力为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 的数值接近aqE 0．D ．a 比1小得越多，F 的数值越接近af ．10.如图4，将平行板电容器与电池组相连，两极板间的带电尘埃恰保持静止状态，若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变，则（ ）A ．电容器的带电荷量不变B ．尘埃仍保持静止状态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通过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U ab =U bc ，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，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 ．带电质点通过P 点时的电势能较Q 点大C ．带电质点通过P 点时的动能较Q 点大D ．带电质点通过P 点时的加速度较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8，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E k A ＜E k B ＜E k CD ．三个小球的加速度关系为A a >a B >a C13.如图所示，质量为m ，带电量为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AB 两点的电势差为（ ）A 、202m q vB 、203m q vC 、202m q vD 、2032m q v14.两个完全相同的带电金属小球,其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 . F 95B . F 54C .F 45D .F 5915.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，则下列说法正确的是（ ）A ．保持S 闭合，将A 板向B 板靠近，则θ增大B ．保持S 闭合，将A 板向B 板靠近，则θ不变C ．断开S ，将A 板向B 板靠近，则θ增大D ．断开S ，将A 板向B 板靠近，则θ不变16.如图所示，是表示在一个电场中的a 、b 、c 、d 四点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的电量跟它所受电场力的函数关系图象，那么下列叙述正确的是（ ）A ．这个电场是匀强电场B ．a 、b 、c 、d 四点的场强大小关系是E d >E a >E b >E cC ．a 、b 、c 、d 四点的场强大小关系是E a >E b >E c >E dD ．无法确定这四个点的场强大小关系17.以下说法正确的是（ ）A ．由F E q=可知此场中某点的电场强度E 与F 成正比 B ．由公式P E q ϕ=可知电场中某点的电势φ与q 成反比 C ．由U ab =Ed 知，匀强电场的任意两点间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大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 无关AB18.如图所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹，若电荷是从a处运动到b处，以下判断正确的是（）A．电荷从a到b加速度减小B．b处电势能大C．b处电势高D．电荷在b处速度小19.如图所示，在匀强电场中，将带电荷量q＝－6×10－6C的负电荷从电场中的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)．20.如图12所示，在场强E＝103V/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相切连接，半圆轨道所在平面与电场线平行，其半径R＝40 cm，一带正电荷q＝10－4C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点多远处释放？(2)这样释放的小滑块通过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．22.喷墨打印机的结构简图如图15，其中墨盒可以发出墨汁微滴，其半径约为10-5m，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画高低位置输入信号加以控制.带电后的微滴以一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，径直通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.若一个墨汁微滴的质量为1.6×10-10 kg，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8.0×103 V，若墨汁微滴打到纸上点距原射入方向的距离是2.0 mm.求这个墨汁微滴通过带电室带的电量是多少?(不计空气阻力和重力，可以认为偏转电场只局限在平行板电容器内部，忽略边缘电场的不均匀性.)为了使纸上的字体放大10%，请你分析提出一个可行的方法.23.如图所示,质量为m、带电量为-q的小球在光滑导轨上运动，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)小球离开A点后将作怎样的运动?(2)设小球能到达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，小球可以以匀速沿半圆环到达最高点，这时小球的速度多大?。

动，且加速度越来越大.则该电荷所在的电场是图中的[ ]4.如图4,真空中三个点电荷 A 、B 、C ,可以自由移动，依次排列在同一直线上，都处于5. 如图所示，一个带正电的粒子进入一点电何( )A . N 点电势高于M 点电势B . N 点电势低于M 点电势C .该粒子在 M 点动能比在 N 点动能大D .该粒子在 M 点电势能比在N 点电势能大 6.如图所示为某个电场的部分电场线，把 A 、势分别记作枷、饪，则 ( )A . $A > ©B , E A > E B选修3-1 :第一章静电场习题(一)1•大小相同的两个金属小球 A 、B 带有等量电荷，相隔一定距离时，两球间的库仑引力大小 为F ，现在用另一个跟它们大小相同的不带电金属小球，先后与 A 、B 两个小球接触后再移 开，这时A 、B 两球间的库仑力大小 A. 一定是F/8 B. 一定是F/4 C.可能是3F/8 D.可能是3F/4 2•半径为r 的两个带电金属小球，球心相距 静电力大小为F ，则下列式子中正确的是 3r ，每个小球带电量都是 + q ,设这两个小球间的 A.F 書B kq 2 B .F 97 C. F kq 2 97 D .F kq 2 25P 3.四种电场的电场线如图 2所示.一正电荷q 仅在电场力作用下由 M 点向N 点作加速运断定[]A .A 、B 、C 分别带什么性质的电B .A 、B 、C 中哪几个带同种电荷，哪几个带异种电荷 C .A 、B 、C 中哪个电量最大D .A 、B 、C 中哪个电量最小AB >BC ,则根据平衡条件可A B C —* --- • •—图4平衡状态，若三个电荷的带电量、电性及相互距离都未知，但+Q 的电场B . ©A<©B , E A < E BC . ©A > ©B , E A < E BD . Q A < Q B ,E A > E B7. 在电场中A 、B 两点间的电势差为 U AB =75V , B 、C 两点间的电势差为 U BC = — 200V ，则 ( ) a 、b 、c 代表静电场中的三个等势面，它们的电势分别为 带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如图中实线11.如图1-55所示，把一个平行板电容器与一个静电计相连接后，给电容器带上一定电量， 静电计指针的偏转指示出电容器两板间的电势差，现保持极板 M 不动，而要使静电计指针的偏角增大，可采取的办法是(A. N 板向右移一些 C.N 板向上移一些 plC，带电量为Q ,板间距离为d ,今在两板的中点-处放一电)Qq 2QqC.D.CdCd7.如图1-58所示，平行板电容器板间距离 d=10 cm ,与一个直流电源连接，电源电压为 12 V , N 板接地，取大地电势为零.两板间有一点P , P 点距M 板5 cm ，把K 闭合给电容器 充电，然A 、 B、 白A . Q A > Q Q B . Q A< QQ C .Q B< QQ D . Q C> Q Q&如图所 '示线Q a> Qb >知 (脸,(j )b 和 Qc , KLMN 所示，由图可A .粒子从B .粒子从C .粒子从D .粒子从 K 至U L 过程中, L 至U K 过程中，K 至U L 过程中，L 至U K 过程中, 电场力做负功 电场力做负功 电势能增加 动能减少9. 如图所示B 、C 、D 三点都在以点电荷+Q 为圆心的某同心圆弧上,点分别移到B 、C 、D 各点时，电场力做功的大小比较 (A .B .C .D . 10. 如图W AB > W AC W AD > W AB W AD = W AC W AC = W AB1-53所示，要使静电计的指针偏角变小，可采用的方法是A .使两极板靠近B .减小正对面积C .插入电介质D .用手碰一下负极板将一个检验电荷从 A ))B.N 板向左移一些D.在MN 之间插入一片有机玻璃板3•平行板电容器的电容为荷q ,则它所受电场力的大小为,2QqA. k — d 2 (,4QqB. k 宁 d 2 ㊉DB)后再断开，P点场强大小为__________________ ，电势为 ________ ，若把N板向下移动10 cm ,贝y P 点场强大小为 _________ ，电势为 __________13. 如图6,正点电荷 Q 的电场中，A 点场强为100N /C , C 点场强 为36N/C , B 是AC 的中点，贝U B 点的场强为 _________ N /C .14•如图所示，质量均为 m 的三个带电小球 A 、B 、C 放置在光滑绝缘的水平直槽上， AB 间 和BC 间的距离均为L .已知A 球带电量为Q A =8q ，B 球带电量为Q B =q ，若在C 球上施加 一个水平向右的恒力 F ，恰好能使A 、B 、C 三个小球保持相对静止，共同向右加速运动。

【优选整合】人教版高中物理选修3-1 第1章-《第一章 静电场》章末总结（测）一、单选题1. 某带电粒子仅在电场力作用下由A 点运动到B点。

如图所示，实线为电场线，虚线为粒子运动轨迹，由此可以判定( )A．粒子在A 点的加速度大于它在B点的加速度B．粒子在A点的动能小于它在 B点的动能C．电场中A 点的电势低于B 点的电势D．粒子在A点的电势能小于它在 B点的电势能2. 下列说法中正确的是( )A．在场强较小处，电荷在该处的电势能也较小；B．电荷在场强为零处的电势能也为零；C．在场强相等的各点，电荷的电势能必相等；D．在选定为零电势的位置处，任何电荷的电势能必为零．3. 如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm．小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线．设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则（）A ．a 、b 的电荷同号，B ．a 、b 的电荷异号，C ．a 、b 的电荷同号，D ．a 、b 的电荷异号，4. 如图所示为某一点电荷 Q 产生的电场中的一条电场线,A 、B 为电场线上的两点,当电子以某一速度沿电场线由 A 运动到 B 的过程中,动能增加,则可以判断A ．场强大小B ．电势C ．电场线方向由 B 指向 AD ．若 Q 为负电荷,则 Q 在 B 点右侧5. 如题图所示，金属球A 的半径为R ，球外一个点电荷带电量为q ，到球心的距离为L，则金属球上感应电荷在球心产生电场的电场强度大小为A ．B ．C ．+D ．他条件不变，则该粒子从PQ 竖直面上的D 点离开场区．若粒子在上述三种情况下通过场区的总时间分别是t 1、t 2和t 3，运动的加速度大小分别为a区恰能沿直线运动，并从PQ 竖直面上的C 点离开场区．若撤去磁场，其他条件不变，则该粒子从PQ 竖直面上的B 点离开场区；若撤去电场，其6.如图，在MN 和PQ 这两个平行竖直面之间存在垂直纸面的匀强磁场和平行纸面的匀强电场，一个带电粒子以某一初速度由A 点水平射入这个场、a2和a3，不计粒子所受重力的影响，则下列判断中正确的是1A．t1=t2＜t3，a1＜a2=a3B．t2＜t1＜t3，a1＜a3＜a2C．t1=t2=t3，a1＜a2＜a3D．t1=t3＞t2，a1=a3＜a27. 如图所示，A、B是匀强电场中相距4cm的两点，其连线与电场方向的夹角为60°，两点间的电势差为20V，则电场强度大小为（）A．5V/m B．50V/m C．1×102V/m D．1×103V/m8. 如图，一正电荷在电场中由P运动到Q，下列说法正确的是（）A．Q点的电势高于P点的电势B．Q点的电场强度大于P点的电场强度C．P点的电场强度大于Q点的电场强度D．该电荷在P所受电场力的方向向左9. 如图所示，一直角三角形处于平行于纸面的匀强电场中，∠A=90°，∠B=30°，AC长为L，已知A点的电势为，B点的电势为，C点的电势为0．一带电的粒子从C点以的速度出发，方向如图所示(与AC边成60°)．不计粒子的重力，下列说法正确的是A．电场强度的方向由B指向CB．电场强度的大小为C．若粒子能击中图中的A点，则该粒子的比荷为D．只要粒子的速度大小合适，就可能击中图中的B点二、多选题10. 在如图所示的4种情况中，a、b两点的场强相同，电势不同的是（）A ．带电平行板电容器两极板间的a、b两点B ．离点电荷等距的a、b两点C ．达到静电平衡时导体内部的a、b两点D ．两个等量异种电荷连线上，与连线中点O等距的a、b两点11. 如图，水平固定的圆盘a带正电Q，电势为零，从盘心O处释放质量为m、带电量为+q的小球．由于电场的作用，小球最高可上升到竖直高度为H的N点，且过P点时速度最大，已知重力加速度为g．由此可求得Q所形成的电场中（）A．P点的电势B．N点的电势C．P点的电场强度D．N点的电场强度12. 如图所示，实线的两点电荷形成的电场线，若不计重力的带电粒子从C点运动到D点，轨迹如图虚线所示，则下列说法中正确的是（）A．由C到D过程中电场力对带电粒子做正功B．由C到D过程中带电粒子动能减小三、解答题C ．粒子带正电D ．A 电荷的电荷量大于B 电荷的电荷量13. 电场中有A 、B 两点，A 点的场强为E ＝4.0×103N/C ，A 、B 两点的电势差为U ＝3.0×103V ．有一电荷量q ＝1.2×10－8C 的微粒，质量m ＝2.0×10－12kg ，在A 点由静止释放，微粒在电场力作用下由A 点移到B 点，不计重力作用．求：（1）带电微粒在A 点所受电场力多大？微粒被释放的瞬间加速度多大？（2）带电微粒从A 点移到B 点时，电场力做了多少功？若电场力做的功全部转化为动能，则微粒到达B 点时速度多大？14. 如图所示，粗糙水平轨道与半径为R 的竖直光滑半圆轨道在B 点平滑连接，在过圆心O 的水平界面M的下方分布有水平向右的匀强电场，场强，现有一质量为m 、电量为+q 的小球(可视为质点)从水平轨道上A 点由静止释放,小球运动到C 点离开圆轨道后经界面MN 上的P 点进入电场(P 点恰好在A 点的正上方).已知A 、B 间距离为2R,重力加速度为g,求：(1)小球在C 处的速度大小；(2)小球从A 运动到B 克服阻力所做的功；(3)球从A 运动到C 的过程中对轨道压力的最大值．15. 地面上方存在水平向右的匀强电场，一质量为m 带电量为q 的小球用绝缘丝线悬挂在电场中，当小球静止时丝线与竖直方向的夹角为，此时小球到地面的高度为h,求：（2）若丝线突然断掉，小球经过多长时间落地？（1）匀强电场的场强？16. 两块水平平行放置的导体板如图 (甲)所示，大量电子（质量m、电量e）由静止开始，经电压为U0的电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间．当两板均不带电时，这些电子通过两板之间的时间为3t0；当在两板间加如图 (乙)所示的周期为2t0，幅值恒为U0的周期性电压时，恰好能使所有电子均从两板间通过．问：⑴这些电子通过两板之间后，侧向位移（沿垂直于两板方向上的位移）的最大值和最小值分别是多少？⑵侧向位移分别为最大值和最小值的情况下，电子在刚穿出两板之间时的动能之比为多少？。

章末综合测评(一) 静电场(时间：90分钟分值：100分)1．(4分)人们行走时鞋子和地板由于摩擦产生静电，带电的离子会在地板表面对空气中的灰尘产生吸引，对电脑机房、电子厂房等单位会造成一定的影响。

防静电地板又叫作耗散静电地板，当它接地时，能够使电荷耗散。

地板在施工时，地板下面要铺设铝箔，铝箔要连接到地下预埋导体。

下列关于防静电地板的说法，正确的是( ) A．地板下面铺设铝箔的作用是防潮B．地板必须是绝缘体材料C．地板必须是导电的，如地板中含有导电纤维D．只要地板下面铺设铝箔，地板材料是绝缘的或导电的均可C[地板在施工时，地板下面要铺设铝箔，铝箔要连接到地下预埋导体，即要将地板上的静电导走，所以防静电地板必须是导电的，如地板中含有导电纤维，故选项C正确。

] 2．(4分)如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是( )A．a对b的静电力可能是斥力B．a对c的静电力一定是斥力C．a的电荷量可能比b少D．a的电荷量一定比c多B[根据电场力方向来确定各自电性，从而得出“两同夹一异”，因此a对b的静电力一定是引力，a对c的静电力一定是斥力，故A错误，B正确；同时根据库仑定律来确定电场力的大小，并由平衡条件来确定各自电荷量的大小，因此在大小上一定为“两大夹一小”，则a的电荷量一定比b多，而a的电荷量与c的电荷量无法确定，故C、D错误。

] 3．(4分)如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的一簇电场线，已知该电场线关于虚线对称，O点为A、B电荷连线的中点，a、b为其连线的中垂线上对称的两点，则下列说法正确的是( )A ．A 、B 可能是带等量异号的正、负电荷B ．A 、B 可能是带不等量的正电荷C ．a 、b 两点处无电场线，故其电场强度可能为零D ．同一试探电荷在a 、b 两点处所受电场力大小相等，方向一定相反D [根据电场线的特点，从正电荷出发到负电荷或无限远终止可以判断，A 、B 是两个等量同种电荷，A 、B 选项错误；电场线只是形象描述电场的假想曲线，a 、b 两点处无电场线，其电场强度也不为零，C 选项错误；在a 、b 两点处场强大小相等、方向相反，同一试探电荷在a 、b 两点所受电场力大小相等，方向一定相反，D 选项正确。

静电场单元测试一、选择题1．以下列图，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，c为ab的中点，a、b点的电势分别为φa＝5 V，φ b＝3 V，以下表达正确的选项是( )A．该电场在 c 点处的电必然定为 4 VB．a点处的场强必然大于 b 处的场强C．一正电荷从 c 点运动到 b 点电势能必然减少D．一正电荷运动到 c 点时碰到的静电力由 c 指向 a2．以下列图，一个电子以100 eV 的初动能从A点垂直电场线方向飞入匀强电场，在B点离开电场时，其速度方向与电场线成150°角，则A与B两点间的电势差为( )A． 300 V B．－300 V100C．－ 100 V D．－ 3V3．以下列图，在电场中，将一个负电荷从C点分别沿直线移到A点和B点，战胜静电力做功相同．该电场可能是 ( )A．沿y轴正向的匀强电场B．沿x轴正向的匀强电场C．第Ⅰ象限内的正点电荷产生的电场D．第Ⅳ象限内的正点电荷产生的电场4．以下列图，用绝缘细线拴一带负电小球，在竖直平面内做圆周运动，匀强电场方向竖直向下，则( )A．当小球运动到最高点 a 时，线的张力必然最小B．当小球运动到最低点 b 时，小球的速度必然最大C．当小球运动到最高点 a 时，小球的电势能最小D．小球在运动过程中机械能不守恒5．在静电场中a、 b、c、d 四点分别放一检验电荷，其电量可变，但很小，结果测出检验电荷所受电场力与电荷电量的关系以下列图，由图线可知()A． a、 b、 c、d 四点不可以能在同一电场线上B．四点场强关系是E c＝ E a>E b>E dC．四点场强方向可能不一样样D．以上答案都不对6．以下列图，在水平放置的圆滑接地金属板中点的正上方，有带正电的点电荷一表面绝缘带正电的金属球 (可视为质点，且不影响原电场 )自左以速度金属板上向右运动，在运动过程中() A．小球做先减速后加速运动B．小球做匀速直线运动C．小球受的电场力不做功D．电场力对小球先做正功后做负功Q，v0开始在7．以下列图，一个带正电的粒子以必然的初速度垂直进入水平方向的匀强电场．若不计重力，图中的四个图线中能描绘粒子在电场中的运动轨迹的是()8．图中虚线是用实验方法描绘出的某一静电场中的一簇等势线，若不计重力的带电粒子从 a 点射入电场后恰能沿图中的实线运动， b 点是其运动轨迹上的另一点，则下述判断正确的选项是()A． b 点的电必然定高于 a 点B． a 点的场强必然大于 b 点C．带电粒子必然带正电D．带电粒子在 b 点的速率必然小于在 a 点的速率9．以下列图，在粗糙水平面上固定一点电荷Q，在 M 点无初速度释放一带有恒定电量的小物块，小物块在 Q 的电场中运动到 N 点静止，则从M 点运动到 N 点的过程中() A．小物块所受电场力逐渐减小B．小物块拥有的电势能逐渐减小C． M 点的电必然定高于N 点的电势D．小物块电势能变化量的大小必然等于战胜摩擦力做的功10．以下列图， A， B 两个带有异种电荷的小球分别被两根绝缘细线系在木盒内，且在同一竖直线上，静止时木盒对地面的压力为F N，细线对 B 的拉力为 F.若将系 B 的细线断开，下列说法中正确的选项是()A．刚断开时木盒对地的压力等于F NB．刚断开时木盒对地的压力等于 F ＋ FNC．刚断开时木盒对地的压力等于F N－ FD．在 B 向上运动的过程中，木盒对地的压力逐渐变大11．有一匀强电场，其场强为E，方向水平向右，把一个半径为r 的圆滑绝缘环，竖直放置于场中，环面平行于电场线，环的极点 A 穿有一个质量为 m，电量为 q( q>0) 的空心小球，以下列图，当小球由静止开始从 A 点下滑 1/4 圆周密 B 点时，小球对环的压力大小为： ()A.2 mgB.qE ．C.2mg+qED.2mg+3 qE12．以下列图，一金属球原来不带电．现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN ，金属球感觉电荷产生的电场在球内直径上a、b、c 三点的场富强小分别为E a、E b、E c，三者对照，则： ()A. E最大B.E 最大a bC.E c最大D. E a=E b=E c二、填空题13．带正电 1.0 ×10－3C 的粒子，不计重力，在电场中先后经过 A B两点，飞经A点时动能、为 10 J，飞经B点时动能为 4 J，则带电粒子从A点到B点过程中电势能增加了______，A、B 两点电势差为 ____．14．在两块平行竖直放置的带等量异种电荷的金属板M 、 N 间的匀强电场中有A、 B 两点，AB 连线与水平方向成30°角， AB 长为 0.2cm，以下列图．现有一带电量为4×10－8C 的负电荷从 A 沿直线移到 B 点，电场力做正功 2.4 ×10－6J，则 A、B 两点间的电势差大小为________，________点电势高．若此电荷 q 沿任意路径从 B 到 A 点，电荷电势能变化情况是________，此匀强电场的场富强小为 ________，若两金属板相距0.3cm，则两板电势差为 ________．15．如图，带电量为＋ q 的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线经过板的几何中心．若图中 a 点处的电场强度为零，依照对称性，带电薄板在图中 b 点处产生的电场强度大小为 ________，方向 ________． (静电力恒量为k)16．以下列图，质量相等的三个小球A 、 B、 C，放在圆滑的绝缘水平面上，若将 A 、 B 两球固定，释放 C 球， C 球的加速度为 1m/s2，方向水平向左．若将B、C 球固定，释放 A 球，A 球的加速度为 2m/s2，方向水平向左．现将 A 、 C 两球固定，释放 B 球，则 B 球加速度大小为 ________m/s2，方向为 ________．三、计算题17．以下列图，用长 L 的绝缘细线拴住一个质量为m，带电荷量为 q 的小球，线的另一端拴在水平向右的匀强电场中，开始时把小球、线拉到和 O 在同一水平面上的 A 点 (线拉直 )，让小球由静止开始释放，当摆线摆到与水平线成60°角到达 B 点时，球的速度正好为零．求：(1)、A两点的电势差；B(2)匀强电场的场富强小．18．以下列图，竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为 R，下端与圆滑绝缘水平面圆滑连接，整个装置处于方向竖直向上的匀强电场 E 中．一质量为 m、带电荷量为＋ q 的物块 (可视为质点) ，从水平面上的 A 点以初速度 v0水平向左运动，沿半圆形轨道恰好经过最高点大小为 E(E 小于mgq)．C，场强(1) 试计算物块在运动过程中战胜摩擦力做的功．(2) 证明物块走开轨道落回水平面过程的水平距离与场富强小E 没关，且为一常量．19．一质量为 m 、电荷量为 +q 的小球，从 O 点以和水平方向成 α角的初速度 v 0 抛出，当达到最高点 A 时，恰进入一匀强电场中，如图．经过一段时间后，小球从 A 点沿水平直线运动到与 A 相距为 S 的 A ′点后又折返回到 A 点，紧接着沿原来斜上抛运动的轨迹逆方向运动又落回原抛出点．求(1) 该匀强电场的场强 E 的大小和方向； (即求出图中的 θ角，并在图中注明 E 的方向 )(2) 从 O 点抛出又落回 O 点所需的时间．φ ＋ φb1． C [ 该电场不用然是匀强电场，aφ c 不用然等于 2 ＝ 4 V ，故 A 、B 错误；由 φa ＞ φb知，电场线由 a 指向 b ，正电荷在c 点的受力也应由c 指向 b ，选项 D 错误；由 E ＝ q φ 知p选项 C 正确． ]2． B [ 电子做类平抛运动，在B 点，由速度分解可知v ＝cos 60 °＝ 2v ，因此 E ＝ 4E ＝Bv AAkBkA400 eV ，由动能定理得 U AB ( － e ) ＝E kB － E kA ，因此 U AB ＝－ 300 V ，B 对． ]3． AD [ 由题意知 φA ＝φB ， A 、 B 应处在同一等势面上，又 W CA ＝ qU CA ＜ 0， q ＜ 0，故 U CA ＞ 0， 即 φC ＞ φA ，吻合条件的可能是选项 A 、 D.] 4． CD [ qE ＝ mg ，小球将做匀速圆周运动，球在各处对细线的拉力相同大；若 qE ＜ mg ，球在 a 处速度最小，对细线的拉力最小；若 ＞ ，球在 a 处速度最大，对细线的拉力最大，故qEmgC 正确；小球在运动过程中除A 、B 错； a 点电势最高，负电荷在电势最高处电势能最小，故 重力外，还有静电力做功，机械能不守恒，D 正确． ]5.B 解析：场强与检验电荷电量的大小没关．6.BC解析：金属板在点电荷的电场中达到静电平衡状态后，其表面是一个等势面，依照电场线与等势面垂直，则带电小球沿金属板表面搬动时所受电场力的方向竖直向下，因此带电小球所受的重力、支持力和电场力均在竖直方向上，合力为零．故带电小球做匀速直线运动，∴B 正确；又由于电场力与表面垂直，对小球不做功，故 C 正确， D 错误．7.答案：C8. 答案： BD解析：由等势线的分布画出电场线的分布以下列图，可知 a 点的场富强， B 正确，依照轨迹可判断电场力指向左方，电场力做负功， a 点速率大于 b 点速率， D 正确．但不知粒子电性，也无法判断场强的详尽方向，故无法确定a、 b 两点电势的高低，A、 C 错误．9.答案： ABD解析：电场力做正功，摩擦力做负功，大小相等(始末速度为零)．10.答案： BD解析：刚断开时， A，B 间的库仑力不变．未断开时，对 A，B 和木盒整体进行受力解析，有：F N＝ G 木＋ G A＋ G B，对于 B， F 库＝ GB＋ F.断开时，对 A 与木箱整体进行受力解析，有：N ＝G＋ G A，由于 F 库不变．因此 B 正确，在 B 向上运动过程中 F 库变大，因此 DF′木＋F库正确．11.D12.C13． 6 J－6 000 V14.答案： 60V ， B，增加， 2 3× 104V/m ,60 3V15.答案：kq2，水平向左 (或垂直薄板向左 ) d16.解析：把 A、B、C 球作为一个系统，三个小球之间的相互作用力为系统内力．依照牛顿第三定律，每两个小球之间存在一对作用力和反作用力，其大小相等、方向相反．这样系统的内力之和为零．系统的外力之和也为零设三个小球所受的合外力分别为F1、 F2、 F3，则F1＝ ma122F ＝ ma33F ＝ maF1＋ F2＋ F3＝ m(a1＋ a2＋ a3)＝ 0 设向右为正2a2＝－ a1－a3＝ 1＋ 2＝ 3(m/s )B 球的加速度大小为3m/s2，方向向右．3mgL3mg17． (1)(2)2q q解析 (1)由动能定理得：mgL sin 60°－ qU BA＝0因此 U BA ＝3mgL 2q(2) U ＝ EL (1 －cos 60 °)BA得： E ＝3mgq.18. 答案： (1)Wf ＝ 1 m v20＋ 5 (Eq － mg)R (2)s ＝ 2R2 2 解析： (1)物块恰能经过圆弧最高点 C 时，圆弧轨道与物块间无弹力作用，物块碰到的重力v2C和电场力供应向心力mg － Eq ＝ m R ①物块在由 A 运动到 C 的过程中，设物块战胜摩擦力做的功为Wf ，依照动能定理有11 Eq ·2R － Wf － mg ·2R ＝2mv2C － 2mv20②15由①②式解得 Wf ＝ 2mv20＋ 2(Eq － mg)R ③(2)物块走开半圆形轨道后做类平抛运动，设水平位移为 s ，则水平方向有 s ＝ vCt ④1Eq竖直方向有 2R ＝ (g －m ) ·t2⑤2由①④⑤式联立解得s ＝ 2R ⑥因此，物块走开轨道落回水平面的水平距离与场富强小 E 没关，大小为 2R.19.解析： (1)斜上抛至最高点 A 时的速度 vA ＝ v0cos α①水平向右由于 AA ′段沿水平方向直线运动，因此带电小球所受的电场力与重力的合力应为一水平向左的恒力：mgF ＝＝ qEcos θ，②带电小球从 A 运动到 A ′过程中作匀减速运动有 (v0cos α)2＝ 2qEcos θs/m ③由以上三式得：v40cos4 α＋ 4g2s2E ＝ m2qs2gsθ＝ arctan v20cos2 α 方向斜向上(2)小球沿 AA ′做匀减速直线运动，于A ′点折返做匀加速运动2v0sin α4s所需时间 t ＝g＋v0cos α。