第一轮复习静电场单元测试含答案
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2025届高考物理一轮复习专题练: 静电场的描述一、单选题1.如图,一均匀带正电荷的圆环,其半径为R ,圆心为O ,AB 和CD 为圆环的直径,AB 与CD 垂直,P 点为圆弧AC 的二等分点,四分之一圆环AC 部分的全部正电荷在圆心O 处产生的电场强度大小为,关于圆环各部分电荷在圆心O 处产生的电场强度,说法正确的是( )A.整个圆环全部正电荷在圆心O 处产生的电场强度大小为C.半圆环ACB 部分的全部正电荷在圆心O处产生的电场强度大小为2.放入电场中某点的电荷所受的静电力F 跟它的电荷量q 的比值,叫做该点的电场强度E ,即A.若将放入该点的电荷从电场中移出,则该点的电场强度变为0B.若将放入该点的电荷量增加一倍,则该点的电场强度将减少一半C.放入该点的正点电荷所受的静电力的方向就是该点的电场强度的方向D.电场强度的国际单位是安培3.如图,在位置放置电荷量为q 的正点电荷,在位置放置电荷量为q 的负点电荷,在距的某点处放置正点电荷Q ,使得P 点的电场强度为零.则Q 的位置及电荷量分别为( )E =0E 04E 0E 0(),0a ()0,a (,P a aA. B. C. D.4.如图所示,abcd 是由粗细均匀的绝缘线制成的正方形线框,其边长为L ,O 是线框的中心,线框上均匀地分布着正电荷,现在线框左侧中M 处取下足够短的带电量为q的距离到N 点处,设线框其他部分的带电量与电荷分布保持不变,若此时在O 点放一个带电量为Q 的带正电的点电荷,静电力常量为k ,则该点电荷受到的电场力大小为( )5.在某一点电荷产生的电场中,两点的电场强度方向如图所示,则两点的电场强度大小之比为( )A. B. C. D.6.如图所示,用绝缘细线将两个带有同种电荷的小球悬挂在天花板上,静止时悬线与竖直方向的夹角分别为和,且,两小球在同一水平面内.已知两小球的质量分别为,带电量分别为.则下列说法正确的是( )A B 、3:1(0,2a (0,2),a (2a (2,0),a L A B 、1:31:44:11θ2θ12θθ>12m m 、12q q 、A.可能小于,一定小于B.一定小于,可能小于C.可能大于,一定大于D.一定大于,可能大于7.用绝缘细线悬挂两个大小相同的小球,它们带有同种电荷,质量分别为和,带电量分别为和,因静电力而使两悬线张开,分别与竖直方向成夹角和,且两球静止时同处一水平线上,若,则下述结论正确的是( )A.一定等于C.一定等于D.必然同时满足8.某区域电场线分布如图所示。
静电场。
单元测试题(含答案) 第1章静电场单元测试题1.关于元电荷的理解,正确的说法是():A。
目前认为元电荷是自然界中电荷的最小单元,其值为1.60×10^-19 C。
B。
元电荷就是质子。
C。
元电荷就是电子。
D。
物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍。
2.两个大小相同的金属小球A、B分别带有电荷量):A。
FB。
1111FC。
FD。
1/5 F3.等量异种点电荷的连线和其中垂线如图所示,现将一个带负电的检验电荷先从图中a点沿直线移到b点,再从b点沿直线移到c点。
则检验电荷在此全过程中():A。
所受电场力的方向将发生改变。
B。
所受电场力的大小恒定。
C。
电势能一直减小。
D。
电势能先不变后减小。
4.在电场中某点放入电荷量为q的正电荷时测得该点的场强为E,若在同一点放入电荷量为q′=2q的负电荷时,则该点的场强():A。
大小为2E,方向与E相同。
B。
大小为2E,方向与E相反。
C。
大小为E,方向与E相同。
D。
大小为E,方向与E相反。
5.两个固定的异号电荷,电荷量给定但大小不等,且q_1<q_2.用E_1和E_2分别表示两个点电荷产生的电场强度的大小,则在通过两点电荷的直线上,E_1=E_2的点():A。
有三个,其中两处合场强为零。
B。
有三个,其中一处合场强为零。
C。
只有两个,其中一处合场强为零。
D。
只有一个,该处合场强不为零。
6.如图所示,Q带负电荷,导体P在a处接地。
下列说法中正确的是():A。
导体P的a端带正电荷,b端不带电。
B。
导体P的a端不带电荷,b端带负电荷。
C。
导体P的a端带正电荷,b端带负电荷,且正、负电荷的电荷量相等。
D。
导体P的a端带正电荷,b端带负电荷,正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量。
7.金属圆筒内放一正点电荷A,筒外放一负点电荷B,如图所示。
1)若筒壁不接地,增加电荷量q_A,B受到电场力将如何变化?2)若筒壁不接地,增加电荷量q_B,A受到的电场力将如何变化?3)若筒壁接地,增大q_B,A受到电场力将如何变化?4)若筒壁接地,增大q_A,B受到电场力将如何变化?上述4种变化情况():A。
命题点2 库仑定律的应用2.(2013·课标卷Ⅱ,18)如图,在光滑绝缘水平面上,三个带电小球a 、b 和c 分别位于边长为l 的正三角形的三个顶点上;a 、b 带正电,电荷量均为q ,c 带负电.整个系统置于方向水平的匀强电场中.已知静电力常量为k .若三个小球均处于静止状态,则匀强电场场强的大小为( )A.3kq3l 2B .3kq l 2C.3kq l 2 D .23kq l2【解析】 以c 球为研究对象,除受另外a 、b 两个小球的库仑力外还受匀强电场的静电力,如图所示,c 球处于平衡状态,据共点力平衡条件可知F 静=2k qq cl 2cos 30°,F 静=Eq c ,解得E =3kql 2,选项B 正确.【答案】 B命题点2 等效法求电场强度5.(2018·济南期中)MN 为足够大的不带电的金属板,在其右侧距离为d 的位置放一个电荷量为+q 的点电荷O ,金属板右侧空间的电场分布如图甲所示,P 是金属板表面上与点电荷O 距离为r 的一点.几位同学想求出P 点的电场强度大小,但发现问题很难,经过研究,他们发现图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的.图乙中是两等量异号点电荷的电场线分布,其电荷量的大小均为q ,它们之间的距离为2d ,虚线是两点电荷连线的中垂线.由此他们分别对甲图P 点的电场强度方向和大小做出以下判断,其中正确的是( )A .方向沿P 点和点电荷的连线向左,大小为2kqdr 3B .方向沿P 点和点电荷的连线向左,大小为2kq r 2-d 2r 3C .方向垂直于金属板向左,大小为2kqdr 3D .方向垂直于金属板向左,大小为2kq r 2-d 2r 3【解析】 据题意,从题图乙可以看出,P 点电场方向为水平向左;由题图乙可知,正、负电荷在P 点电场的叠加,其大小为E =2k q r 2cos θ=2k q r 2d r =2k qdr3,故选项C 正确.【答案】 C命题点3 对称法求电场强度6.(2013·课标卷Ⅰ,15)如图,一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点,a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ,在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷.已知b 点处的场强为零,则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( )A .k 3qR 2B .k 10q 9R 2C .k Q +q R2D .k 9Q +q 9R 2【解析】 已知a 处点电荷和带电圆盘均在b 处产生电场,且b 处场强为零,所以带电圆盘在b 处产生的电场场强E 1与q 在b 处产生的电场场强E ab 等大反向,即E 1=E ab =kqR 2,带电圆盘在d 处产生的电场场强E 2=E 1且方向与E 1相反,q 在d 处产生的电场场强E ad =kq(3R )2,则d 处场强E d =E 2+E ad =kq R 2+kq 9R 2=k 10q9R2,选项B 正确.【答案】 B7.(2015·山东卷,18)直角坐标系xOy 中,M 、N 两点位于x 轴上,G 、H 两点坐标如图.M 、N 两点各固定一负点电荷,一电量为Q 的正点电荷置于O 点时,G 点处的电场强度恰好为零.静电力常量用k 表示.若将该正点电荷移到G 点,则H 点处场强的大小和方向分别为( )A.3kQ4a 2,沿y 轴正向 B .3kQ4a 2,沿y 轴负向C.5kQ4a2,沿y 轴正向 D .5kQ4a2,沿y 轴负向【解析】 因正电荷Q 在O 点时,G 点的场强为零,则可知两负电荷在G 点形成的电场的合场强与正电荷Q 在G 点产生的场强等大反向,大小为E 合=k Qa 2;若将正电荷移到G点,则正电荷在H 点的场强为E 1=k Q (2a )2=kQ4a 2,因两负电荷在G 点的场强与在H 点的场强等大反向,则H 点的合场强为E =E 合-E 1=3kQ4a2,方向沿y 轴负向,故选B.【答案】 B考点三 电场线的理解及应用命题点1 对电场线的理解9.(2017·海南卷,2)关于静电场的电场线,下列说法正确的是( ) A .电场强度较大的地方电场线一定较疏 B .沿电场线方向,电场强度一定越来越小 C .沿电场线方向,电势一定越来越低D .电场线一定是带电粒子在电场中运动的轨迹【解析】 电场线的疏密表示场强的强弱,那么电场强度较大的地方电场线一定较密,故A 错误;沿着电场线的方向,电势会降低,因此沿电场线方向电势越来越低,但电场线不一定越来越疏,则场强不一定越来越小,故B 错误,C 正确;电场线不一定与带电粒子的轨迹重合,只有电场线是直线,带电粒子的初速度为零或初速度方向与电场线方向在同一条直线上时电场线才与带电粒子的轨迹重合,故D 错误.【答案】 C命题点2电场线的判定及应用10.某静电场中的电场线方向不确定,分布如图所示,带电粒子在电场中仅受静电力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M运动到N,以下说法正确的是()A.粒子必定带正电荷B.该静电场一定是孤立正电荷产生的C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度D.粒子在M点的速度大于它在N点的速度【解析】带电粒子所受静电力沿电场线的切线方向或其反方向,且指向曲线弯曲的内侧,静电力方向大致向上,因不知电场线的方向,粒子的电性无法确定,所以选项A错.电场线是弯曲的,则一定不是孤立点电荷的电场,所以选项B错.N点处电场线密,则场强大,粒子受到的静电力大,产生的加速度也大,所以选项C正确.因静电力大致向上,粒子由M运动到N时,静电力做正功,粒子动能增加,速度增加,所以选项D错误.【答案】 C考点四力电综合问题分析解决力电综合问题的一般思路[诊断小练]命题点1 平衡问题11.(2017·北京卷,22)如图所示,长l =1 m 的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°.已知小球所带电荷量q =1.0×10-6 C ,匀强电场的场强E =3.0×103 N/C ,取重力加速度g =10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:(1)小球所受电场力F 的大小; (2)小球的质量m ;(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v 的大小. 【解析】 (1)F =qE =3.0×10-3N.(2)由qEmg=tan 37°, 得m =4.0×10-4kg.(3)由mgl (1-cos 37°)=12m v 2,得v =2gl (1-cos 37°)=2.0 m/s.【答案】 (1)3.0×10-3N (2)4.0×10-4kg(3)2.0 m/s12.如图所示,光滑绝缘的水平面与半径为R 的14绝缘圆弧轨道相切于点B ,O 点为光滑圆弧轨道的圆心,且在B 点的正上方,光滑圆弧轨道在竖直平面内,整个空间内有水平向右的匀强电场.现将一质量为m 、电荷量为q 的带电小球从距离B 点R2处的位置A 由静止释放,小球恰好能运动到圆弧轨道高度的一半位置处,已知重力加速度为g .(1)求匀强电场的电场强度为多大?(2)要使小球能运动到C ,应从距离B 点多远的位置由静止释放小球? (3)若使小球从C 点由静止释放,则小球运动到B 点时对轨道的压力为多大?【解析】 (1)根据题意可知,小球从A 点由静止释放运动到圆弧轨道的R2高度的过程中,沿电场方向的位移为x =R2+R1-(12)2=1+32R此过程由动能定理可得 Eqx -mg ×R2=0联立解得E =(3-1)mg2q.(2)设小球释放点距B 点的距离为x ′,小球从释放点运动到C 点的过程中,由动能定理可得Eq (x ′+R )-mgR =0 解得x ′=3R .(3)在小球从C 点由静止释放运动到B 点的过程中,由动能定理可得 mgR -qER =12m v 2-0在最低点由牛顿第二定律可得 F N -mg =m v 2R联立可得F N =(4-3)mg由牛顿第三定律可得小球在B 点时对轨道的压力为F ′N =F N =(4-3)mg . 【答案】 (1)(3-1)mg2q(2)3R (3)(4-3)mg第2课时电场能的性质考点一 电场能的性质的基本概念(高频38)1.静电力做功—⎪⎪⎪⎪→特点—|静电力做功与 路径 无关,只与 初末位置 有关→计算方法—⎪⎪⎪W =qEd ,适用于 匀强 电场W AB =qU AB ,适用于任何电场2.电势能—⎪⎪⎪⎪→大小—⎪⎪⎪等于将电荷从该点移到 零势能 位置时静电力做的功→关系—|W AB=E p A-E p B=-ΔE p3.电势—⎪⎪⎪⎪→定义式—|φ=E pq →性 质—⎪⎪⎪有正负之分,其正(负)表示该点电势比 零电势 高(低)具有相对性【温馨提示】1.电势、电势能的正、负表示高低,正的电势、电势能比负的电势、电势能高,而电势差的正负表示两点电势的相对高低.2.电场线或等差等势面越密的地方电场强度越大,但电势不一定越高.命题点1 电场强度大小和电势高低的判断1.(2014·课标卷Ⅱ,19)关于静电场的电场强度和电势,下列说法正确的是( ) A .电场强度的方向处处与等电势面垂直 B .电场强度为零的地方,电势也为零C .随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低D .任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向【解析】 电场线(电场强度)的方向总是与等电势面垂直,选项A 正确;电场强度和电势是两个不同的物理量,电场强度等于零的地方,电势不一定等于零,选项B 错误;沿着电场线方向,电势不断降落,电势的高低与电场强度的大小无必然关系,选项C 错误;电场线(电场强度)的方向总是从高的等电势面指向低的等电势面,而且是电势降落最快的方向,选项D 正确.【答案】 AD2.(2016·江苏卷,3)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()A.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【解析】由图知B处的电场线比A处密集,所以B点的电场强度比A点的大,故A 错误;根据沿电场线的方向电势降低可知,小球表面的电势比容器内表面的高,所以B错误;电场强度的方向与等势面垂直,故C正确;由于A、B在同一等势面上,将检验电荷从A点沿不同路径移到B点,电场力所做的功都为零,所以D错误.【答案】 C【答案】 C命题点3电场强度、电势能大小和电势高低的判断4.如图所示,一圆环上均匀分布着正电荷,x轴垂直于环面且过圆心O.下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是()A.O点的电场强度为零,电势最低B.O点的电场强度为零,电势最高C.从O点沿x轴正方向,电场强度减小,电势升高D.从O点沿x轴正方向,电场强度增大,电势降低【解析】将整个圆环看做由两个半圆环组成,由对称性可知,这两个半圆环上的电荷在O点的场强大小相等,方向相反,故合场强为零.x轴上的合场强,由对称性可知,在圆环右侧的合场强方向沿x轴向右,电势降低;左侧的合场强方向沿x轴向左,电势降低,故O点电势最高.由于在O点场强为零,距O点无限远场强为零,因此沿x轴向左、右两侧,电场强度都呈现出先增大后减小的特征.综上所述B正确.【答案】 B考点二电场线、等势面与粒子运动轨迹的综合问题(高频39) 命题点1电场线与等势面5. (2016·课标卷Ⅲ,15)关于静电场的等势面,下列说法正确的是()A.两个电势不同的等势面可能相交B.电场线与等势面处处相互垂直C.同一等势面上各点电场强度一定相等D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做正功【解析】等势面相交,则电场线一定相交,故在同一点存在两个不同的电场强度方向,与事实不符,故A错误;电场线与等势面垂直,B正确;同一等势面上的电势相同,但是电场强度不一定相同,C错误;将负电荷从高电势处移动到低电势处,受到的电场力方向是从低电势指向高电势,所以电场力方向与运动方向相反,电场力做负功,D错误.【答案】 B6.(2015·课标卷Ⅰ,15)如图,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【解析】电子带负电荷,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,有W MN=W MP<0,而W MN=qU MN,W MP=qU MP,q<0,所以有U MN=U MP>0,即φM>φN=φP,匀强电场中等势线为平行的直线,所以NP和MQ分别是两条等势线,有φM =φQ,故A错误,B正确;电子由M点到Q点过程中,W MQ=q(φM-φQ)=0,电子由P点到Q点过程中,W PQ=q(φP-φQ)>0,故C、D错误.【答案】 B命题点2 电场线与运动轨迹7.(2017·天津卷,7)如图所示,在点电荷Q 产生的电场中,实线MN 是一条方向未标出的电场线,虚线AB 是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A 、B 两点的加速度大小分别为a A 、a B ,电势能分别为E p A 、E p B .下列说法正确的是( )A .电子一定从A 向B 运动B .若a A >a B ,则Q 靠近M 端且为正电荷C .无论Q 为正电荷还是负电荷一定有E p A <E p BD .B 点电势可能高于A 点电势【解析】 若Q 在M 端,由电子运动的轨迹可知Q 为正电荷,电子从A 向B 运动或从B 向A 运动均可,由于r A <r B ,故E A >E B ,F A >F B ,a A >a B ,φA >φB ,E p A <E p B ;若Q 在N 端,由电子运动的轨迹可知Q 为负电荷,且电子从A 向B 运动或从B 向A 运动均可,由r A >r B ,故φA >φB ,E p A <E p B .综上所述选项A 、D 错误,选项B 、C 正确. 【答案】 BC命题点3 等势面与运动轨迹8.(2016· 课标卷Ⅱ,15)如图,P 是固定的点电荷,虚线是以P 为圆心的两个圆.带电粒子Q 在P 的电场中运动,运动轨迹与两圆在同一平面内,a 、b 、c 为轨迹上的三个点.若Q 仅受P 的电场力作用,其在a 、b 、c 点的加速度大小分别为a a 、a b 、a c ,速度大小分别为v a 、v b 、v c ,则( )A .a a >a b >a c ,v a >v c >v bB .a a >a b >a c ,v b >v c >v aC .a b >a c >a a ,v b >v c >v aD .a b >a c >a a ,v a >v c >v b【解析】 带电粒子在电场中仅受电场力作用,由牛顿第二定律知加速度a =F m =q Q E m ,E =k q Pr2,因为r b <r c <r a ,所以a b >a c >a a ;由动能定理有W ab =q Q U ab =12m v 2b -12m v 2a W bc =q Q U bc =12m v 2c -12m v 2b 因为W ab <0,所以v a >v b ,因为W bc >0,所以v c >v b又|U ab |>|U bc |,所以v a >v c故有v a >v c >v b ,D 项正确.【答案】 D9.如图所示,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同,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,由此可知( )A .三个等势面中,c 等势面电势最高B .带电质点通过P 点时电势能较大C .带电质点通过Q 点时动能较大D .带电质点通过P 点时加速度较大【解析】 假设质点由P 运动到Q ,根据:①运动轨迹的切线方向为速度方向;②电场线与等势面垂直;③正电荷所受的电场力与电场强度方向相同;④做曲线运动的带正电荷的质点,其所受的电场力指向运动轨迹的凹侧,从而确定质点经过P 时的速度和电场力方向,如图所示.根据正电荷所受电场力的方向可知,电场线由等势面a 指向等势面c ,故φa >φb >φc ,A 错误;电场力与瞬时速度成锐角,故由P 运动到Q 电场力对质点做正功,质点的电势能减小,动能增加,B 、C 正确;等差等势面越密集,该区域电场强度越大,故E P >E Q ,带电质点通过P 点时加速度较大,D 正确.【答案】 BCD。
《第一章静电场》试卷(答案在后面)一、单项选择题(本大题有7小题,每小题4分,共28分)1、关于电场线的描述,错误的是()。
A、电场线是从正电荷出发,终止于负电荷。
B、电场线在电场中不相交。
C、电场线可以形象地描述电场的方向和强度。
D、电场线在真空中的分布是均匀的。
2、关于电势差,下列说法中正确的是()。
A、两点间电势差越大,两点的电势就越高。
B、两点间电势差与这两点的电势值无关。
C、两点间电势差是两点电势之差。
D、两点间电势差在数值上等于将单位正电荷从一点移到另一点静电力所做的功。
3、一个正电荷和一个负电荷相距为r,它们之间的静电力为F。
如果在它们之间引入一个电介质,那么以下哪种情况是正确的?A、静电力不变B、静电力增大C、静电力减小D、无法确定4、一个点电荷Q放在电场强度为E的环境中,假设点电荷不会受到重力影响,那么以下哪个说法是正确的?A、点电荷的运动轨迹是直线B、点电荷的运动轨迹是曲线C、点电荷的运动轨迹是圆D、无法确定5、两个点电荷相距一定距离r,它们之间的静电力大小为F。
如果保持这两个点电荷的电量不变,而使它们之间的距离变为原来的两倍,那么它们之间的静电力大小变为原来的多少倍?A. 1/4B. 1/2C. 2D. 46、在真空中有两个相同的正电荷Q,分别固定在x轴上的(0,0)和(3,0)两点处。
如果在x=1的位置放置一个正电荷q,该电荷受到的合力方向如何?A. 沿x轴正向B. 沿x轴负向C. 沿y轴正向D. 沿y轴负向7、在真空中,一个电荷量为q的点电荷,其电场强度E的大小与距离r的平方成反比。
若将电荷量增加到2q,而距离变为原来的2倍,则新电场强度E’与原电场强度E的关系是:A. E’ = E/2B. E’ = E/4C. E’ = 2ED. E’ = 4E二、多项选择题(本大题有3小题,每小题6分,共18分)1、关于库仑定律,下列说法中正确的是:A、静电力遵循平方反比定律B、当两个电荷之间存在介质时,静电力大小不变C、库仑定律适用于任意两个带电体D、若两点电荷之间的距离无限接近,则静电力无限大2、关于静电场中的电势,下列说法正确的是:A、在电势为零的位置,电场强度也一定为零B、等势面是指电势白球面上电势处处相等且任意两点间的电势差恒定C、若两点的电势相同,则两点间的电场强度也为零D、一个移动的正电荷从高电势到低电势的路径上,电场力做正功3、以下关于静电场中电势的概念,正确的有()A. 电势是电场的一个基本物理量,它与电场强度有直接关系;B. 在任何电场中,电势的零点都可以任意选择;C. 电势的绝对值表示单位电荷在电场中所具有的势能;D. 不同电场中电势的值无法比较。
高三一轮复习静电场专项训练答案一、选择题1、【答案】 B2、【答案】 C【解析】试题分析:当保持其它条件不变,而将M 板向上移动的过程中,d 增大,根据4S C k d επ=可知,电容C 减小,因U 不变,根据Q C U=可知,电荷量减小,通过R 的电流向右,即a 指向b ,故AB 错误;由于电容器两端的电势差不变,将M 板向上移动,d 增大,根据U E d =可知,电场强度减小,根据PN U Ed =,可知pN 间的电势差减小,又pN p N U ϕϕ=-,且N 点电势为零,则p 点的电势减小,根据p E q ϕ=,电荷为负电荷,则在p 点的电势能变大.故C 正确,D 错误.故选C .3、【答案】 C4、【答案】 D【解析】A 项,场强和电势没有直接关系,电场强度大的地方电势不一定高,故A 项错误。
B 项,正点电荷产生的电场中电场线由正点电荷发出指向无穷远,但本题中没有规定哪儿为零势点,所以正点电荷产生的电场中电势不一定为正,故B 项错误。
C 项,匀强电场中,两点间电势差与两点沿电场线方向上的距离d 成正比U Ed =,故C 项错误。
D 项,电场强度大的地方,电场线密集,等势线距离小,电势变化快,故D 项正确5、【答案】 C【解析】人对着话筒讲话时,振动膜前后振动时,介质、正对面积没有变化,电容器两板间的距离发生变化,引起电容变化,使声音信号被话筒转化为电信号,故C 正确,ABD 错误; 故选C 。
6、【答案】 B7、【解析】由图可知,极板上端为正极,下端为负极;则带负电的颗粒受电场力向上,故带电颗粒将向上运动,故A 错误;极板上端为正极,下端为负极,所以两金属板间电场方向向下.故B 错误;烟尘颗粒在运动过程中电场力做正功,电势能减少.故C 正确;带电体的带电量只能是元电荷的整数倍,所以烟尘颗粒电荷量不可能是电子电量的1.5倍.故D 错误;故选C.8、【答案】 B【解析】等量异种电荷连线的中垂线为一条等势线,且电势为零,即O 点电势为零,而两电荷连线上电场方向由a 指向b ,根据沿电场线方向电势降低,所以a 点的电势高于O 点的电势,即a 点的电势高于b 点的电势,在连线上,电场强度先增大后减小,在O 点电场强度最小,但不为零,在中垂线上,从O 点向两边递减,所以O 点在中垂线上是电场强度最大的点,故a 点电场强度大于b 点电场强度,A 错误B 正确;电荷在零电势处电势能为零,故正的试探电荷在b 点的电势能为零,电场方向水平向右,C 错误;负电荷从O 向a 移动过程中,电场力方向水平向左,电场力做正功,D 错误.9、【答案】 C【解析】A 、由图可知负电粒子速度先减小,若2Q 也带负电,负电粒子因为排斥力,速度会增大,2Q 一定带正电,选项A 错误;B 、过了b 点后,负电荷速度变大,说明负电荷受到1Q 排斥力大于2Q 的吸引力,所以1Q 的电量一定大于2Q 的电量,选项B 错误;C 、从速度图象上看,可见a 到b 做加速度减小的减速运动,所以负电荷应该是沿着电场线运动的,所以a 点电势高于b 点电势,故C 正确;D 、整个过程动能先减小后增大,根据能量守恒得知,电势能先增大后减小,选项D 错误 综上所述本题答案是:C10【答案】 C【解析】AB 、由图象可以发现,离Q1越近电场中的电势越高,由此可以判断Q1为正电荷,同理由于离Q2越近电势越低,所以Q2为负电。
第一章 静电场单元测试一、单项选择题(每小题3分,共30分。
)2、由电场强度的定义式E=F/q 可知,在电场中的同一点可知,在电场中的同一点 A 、电场强度E 跟F 成正比,跟q 成反比成反比B 、无论检验电荷所带的电量如何变化,F/q 始终不变始终不变C 、电荷在电场中某点所受的电场力大,该点的电场强度强。
D 、一个不带电的小球在P 点受到的电场力为零,则P 点的场强一定为零点的场强一定为零 3、电场中有A 、B 两点,在将某电荷从A 点移到B 点的过程中,电场力对该电荷做了正功,则下列说法中正确的是做了正功,则下列说法中正确的是 (( )) A 、该电荷是正电荷,且电势能减少、该电荷是正电荷,且电势能减少 B 、该电荷是负电荷,且电势能增加、该电荷是负电荷,且电势能增加C 、该电荷电势能增加,但不能判断是正电荷还是负电荷D 、该电荷电势能减少,但不能判断是正电荷还是负电荷 成反比成反比8、如图所示,原来不带电的金属导体MN ,在其两端下面都悬挂着金属验电箔;若使带负电的金属球A 靠近导体的M 端,可能看到的现象是端,可能看到的现象是 (( ))A .只有M 端验电箔张开,且M 端带正电端带正电B .只有N 端验电箔张开,且N 端带正电端带正电C .两端的验电箔都张开,且左端带负电,右端带正电D .两端的验电箔都张开,且两端都带正电或负电 为二、多项选择题(每小题4分,共20分。
在每小题给出的四个选项中,至少有两个选项是正确的,全部选对得4分,对而不全得2分。
)1111、下列说法中正确的是、下列说法中正确的是、下列说法中正确的是( ) A .电容器是储存电荷和电能的容器,只有带电时才称电容器 B .电容是描述容器器容纳电荷本领大小的物理量C .固定电容器所充电荷量跟加在两极板间的电压成正比D .电容器的电容跟极板所带电荷量成正比,跟极板间电压成反比 1212、、如图所示,两个等量异号的点电荷在其连线的中垂线上有与连线中点O 等距等距离的两点a 、b ,在连线上有距中点O 等距离的两点c 、d ,则下列场强大小,则下列场强大小关系式正确的是关系式正确的是 ( ) A .E a =E b B .E a =E O = E b C .E c =E d D D..E c >E O > E d1313、如图所示,电场中有、如图所示,电场中有A 、B 两点,则下列说法中正确的是两点,则下列说法中正确的是 () A .电势B A j j >,场强B A E E >B .电势B A j j >,场强B A E E <C .将q +电荷从A 点移到B 点电场力做了正功点电场力做了正功D .将q -电荷分别放在A 、B 两点时具有的电势能PB PAE E >三、填空题(每空2分,共18分)1616、电量为、电量为2×10-6-6C 的正点电荷放入电场中A 点,受到作用力为4×10-4-4N ,方向向右,则且点的场强为方向向右,则且点的场强为____________N ____________N /C ,,方向方向____ ____ ________________。
第一章 《静电场 》单元测试题班级 姓名一、单项选择题(本题共6小题,每小题5分,共30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2.如图1所示,空间有一电场,电场中有两个点a 和b .下列表述正确的是A .该电场是匀强电场B .a 点的电场强度比b 点的大C .a 点的电势比b 点的高D .正电荷在a 、b 两点受力方向相同3.如图2空中有两个等量的正电荷q 1和q 2,分别固定于A 、B 两点,DC 为AB连线的中垂线,C 为A 、B 两点连线的中点,将一正电荷q 3由C 点沿着中垂线移至无穷远处的过程中,下列结论正确的有( )A .电势能逐渐减小B .电势能逐渐增大C .q 3受到的电场力逐渐减小D .q 3受到的电场力逐渐增大 图24.如图3所示,a 、b 、c 为电场中同一条水平方向电场线上的三点,c 为ab 的中点,a 、b 电势分别为φa =5 V 、φb =3 V .下列叙述正确的是( )A .该电场在c 点处的电势一定为4 VB .a 点处的场强E a 一定大于b 点处的场强E bC .一正电荷从c 点运动到b 点电势能一定减少D .一正电荷运动到c 点时受到的静电力由c 指向a 图35.空间存在甲、乙两相邻的金属球,甲球带正电,乙球原来不带电,由于静电感应,两球在空间形成了如图4所示稳定的静电场.实线为其电场线,虚线为其等势线,A 、B 两点与两球球心连线位于同一直线上,C 、D 两点关于直线AB 对称,则( )A .A 点和B 点的电势相同B .C 点和D 点的电场强度相同C .正电荷从A 点移至B 点,静电力做正功D .负电荷从C 点沿直线CD 移至D 点,电势能先增大后减小 图46.如图5所示,一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、 b 、d 三个点,a 和b 、b 和c 、 c 和d 间的距离均为R ,在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷.已知b 点处的场强为零,则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( ). 图5A .k 3q R 2B .k 10q 9R 2C .k Q +q R 2D .k 9Q +q 9R 2 二、多项选择题(本题共4小题,每小题8分,共32分)7.下列各量中,与检验电荷无关的物理量是( )A .电场力FB .电场强度EC .电势差UD .电场力做的功W图18.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9.如图6所示的电路中,AB 是两金属板构成的平行板电容器.先将电键K 闭合,等电路稳定后再将K 断开,然后将B 板向下平移一小段距离,并且保持两板间的某点P 与A 板的距离不变.则下列说法正确的是( )A .电容器的电容变小B .电容器内部电场强度大小变大C .电容器内部电场强度大小不变D .P 点电势升高10.带电粒子在匀强电场中的运动轨迹如图7所示,如果带电粒子只受电场力作用从a 到b 运动,下列说法正确的是( )A .粒子带正电B .粒子在a 和b 点的加速度相同C .该粒子在a 点的电势能比在b 点时大D .该粒子在b 点的速度比在a 点时大三.计算题:(38分)11.(16分)有一带电荷量q = -3×10-6 C 的点电荷,从某电场中的A 点移到B 点,电荷克服电场力做6×10-4 J 的功,从B 点移到C 点,电场力对电荷做9×10-4 J 的功,求A 、C 两点的电势差并说明A 、C 两点哪点的电势较高图7图612.(22分)如图所示为一真空示波管,电子从灯丝K发出(初速度不计),经灯丝与A板间的加速电压U1加速,从A板中心孔沿中心线射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过电场后打在荧光屏上的P点。
第一章静电场单元测试卷一、选择题1.两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球,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.5 F /9B.4F /5C.5F /4D.9F /52.点电荷A 和B ,分别带正电和负电,电量分别为4Q 和Q ,在AB 连线上,如图1-69所示,电场强度为零的地方在 ( )A .A 和B 之间 B .A 右侧C .B 左侧D .A 的右侧及B 的左侧3.如图1-70所示,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4.如图1-71所示,一带电小球用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中,当小球静止后把悬线烧断,则小球在电场中将作( )A .自由落体运动B .曲线运动C .沿着悬线的延长线作匀加速运动D .变加速直线运动5.如图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图1-69 B AQ 4Q图1-70 图1-71 F q O a b c d6.以下说法正确的是( )A .由q F E =可知此场中某点的电场强度E 与F 成正比 B .由公式q E P =φ可知电场中某点的电势φ与q 成反比 C .由U ab =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7. A 、B 在两个等量异种点电荷连线的中垂线上,且到连线的距离相等,如图1-73所示,则( )A.同一点电荷在A 、B 两点的电势能相等B.把正电荷从A 点移到B 点,电势能先增大后减小C.把正电荷从A 点移到B 点,电势能先减小后增大D. A 、B 两点的连线上任意两点的电势差为零8.一个电子在电场中A 点具有80eV 的电势能,当它由A 运动到B 克服电场力做功30eV ,则( )A .电子在B 点的电势能是50eV B .电子的电势能增加了30eVC .B 点的电势为110VD .B 点的电势为-110V9.如图1-74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10.如图1-75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A ,B 两点的电势差为:( )图2 图1-73 图1-74 A B二、填空题11.氢原子中电子绕核做匀速圆周运动,当电子运动轨道半径增大时,电子的电势能 , 电子的动能增 , 运动周期 .(填增大、减小、不变)12.如图1-76所示,两平行金属板间电场是匀强电场,场强大小为1.0×104V /m ,A 、B 两板相距1cm ,C 点与A 相距0.4cm ,若B 接地,则A 、C 间电势差U AC =____,将带电量为-1.0×10-12C 的点电荷置于C 点,其电势能为____ .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10J ,飞经B 点时动能为4J ,则带电粒子从A 点到B 点过程中电势能增加了______,AB 两点电势差为____.三、计算题)14.如图1-77所示,在匀强电场中的M 、N 两点距离为2 cm ,两点间的电势差为5 V,M 、N 连线与场强方向成60°角,则此电场的电场强度多大?15.如图1-79所示,质量m =5.0X10-8千克的带电粒子,以初速Vo=2m/s 的速度从水平放置的平行金属板A 、B 的中央,水平飞入电场,已知金属板长0.1m ,板间距离d =2X10-2m ,当U AB =1000V 时,带电粒子恰好沿直线穿过电场,若两极板间的电势差可调,要使粒子能从两板间飞出,U AB 的变化范围是多少?(g 取10m /s 2)16.如图1-80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V 0,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?图1-77A B图1-79 A B H图1-80答案1. BD 分析:设一球A的带电量为Q,则另一球B的带电量可能为5Q或-5Q,由库仑定律如果两球接触后,A球的带电量可能为3Q或-2Q,B球的带电量可能为3Q或-2Q,由库仑定律:或2. C、解析在B的左侧,A产生的电场强度向左,B产生的电场强度向右,电场强度方向相反,但由于A的电量大于B的电量,且A较远,可知,在同一点电场强度大小可能相等,所以合场强可能为零.故C正确.3. D解析球在电场中平衡,则所受电场力、重力及绳的拉力的合力为零.由平衡条件得tan θ=mg(qE),故要判断θ的变化,只需判断电场强度E的变化即可.S闭合时,U不变,A向B靠近,d减小,由E=d(U),可知E增大,θ角增大,故A正确.S断开,则Q 不变,A向B靠近,E不变,则θ角不变,故D项正确4. C 解析悬线烧断前,小球受重力、拉力、电场力平衡,重力和电场力的合力与拉力等值反向.烧断细线,物体受重力、电场力,两个力合力恒定,沿细线方向,合力方向与速度方向在同一条直线上,所以物体沿着悬线的延长线做匀加速直线运动.故C正确.A、B、D错误.故选C.5. B 对于电扬中给定的位置,放入的检验电荷的电量不同,它受到的电场力不同,但是电场力F与检验电荷的电量q的比值F/q即场强E是不变的量,因为F=Eq,所以F跟q的关系的图线是一条过原点的直线,该直线的斜率的大小即表示场强的大小,由此可得出Ed>Eb>Ea>Ec。
高三新物理第一轮复习单元测试--静电场说明:本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共150分;答题时间120分钟.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3分,有选错或不答的得0分)1.某电场的分布如图所示,带箭头的实线为电场线,虚线为等势面.A、B、C三点的电场强度分别为E A、E B、E C,电势分别为,关于这三点的电场强度和电势的关系,以下判断正确的是()A.E A<E B,=B.E A>E B,>C.E A>E B,<D.E A=E C,=2.如图所示,在直线MN上有一个点电荷,A、B是直线MN上的两点,两点的间距为L,场强大小分别为E和2E.则()A.该点电荷一定在A点的右侧B.该点电荷一定在A点的左侧C.A点场强方向一定沿直线向左D.A点的电势一定低于B点的电势3.如图所示,A、B为两个固定的等量的同种正电荷,在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正电荷C,现给电荷C一个垂直于连线的初速度v0,若不计电荷C所受的重力,则关于电荷C运动过程中的速度和加速度情况,下列说法正确的是()A.加速度始终增大B.加速度先增大后减小C.速度始终增大,最后趋于无穷大D.速度始终增大,最后趋于某有限值4.电工穿的高压作业服是用铜丝编织的,下列说法正确的是()A.铜丝编织的衣服不易拉破B.电工被铜丝衣服所包裹,使体内电势为零C.电工被铜丝衣服所包裹,使体内场强为零D.铜丝电阻小,能对人体起到保护作用5.如图所示,沿水平方向放置的平行金属板a和b,分别与电源的正、负极相连,两板的中央沿竖直方向各有一个小孔,今有一个带正电的液滴,自小孔的正上方的P 点由静止自由落下,先后穿过两个小孔后的速度为v1.若使a板不动,若保持电键K断开或闭合,b板向上或向下平移一小段距离,相同的液滴仍然从P点由静止自由落下,先后穿过两个小孔后的速度为v2,在不计空气阻力的情况下,下列说法正确的是()A.若电键K保持闭合,向下移动b板,则v2>v1B.若电键K闭合一段时间后再断开,向下移动b板,则v2>v1C.若电键K保持闭合,无论向上或向下移动b板,则v2=v1D.若电键K闭合一段时间后再断开,无论向上或向下移动b板,则v2<v16.如图所示,在O点放置正点电荷Q,a、b两点的连线过O点,且Oa=ab,以下说法正确的是()A.将质子从a点由静止释放,质子向b做匀加速运动B.将质子从a点由静止释放,质子运动到b的速率为v,则将粒子从a点由静止释放后运动到b点的速率为C.若电子以Oa为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为v,则电子以Ob为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为2vD.若电子以Oa为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为v,则电子以Ob为半径绕O做匀速圆周运动的线速度为7.如图所示,AB、CD为一圆的两条直径,且相互垂直,O点为圆心.空间存在一未知静电场,场强方向与圆周所在平面平行.现有一电子,在电场力作用下(重力不计),先从A点运动到C点,动能减少了W;又从C点运动到B点,动能增加了W,那么关于此空间存在的静电场可能是()A.方向垂直于AB并由O指向C的匀强电场B.方向垂直于AB并由C指向O的匀强电场C.位于O点的正点电荷形成的电场D.位于D点的正点电荷形成的电场8.如图所示,平行金属板内有一匀强电场,一个电量为、质量为的带电粒子(不计重力)以从A点水平射入电场,且刚好以速度从B点射出.则()①若该粒子以速度从B点射入,则它刚好以速度从A点射出②若将的反粒子以从B点射入,它将刚好以速度从A点射出③若将的反粒子以从B点射入,它将刚好以速度从A点射出④若该粒子以从B点射入电场,它将从A点射出A.只有①③正确B.只有②④正确C.只有①②正确D.只有③④正确9.如图所示,a、b两个带电小球,质量分别为、,用绝缘细线悬挂,两球静止时,它们距水平地面的高度均为h(h足够大),绳与竖直方向的夹角分别为和(),若剪断细线Oc,空气阻力不计,两球电量不变,重力加速度取g,则()A.a球先落地,b球后落地B.落地时,a、b水平速度相等,且向右C.整个运动过程中,a、b系统的电势能增加D.落地时,a、b两球的动能和为10.如图所示,有三个质量相等、分别带正电、负电和不带电的粒子从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度先后射入电场中,最后分别打在正极板的C、B、A处,则()A.三种粒子在电场中运动时间相同B.三种粒子在电场中的加速度为C.三种粒子到达正极板时动能D.落在C处的粒子带正电,落在B处的粒子不带电,落在A处的粒子带负电第Ⅱ卷(非选择题,共110分)二、本题共2小题,共20分,把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答. 11.(8分)(1)在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验中,给出下列器材,应选用的是__________(用字母表示)A.6V的交流电源B.6V的直流电源C.100V的直流电源D.量程为0.5V,零刻度在中央的电压表E.量程为300μA,零刻度在中央的电流表11题(2)图(2)该实验装置如图所示,如果以a、b两个电极的连线为x轴,以a、b 连线的中垂线为y轴,并将一个探针固定于y轴上的某一点,合上开关S,而将另一探针由O点左侧沿x轴正方向移到O点右侧的过程中,灵敏电流表G的指针与零刻度夹角的变化情况是_________.A.逐渐增大B.逐渐减小C.先变大后变小D.先变小后变大12.(12分)某研究性学习小组设计了以下方法来测量物体的带电量.如图所示的小球是一个外表面镀有金属膜的空心塑料球,用绝缘丝线悬挂于O点,O 点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度的量角器,M、N是两块相同的、正对着平行放置的金属板(加上电压后其内部电场可看作匀强电场).另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、直流电流表、开关、滑动变阻器及导线若干.该小组的实验步骤如下,请你帮助该小组完成:(1)用天平测出小球的质量,按上图所示进行器材的安装,并用刻度尺测出M、N板之间的距离,使小球带上一定的电量.(2)连接电路(请在图中的虚线框中画出实验所用的电路图,电源、开关已经画出).(3)闭合开关,调节滑动变阻器滑片的位置,读出多组相应的电压表的示数和丝线的偏转角度.(4)以电压为纵坐标,以__________为横坐标作出过原点的直线,求出直线的斜率.(5)小球的带电量=__________________.(用、、等物理量表示)三、本题共6小题,共90分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.13.(14分)有一个点电荷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2.0m和5.0m.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中直线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:(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.14.(14分)如图所示(a),一条长为3L的绝缘丝线穿过两个质量都是m的小金属环A和B,将丝线的两端共同系于天花板上的O点,使金属环带电后,便因排斥而使丝线构成一个等边三角形,此时两环恰处于同一水平线上,若不计环与线间的摩擦,求金属环所带电量是多少?某同学在解答这道题时的过程如下:设电量为q,小环受到三个力的作用,拉力T、重力mg和库仑力F,受力分析如图b,由受力平衡知识得,=mg tan30°,.你认为他的解答是否正确?如果不正确,请给出你的解答?15.(14分)如图所示,空间存在着强度E=2.5×102N/C方向竖直向上的匀强电场,在电场内一长为L=0.5m的绝缘细线,一端固定在O点,一端拴着质量m=0.5kg、电荷量q=4×10-2C的小球.现将细线拉直到水平位置,使小球由静止释放,当小球运动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=10m/s2.求:(1)小球的电性;(2)细线能承受的最大拉力;(3)当小球继续运动后与O点水平方向距离为L时,小球距O点的高度.16.(16分)如图所示,一个带电量为的油滴,从O点以速度射入匀强电场中,的方向与电场方向成角.已知油滴的质量为,测得油滴到达运动轨迹的最高点时,它的速度大小又为.求:(1)最高点的位置可能在O点正上方的哪一侧?(2)最高点处(设为N)与O点的电势差.(3)电场强度.17.(16分)如图所示,在水平向左的匀强电场中,一带电小球用绝缘轻绳(不伸缩)悬于O点,平衡时小球位于A点,此时绳于竖直方向的夹角θ=53°,绳长为L,B、C、D到O点的距离为L,BD水平,OC竖直.(1)将小球移到B点,给小球一竖直向下的初速度v B,小球到达悬点正下方时绳中拉力恰等于小球重力,求v B.(2)当小球移到D点后,让小球由静止自由释放,求:小球经悬点O正下方时的速率.(计算结果可保留根号,取sin53°=0.8)18.(16分)如图所示为一真空示波管,电子从灯丝K发出(初速度不计),经灯丝与A板间的加速电压U1加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过电场后打在荧光屏上的P点。
2021届高三物理一轮静电场复习题〔附答案〕2021届高三物理一轮静电场复习题〔附答案〕(时间:60分钟,分值:100分)一、单项选择题(本大题共6小题,每题6分,共36分,每题只有一个选项符合题意)1.如下图,A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点.如今在A、B两点分别固定两个点电荷Q1和Q2,那么关于C、D 两点的场强和电势,以下说法正确的选项是()A.假设Q1和Q2是等量异种电荷,那么C、D两点电场强度不同,电势一样B.假设Q1和Q2是等量异种电荷,那么C、D两点电场强度和电势均一样C.假设Q1和Q2是等量同种电荷,那么C、D两点电场强度和电势均不一样D.假设Q1和Q2是等量同种电荷,那么C、D两点电场强度和电势均一样2.如下图,带有等量异种电荷的两块等大的平行金属板M、N 程度正对放置.两板间有一带电微粒以速度v0沿直线运动,当微粒运动到P点时,将M板迅速向上平移一小段间隔,那么此后微粒的可能运动情况是()A.沿轨迹④运动B.沿轨迹①运动C.沿轨迹②运动D.沿轨迹③运动3.真空中有一半径为r0的带电金属球壳,通过其球心的一直线上各点的电势分布如图,r表示该直线上某点到球心的间隔,r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的间隔 .以下说法中正确的选项是()A.A点的电势低于B点的电势B.A点的电场强度方向由A指向BC.A点的电场强度小于B点的电场强度D.正电荷沿直线从A移到B的过程中,电场力做负功4.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,两球在空间形成如下图稳定的静电场.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,那么()A.A点和B点的电势一样B.C点和D点的电场强度一样C.正电荷从A点移至B点,电场力做正功D.负电荷从C点沿直线CD移至D点,电势能先增大后减小5.两个等量同种电荷固定于光滑程度面上,其连线中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示.一个电量为2 C、质量为1 kg的小物块从C点静止释放,其运动的v-t图象如图乙所示,其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线).那么以下说法正确的选项是()A.B点为中垂线上电场强度最大的点,场强E=2 V/mB.由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大C.由C到A的过程中,电势逐渐升高D.A、B两点电势差UAB=-5 V6.如下图,光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P,将另一个带电小物块Q在斜面的某位置由静止释放,它将沿斜面向上运动.设斜面足够长,那么在Q向上运动过程中()A.物块Q的动能一直增大B.物块Q的电势能一直增大C.物块P、Q的重力势能和电势能之和一直增大D.物块Q的机械能一直增大二、多项选择题(本大题共3小题,每题6分,共18分,每题有多个选项符合题意)7.如下图,两个质量均为m,带电荷量均为+q的小球A、B,一个固定在O点的正下方L处,另一个用长为L的细线悬挂在O点,静止时,细线与竖直方向的夹角为60,以下说法正确的选项是()A.O点处的电场强度的大小为3kqL2B.A在B处产生的电场强度为kqL2C.细线上的拉力为3kq2L2D.B球所受A球的库仑力和线的拉力的合力方向竖直向上8.将三个质量相等的带电微粒分别以一样的程度速度由P点射入程度放置的平行金属板间,上板带正电,下板接地.三个微粒分别落在图中A、B、C三点,不计其重力作用,那么()A.三个微粒在电场中运动时间相等B.三个微粒的电荷量一样C.三个微粒所受电场力的大小关系是FAD.三个微粒到达下板时的动能关系是EkCEkA9.如下图,互相垂直的固定绝缘光滑挡板PO、QO放置在重力场中,PO竖直,a、b为两个带有等量同种电荷的小球(可以近似看成点电荷),当用程度向左的作用力F作用于b时,a、b紧靠挡板处于静止状态.现稍改变F的大小,使b稍向左挪动一小段间隔,那么a、b重新处于静止状态后()A.a、b间电场力增大B.作用力F减小C.系统的重力势能增加D.系统的电势能增加三、非选择题(本大题共3小题,共46分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)10.(12分)如图,匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道,轨道平面与电场方向平行.a、b为轨道直径的两端,该直径与电场方向平行.一电荷为q(q0)的质点沿轨道内侧运动.经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb.不计重力,求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能.2021届高三物理一轮静电场复习题就分享到这里了,更多相关信息请继续关注高考物理试题栏目!。
2025年⾼考⼈教版物理⼀轮复习专题训练—静电场中⼒的性质(附答案解析)1.(多选)(2021·湖北卷·8)关于电场,下列说法正确的是( )A.电场是物质存在的⼀种形式B.电场⼒⼀定对正电荷做正功C.电场线是实际存在的线,反映电场强度的⼤⼩和⽅向D.静电场的电场线总是与等势⾯垂直,且从电势⾼的等势⾯指向电势低的等势⾯2.(2023·⼴东东莞市模拟)⼩明同学在空⽓⼲燥的教室⾥进⾏⼀个⼩实验,将⼀塑料扁带撕成细丝后,⼀端打结,做成“章鱼”的造型,⽤⽑⼱顺着细丝向下捋⼏下,同样⽤⽑⼱来回摩擦PVC(塑料)管。
将“章鱼”抛向空中,然后把PVC管从下⽅靠近它,直到“章鱼”处于悬停状态,则( )A.PVC管带电⽅式属于感应起电B.塑料扁带丝由于带上同种电荷会向四周散开C.⽤⽑⼱摩擦后,“章鱼”与PVC管带异种电荷D.PVC管与“章鱼”相互靠近过程中,两者间相互作⽤⼒变⼩3.如图所⽰,⼀负电荷仅在静电⼒作⽤下从点a运动到点b,在点a的速度⼤⼩为v0,⽅向与电场⽅向相同。
该电荷从点a到点b的v-t图像正确的是( )4.如图为真空中两点电荷A、B形成的电场中的电场线,该电场线关于虚线对称,O点为A、B点电荷连线的中点,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可能带等量异种电荷B.A、B可能带不等量的正电荷C.同⼀试探电荷在a、b两点处所受静电⼒⼤⼩相等,⽅向相反D.a、b两点处⽆电场线,故其电场强度为零5.(2024·河北省模拟)如图所⽰,真空中A、B两点分别固定两个相同的带电⾦属⼩球(均可视为点电荷),所带电荷量分别为+Q和-5Q,在A、B的延长线上的C点处固定⼀电荷量为q的点电荷,该电荷受到的静电⼒⼤⼩为F1,已知AB=BC。
若将两带电⾦属⼩球接触后再放回A、B两处时,C处点电荷受到的静电⼒⼤⼩为F2,则为( )A. B. C. D.6.(多选)如图甲所⽰,在x轴上有⼀个点电荷Q(图中未画出),O、A、B为轴上三点,放在A、B两点的试探电荷受到的静电⼒跟试探电荷所带电荷量的关系如图⼄所⽰。
2022届高考物理一轮复习:静电场(含参考答案)一、选择题1、(多选)图中K、L、M为静电场中的3个相距很近的等势面(K、M之间无电荷)。
一带电粒子射入此静电场后,依abcde轨迹运动。
已知电势φK<φL<φM,U LK=U ML,且粒子在ab段做减速运动。
下列说法中正确的是(不计重力) ()A.粒子带正电B.粒子在a点的加速度小于在c点的加速度C.粒子在a点的动能大于在e点的动能D.粒子在c点的电势能大于在d点的电势能2、如图所示为一正点电荷周围的电场线,电场中有A、B两点,A、B两点在同一条电场线上,则()A.A点的电场强度与B点的电场强度相同B.B点的电场强度比A点的电场强度大C.A点的电场强度方向沿电场线指向场源电荷D.B点的电场强度方向沿电场线指向场源电荷3、如图所示,水平金属板A、B分别与电源两极相连,带电油滴处于静止状态。
现将B板右端向下移动一小段距离,两金属板表面仍均为等势面,则该油滴()A.仍然保持静止B.竖直向下运动C.向左下方运动D.向右下方运动4、在x轴上有两个点电荷q1和q2,其中有一个点电荷位于x=0处,x轴上的电势φ随x变化的关系如图所示,则()A.x=x1处电场强度为0B.x=x2处电场强度不为0C.q1、q2为不等量异种点电荷,且正电荷在x=0处,负电荷在x<0的某处D.q1、q2为等量异种点电荷,且正电荷在x=0处,负电荷在x>0的某处5、(双选)如图所示,一根不可伸长的绝缘细线一端固定于O点,另一端系一带电小球,置于水平向右的匀强电场中,现把细线水平拉直,小球从A点由静止释放,经最低点B后,小球摆到C点时速度为0,则()A.小球在B点时速度最大B.小球从A点到B点的过程中,机械能一直在减少C.小球在B点时细线的拉力最大D.从B点到C点的过程中小球的电势能一直增加6、(双选)某静电场中x轴上的电势随x坐标变化的图象如图所示,φx图象关于φ轴对称,a、b两点到O点的距离相等。
第六章《静电场》测试卷一、单选题(共12小题)1.在光滑的绝缘水平面上,有一个正方形abcd ,顶点a 、c 处分别固定一个正点电荷,电荷量相等,如图所示.若将一个带负电的粒子置于b 点,自由释放,粒子将沿着对角线bd 往复运动.粒子从b 点运动到d 点的过程中( )A . 先作匀加速运动,后作匀减速运动B . 先从高电势到低电势,后从低电势到高电势C . 电势能与机械能之和先增大,后减小D . 电势能先减小,后增大2.把质量为m 的正点电荷q ,在电场中由静止释放,在它运动过程中如果不计重力,下列说法正确的是( )A . 点电荷运动轨迹必与电场线重合B . 点电荷的速度方向,必与所在点的电场线的切线方向一致C . 点电荷的速度方向,必与所在点的电场线的切线方向一致D . 点电荷的受力方向,必与所在点的电场线的切线方向一致3.如图所示,一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连,极板水平放置,极板间距为d ,在下极板上叠放一厚度为l 的金属板,其上部空间有一带电粒子P 静止在电容器中,当把金属板从电容器中快速抽出后,粒子P 开始运动,重力加速度为g .粒子运动加速度为( )A .gB .gC .gD .g4.有一静电场,其电势随x 坐标的改变而改变,变化的图线如图所示.若将一带负电粒子(重力不计)从坐标原点O 由静止释放,粒子沿x 轴运动,电场中P 、Q 两点的坐标分别为1 mm 、4 mm.则下列说法正确的是( )A . 粒子经过P 点和Q 点加速度大小相等、方向相反B . 粒子经过P 点与Q 点时,动能相等C . 粒子经过P 点与Q 点时,电场力做功的功率相等D . 粒子在P 点的电势能为正值5.在一个匀强电场中有a 、b 两点,相距为d ,电场强度为E ,把一个电量为q 的正电荷由a 点移到b 点时,克服电场力做功为W ,下列说法正确的是( )A . 该电荷在a 点电势能较b 点大B .a 点电势比b 点电势低C .a 、b 两点电势差大小一定为U =EdD .a 、b 两点电势差Uab =6.由电场强度的定义式E =F /q 可知,在某不变电场中的同一点( )A . 电场强度E 跟F 成正比,跟q 成反比B . 无论检验电荷所带的电量如何变化,F /q 始终不变C . 电荷在电场中某点所受的电场力大,该点的电场强度强D . 一个不带电的小球在P 点受到的电场力为零,则P 点的场强一定为零7.如图所示,A 、B 、C 、D 是匀强电场中的四个点,D 是BC 的中点,A 、B 、C 构成一个直角三角形,角A 为直角,AB 长为L ,电场线与三角形所在的平面平行,已知φA =5 V 、φB =5 V 、φC =15 V ,由此可以判断( )A . 场强的方向由C 指向BB . 场强的方向垂直AD 连线斜向上C . 场强的大小为(V/m)D . 场强的大小为(V/m)8.如图所示,A ,B 是两个带异号电荷的小球,其质量分别为m 1和m 2,所带电荷量分别为+q 1和-q 2,A 用绝缘细线L 1悬挂于O 点,A ,B 间用绝缘细线L 2相连.整个装置处于水平方向的匀强电场中,平衡时L 1向左偏离竖直方向,L 2向右偏离竖直方向,则可以判定( )A .m 1=m 2B .m 1>m 2C .q 1>q 2D .q 1<q 29.如图所示,水平放置的平行金属板A 、B 连接一恒定电压,两个质量相等的电荷M 和N 同时分别从极板A 的边缘和两极板的正中间沿水平方向进入板间电场,两电荷恰好在板间某点相遇.若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用,则下列说法正确的是 ( )A . 电荷M 的电荷量等于电荷N 的电荷量B . 两电荷在电场中运动的加速度相等C . 从两电荷进入电场到两电荷相遇,电场力对电荷M 做的功大于电场力对电荷N 做的功D . 电荷M 进入电场的初速度大小与电荷N 进入电场的初速度大小一定相同10.带电粒子射入点电荷Q 的电场中,如图所示,实线表示电场的等势线,虚线为粒子运动轨迹,则( )A . 在从a →b →c 的全过程中,电场力始终做正功B . 在从a →b →c 的全过程中,电场力始终做负功C . 粒子在ab 段电势能增加,在bc 段电势能减少D . 粒子在a 和c 具有相同的电势能11.如图,在点电荷Q 产生的电场中,将两个带正电的试探电荷q 1、q 2分别置于A 、B 两点,虚线为等势线.取无穷远处为零电势点,若将q 1、q 2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等,则下列说法正确的是( )A .A 点电势高于B 点电势B .A ,B 两点的电场强度相等C .q 1的电荷量小于q 2的电荷量D .q 1在A 点的电势能小于q 2在B 点的电势能 12.在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球,小球A 、B 、C 位于等边三角形的三个顶点上,小球D 位于三角形的中心,如图所示.现让小球A 、B 、C 带等量的正电荷Q ,让小球D 带负电荷q ,使四个小球均处于静止状态,则Q 与q 的比值为( )A .B .C . 3D . 二、填空题(共3小题)13.如图所示.处于匀强电场中的正三角形的边长为cm ,电场的场强方向平行于三角形所在的平面.已知A 、B 、C 三点的电势分别为20-10V 、20+10V 和20 V .则该电场的场强大小为_________V/m ,方向为__________.14.如图倾角为30°的直角三角形的底边BC 长为2L ,处在水平位置,O 为底边中点,直角边AB 为光滑绝缘导轨,OD 垂直AB .现在O 处固定一带正电的物体,让一质量为m 、带正电的小球从导轨顶端A 静止开始滑下(始终不脱离导轨),测得它滑到D 处受到的库仑力大小为F .则它滑到B 处的速度大小为________,加速度的大小为________.(重力加速度为g )15.如图所示,A 、B 、C 、D 是匀强电场中一正方形的四个顶点,已知A 、B 、C 三点的电势分别为φA =15 V ,φB =3 V ,φC =-3 V ,由此可知D 点电势φD =________V ;若该正方形的边长为2 cm ,且电场方向与正方形所在平面平行,则场强为E =________V/m.三、计算题(共3小题)16.如图所示,绝缘的光滑水平桌面高为h=1.25 m,长为s=2 m,桌面上方有一个水平向左的匀强电场.一个质量为m=2×10-3kg,带电量为q=+5.0×10-8C的小物体自桌面的左端A点以初速度v A=6 m/s向右滑行,离开桌子边缘B后,落在水平地面上C点.C点与B点的水平距离x=1 m,不计空气阻力,取g=10 m/s2.(1)小物体离开桌子边缘B后经过多长时间落地?(2)匀强电场E多大?(3)为使小物体离开桌面边缘B后水平距离加倍,即x′=2x,某同学认为应使小物体带电量减半,你同意他的想法吗?试通过计算验证你的结论.17.如图甲所示,静电除尘装置中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道,其前、后面板使用绝缘材料,上、下面板使用金属材料.图乙是装置的截面图,上、下两板与电压恒定的高压直流电源相连.质量为m、电荷量为-q、分布均匀的尘埃以水平速度v0进入矩形通道,当带负电的尘埃碰到下板后其所带电荷被中和,同时被收集.通过调整两板间距d可以改变收集效率η.当d=d0时,η为81%(即离下板0.81d0范围内的尘埃能够被收集).不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用.(1)求收集效率为100%时,两板间距的最大值为dm;(2)求收集率η与两板间距d的函数关系;(3)若单位体积内的尘埃数为n,求稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量Δm/Δt与两板间距d 的函数关系,并绘出图线.18.在如图所示的竖直平面内,水平轨道CD和倾斜轨道GH与半径r=m的光滑圆弧轨道分别相切于D点和G点,GH与水平面的夹角θ=37°.过G点、垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度B=1.25T;过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场,电场方向水平向右,电场强度E=1×104N/C.小物体P1质量m=2×10-3kg、电荷量q=+8×10-6C,受到水平向右的推力F=9.98×10-3N的作用,沿CD向右做匀速直线运动,到达D点后撤去推力.当P1到达倾斜轨道底端G点时,不带电的小物体P2在GH顶端静止释放,经过时间t=0.1 s 与P1相遇.P1和P2与轨道CD、GH间的动摩擦因数均为μ=0.5,取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,物体电荷量保持不变,不计空气阻力.求:(1)小物体P1在水平轨道CD上运动速度v的大小;(2)倾斜轨道GH的长度s.答案解析1.【答案】D【解析】由于负电荷受到的电场力是变力,加速度是变化的,所以A错;由等量正电荷的电场分布知道,在两电荷ac连线的中垂线bd的交点O点的电势最高,所以从b到a,电势是先增大后减小,故B错;由于只有电场力做功,所以只有电势能与动能的相互转化,故电势能与机械能之和守恒,C错;由b到O电场力做正功,电势能减小,由O到d电场力做负功,电势能增加,D对.2.【答案】D【解析】正点电荷q由静止释放,如果电场线为直线,点电荷将沿电场线运动,但如果电场线是曲线,点电荷一定不沿电场线运动(因为如果沿电场线运动,其速度方向与受力方向重合,不符合曲线运动的条件),故A选项不正确;由于点电荷做曲线运动时,其速度方向与电场力方向不再一致(初始时刻除外),故B选项不正确;而点电荷的加速度方向,也即点电荷所受电场力方向必与所在点电场强度方向一致,即与所在点的电场线的切线方向一致,故C项错误,D项正确.3.【答案】A【解析】电容器的两极板与电源相连,可知极板间电压恒定,有金属板存在时,板间电场强度为E1=,此时带电粒子静止,可知mg=qE1,把金属板从电容器中抽出后,板间电场强度为E2=,此时粒子加速度为a=,联立可得a=g,A正确.4.【答案】B【解析】根据顺着电场线方向电势降低可知,0~2 mm内,电场线沿x轴负方向,粒子所受的电场力方向沿x轴正方向;在2~6 mm内电场线沿x轴正方向,粒子所受的电场力方向沿x负方向做减速运动,加速度沿x轴负方向;因为φ-x图象的斜率大小等于场强E.则知P点的场强大于Q 点的场强,则粒子在P点的加速度大于在Q点的加速度,加速度方向相反,故A错误;粒子经过P点与Q点时,电势相等,则其电势能相等,由能量守恒知动能相等,故B正确;粒子经过P点与Q点时,速率相等,但电场力不同,则根据功率公式P=Fv,可知电场力做功的功率不等,故C 错误;在P点,根据电势能公式E p=qφ,因为q<0,φ>0,所以E p<0,故D错误.5.【答案】B【解析】正电荷从a点移到b点时,电场力对电荷做负功W,电势能增加,电荷在a点电势能较b点小,选项A错误;a点电势比b点低,故B正确.当a、b两点在同一电场线上时,U=Ed.本题a、b是否在同一电场线上不确定,则U大小不一定为等于Ed,故C错误.电荷从a移动到b,克服电场力做功W,根据电势差的定义Uab=,选项D错误.6.【答案】B【解析】电场强度等于试探电荷所受电场力与电荷量的比值,但电场强度E并不跟F成正比,跟q 成反比,而F、q无关,E由电场本身决定.故A错误.在电场中的同一点,电场强度E是一定的,则无论试探电荷所带的电量如何变化,F/q始终不变,故B正确.同一电荷在电场中某点所受的电场力大,该点的场强不一定强还与该电荷的电荷量大小有关,故C错误.电场对不带电的小球没有电场力作用,不带电的小球在P点受到的电场力为零,P点的场强可能为零,也可能不为零,故D错误.7.【答案】D【解析】由于在匀强电场中,电势均匀的变化,因此φD==5 V,因此AD为等势面,电场线与等势面垂直,由电势高的点指向电势低的位置,如图所示A、B错误;根据三角形的边角关系,可知AC=L,CF=AC sin30°=L,而C、F间电势差为10 V,根据E=可知,E==V/m,C错误,D正确.8.【答案】C【解析】两球整体分析,如图所示,根据平衡条件可知,q1E>q2E,即q1>q2,而两球的质量无法比较其大小,故C正确,A、B、D错误.9.【答案】C【解析】由题,两个电荷都做类平抛运动,竖直方向做匀加速运动,其加速度为a=,竖直位移为y=at2=,由图看出,相遇时,M的竖直位移大于N的竖直位移,而M、E、t相等,则得到,M的比荷大于N的比荷,M的加速度大于N的加速度,故A、B错误;由于m相等,则上分析知,M受到的电场力大于N受到的电场力,而电场力在竖直方向上,M的竖直位移大于N的竖直位移,所以从两电荷进入电场到两电荷相遇,电场力对M做的功大于电场力对N做的功,故C 正确;水平方向两电荷都做匀速直线运动,则有x=v0t,t相等,而M的水平位移大于N的水平位移,所以M的初速度大于N的初速度,故D错误.10.【答案】D【解析】曲线运动合力在轨迹的凹侧,可判断带电粒子始终受到斥力的作用,即在积靠近过程中电场力做负功,远离过程中做正功,A、B错误;从a→b→c的全过程中,在ab段电场力做负功,电势能增加;在bc段电场力做正功,电势能减少,从c→b→a的全过程中,完全相反,C错误;在ac或ca全过程中Uac=0,电场力不做功,电势能不发生变化,D正确.11.【答案】C【解析】由题,将两个带正电的试探电荷q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做功,则知Q与两个试探电荷之间存在引力,说明Q带负电,电场线方向从无穷远处指向Q,则A点电势小于B点电势,故A错误.由点电荷场强公式E=k分析可知,A点的场强大于B点的场强,故B 错误.由图分析可知:A与无穷远间的电势差大于B与无穷远间的电势差,将q1,q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等,根据电场力做功公式W=qU,得知,q1的电荷量小于q2的电荷量,故C正确.将q1,q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等,两个试探电荷电势能的变化量相等,无穷远处电势能为零,则q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能,故D错误.12.【答案】D【解析】设三角形边长为a,由几何知识可知,BD=a·cos30°·=a,以B为研究对象,由平衡条件可知,cos30°×2=,解得:=,D正确.13.【答案】×103,由B指向A【解析】电势在匀强电场中沿直线方向均匀减小,可知AB连线的中点D的电势为20 V,连接CD,CD为电场中一条等势线,根据几何知识可知AB垂直CD,所以电场方向由B指向A,根据公式E ==×103V/m14.【答案】a=【解析】由几何关系可得,D是AB线段的中点,OD是AB线段的中垂线,故BO=AO,故AB在同一等势面上,所以,q由A到B的过程中电场中电场力作功为零;根据动能定理,有mgL=mv,解得v B=;根据几何关系可得OD=BO=L,设O点带电体的电荷量为Q,则根据库仑定律可得:在D点的库仑力为F=k=4k,在B点,电荷q受重力、电场力和支持力,在平行AB杆的方向,在B点受的库仑力为F′=k=F,方向水平向左,以AB轴和垂直AB方向建立坐标轴,根据正交分解可得:cos30°+mg sin30°=ma,解得a=15.【答案】9450【解析】(1)根据匀强电场分布电势特点可知AC连线中点电势与BD连线中点电势相等,且电势大小为两端点电势和的一半,即φA+φC=φB+φD,则φD=9 V;(2)连接A、C,用E、F将AC三等分,可知F点电势为3 V,连接BF,则BF为等势线.作AG┴BF,则AG为电场线.现求BF长度.由余弦定理得BF==.又由于△ABF面积为△ABC的,则=×(2×2),得AG=UAG=E×AG解得E=450V.16.【答案】(1)0.5 s(2)3.2×105N/C(3)不同意【解析】(1)设小物体离开桌子边缘B点后经过时间t落地,则h=gt2得t==s=0.5 s(2)(4分)设小物体离开桌子边缘B点时的速度为v B,则v B==m/s=2 m/s根据动能定理,有-qEs=mv-mv得E==N/C=3.2×105N/C(3)不同意.要使水平射程加倍,必须使B点水平速度加倍,即v B′=2v B=4 m/s根据动能定理,有-Es=mv-mv解得v A′==m/s=4m/s≈5.66 m/s≠v A所以说该同学认为应使小物体的小物体带电量减半的想法是错误的.17.【答案】(1)0.9d0(2)当d≤0.9d0时,η-100%当d>0.9d0时,η=0.812(3)ΔM/Δt=η=0.81nmbv0,图线见解析【解析】(1)收集效率η为81%,即离下板0.81d0的尘埃恰好到达下板的右端边缘,设高压电源的电压为U,在水平方向有L=v0t△,在竖直方向有0.81d0=at2△,其中a===△,当减少两板间距时,能够增大电场强度,提高装置对尘埃的收集效率.收集效率恰好为100%时,两板间距为d m.如果进一步减少d,收集效率仍为100%.因此在水平方向有L=v0t△,在竖直方向有d m=a′t2△,其中a′===△,联立可得d m=0.9d0△(2)通过前面的求解可知,当d≤0.9d0时,收集效率η为100%△,当d>0.9d0时,设距下板x处的尘埃恰好到达下板的右端边缘,此时有x=·2△,根据题意,收集效率为η=△,联立可得η=0.812△(3)稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量ΔM/Δt=ηnmbdv0△,当d≤0.9d0时,η=1△,因此ΔM/Δt=nmbdv0,当d>0.9d0时,η=0.812,因此ΔM/Δt=η=0.81nmbv0△,绘出的图线如下:18.【答案】(1)4 m/s(2)0.56 m【解析】(1)设小物体P1在匀强磁场中运动的速度为v,受到向上的洛伦兹力为F1,受到的摩擦力为f,则F1=qvB△f=μ(mg-F1)△由题意,水平方向合力为零F-f=0△联立△△△式,代入数据解得v=4 m/s△(2)设P1在G点的速度大小为v G,由于洛伦兹力不做功,根据动能定理qEr sinθ-mgr(1-cosθ)=mv-mv2△P1在GH上运动,受到重力、电场力和摩擦力的作用,设加速度为a1,根据牛顿第二定律qE cosθ-mg sinθ-μ(mg cosθ+qE sinθ)=ma1△P1与P2在GH上相遇时,设P1在GH上运动的距离为s1,则s1=v G t+a1t2△设P2质量为m2,在GH上运动的加速度为a2,则m2g sinθ-μm2g cosθ=m2a2△P1与P2在GH上相遇时,设P2在GH上运动的距离为s2,则s2=a2t2△又s=s1+s2△联立△~△式,代入数据得s=0.56 m。
静电场检测题一、单选题1.如图所示,实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹.粒子先经过M 点,再经过N 点,以下说法正确的是( )A .粒子在N 点的加速度大于在M 点的加速度B .该带电粒子应该带负电C .M 点的电势低于N 点的电势D .粒子在M 点的电势能小于在N 点的电势能2.如图所示,a 、b 、c 、d 、e 、f 是以O 为球心的球面上的点,平面aecf 与平面bedf 垂直,分别在b 、d 两点处放有等量同种点电荷+Q ,取无穷远处电势为零,则下列说法正确的是( )A .a 、e 、c 、f 四点电场强度相同B .a 、e 、c 、f 四点电势不同C .电子沿球面曲线a →e →c 运动过程中,电场力先做正功后做负功D .电子沿直线由a →O →c 运动过程中,电势能先减少后增加3.如图所示,在空间中存在竖直向上的匀强电场,质量为m 、电荷量为+q 的物块从A 点由静止开始下落,加速度为13g ,下落高度H 到B 点后与一轻弹簧接触,又下落 h 后到达最低点C ,整个过程中不计空气阻力,且弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g ,则带电物块在由A 点运动到C 点过程中,下列说法正确的是( )A .该匀强电场的电场强度为mg3qB .带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为mg (H +h )3C .带电物块电势能的增加量为mg (H +h )D .弹簧的弹性势能的增加量为mg (H +h )34.直角坐标系xOy 中,M 、N 两点位于x 轴上,G 、H 两点坐标如图所示.M 、N 两点各固定一负点电荷,一电荷量为Q 的正点电荷置于O 点时,G 点处的电场强度恰好为零.静电力常量用k 表示.若将该正点电荷移到G 点,则H 点处场强的大小和方向分别为( )A.3kQ4a 2,沿y 轴正向 B.3kQ4a 2,沿y 轴负向 C.5kQ4a2,沿y 轴正向 D.5kQ4a2,沿y 轴负向 5.竖直平面内有一匀强电场,电场方向与x 轴负方向成37°角,x 轴上各点的电势随坐标x 的变化规律如图所示.现有一带负电小球以初速度0.5 m/s 从x =-1 cm 的P 处沿直线运动到x =2 cm 的Q 处,已知小球的质量为3×10-4 kg ,取g =10 m/s 2,则( )A .匀强电场的场强大小为400 V/mB .带电小球的电荷量大小为1×10-5 CC .带电小球从P 点运动到Q 点的过程中的加速度大小为40 m/s 2D .带电小球运动到Q 点时动能可能为06.如图甲所示,一带正电的小球用绝缘细线悬挂在竖直向上的、范围足够大的匀强电场中,某时刻剪断细线,小球开始向下运动,通过传感器得到小球的加速度随下行速度变化的图象如图乙所示.已知小球质量为m ,重力加速度为g ,空气阻力不能忽略.下列说法正确的是( )A .小球运动的速度一直增大B .小球先做匀加速运动后做匀速运动C .小球刚开始运动时的加速度大小a 0=gD .小球运动过程中受到的空气阻力与速度大小成正比7.如图所示,矩形区域ABCD 内存在竖直向下的匀强电场,两个带正电的粒子a 和b 以相同的水平速度射入电场,粒子a 由顶点A 射入,从BC 的中点P 射出,粒子b 由AB 的中点O 射入,从顶点C 射出.若不计重力,则a 和b 的比荷(带电荷量与质量的比值)之比是( )A .1∶2B .2∶1C .1∶8D .8∶18.如图所示,在水平向右的匀强电场中,质量为m 的带电小球,以初速度v 从M 点竖直向上运动,通过N 点时,速度大小为2v ,方向与电场方向相反,则小球从M 运动到N 的过程( )A .动能增加12m v 2B .机械能增加2m v 2C .重力势能增加32m v 2D .电势能增加2m v 29.如图甲所示,两水平平行金属板A 、B 间距为d ,在两板右侧装有荧光屏MN (绝缘),O 为其中点.在两板A 、B 上加上如图乙所示的电压,电压最大值为U 0.现有一束带正电的离子(比荷为k ),从两板左侧中点以水平初速度v 0连续不断地射入两板间的电场中,所有离子均能打到荧光屏MN 上,已知金属板长L =2v 0t 0,忽略离子间相互作用和荧光屏MN 的影响,则在荧光屏上出现亮线的长度为( )A .kdU 0t 02B.kU 0t 022dC.kU 0t 02dD.3kU 0t 022d二.多选题10.如图所示,把A 、B 两个相同的导电小球分别用长为0.10 m 的绝缘细线悬挂于O A 和O B 两点.用丝绸摩擦过的玻璃棒与A 球接触,棒移开后将悬点O B 移到O A 点固定.两球接触后分开,平衡时距离为0.12 m .已测得每个小球质量是8.0×10-4 kg ,带电小球可视为点电荷,重力加速度g =10 m/s 2,静电力常量k =9.0×109 N·m 2/C 2,则( )A .两球所带电荷量相等B .A 球所受的电场力为1.0×10-2 N C .B 球所带的电荷量为46×10-8 C D .A 、B 两球连线中点处的电场强度为011.电场线能直观、方便地反映电场的分布情况.如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线,图乙是电场中的一些点;O 是电荷连线的中点,E 、F 是连线中垂线上关于O 对称的两点,B 、C 和A 、D 是两电荷连线上关于O 对称的两点.则( )A .E 、F 两点场强相同B .A 、D 两点场强不同C .B 、O 、C 三点中,O 点场强最小D .从E 点向O 点运动的电子加速度逐渐减小12.如图所示,四个带电荷量绝对值相等的点电荷分别固定在竖直平面内某一正方形的四个顶点上,A 、B 、C 、D 四个点分别为对应的四条边的中点,现有某一带正电的试探电荷在四个电荷产生的电场中运动,下列说法正确的是()A.D点的电势小于A点的电势B.D点的电势小于C点的电势C.试探电荷仅在电场力作用下从A点沿AC运动到C点,其加速度逐渐增大D.直线BD所在的水平面为等势面13.某电场的等势面如图所示,图中a、b、c、d、e为电场中的5个点,则()A.一正电荷从b点运动到e点,电场力做正功B.一电子从a点运动到d点,电场力做功为4 eVC.b点电场强度垂直于该点所在等势面,方向向右D.a、b、c、d四个点中,b点的电场强度大小最大14.如图,圆心为O的圆处于匀强电场中,电场方向与圆平面平行,ab和cd为该圆直径.将电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点,电场力做功为2W(W>0);若将该粒子从c点移动到d点,电场力做功为W.下列说法正确的是()A.该匀强电场的场强方向与ab平行B.将该粒子从d点移动到b点,电场力做功为0.5WC.a点电势低于c点电势D.若只受电场力,从d点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动15.一带正电微粒只在电场力作用下沿x轴正方向运动,其电势能随位移x变化的关系如图所示,其中O~x1段是曲线,x1~x2段是平行于x轴的直线,x2~x3段是倾斜直线,则下列说法正确的是()A .O ~x 1段电势逐渐升高B .O ~x 1段微粒做加速度逐渐减小的加速运动C .x 1~x 2段电场强度为零D .x 2~x 3段的电势沿x 轴均匀减小16.如图所示,平行板电容器与电动势为E 的直流电源连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,可忽略,开关闭合,稳定时一带电的油滴静止于两极板间的P 点,若断开开关K ,将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离,则下列说法正确的是( )A .静电计指针的张角变小B .P 点电势升高C .带电油滴向上运动D .带电油滴的电势能不变17.如图所示,竖直平面内有固定的半径为R 的光滑绝缘圆形轨道,匀强电场的方向平行于轨道平面水平向左,P 、Q 分别为轨道上的最高点、最低点,M 、N 是轨道上与圆心O 等高的点.质量为m 、电荷量为q 的带正电小球(可视为质点)在轨道内运动,已知重力加速度为g ,电场强度E =3mg4q,要使小球能沿轨道做完整的圆周运动,则下列说法正确的是( )A .小球在轨道上运动时,动能最小的位置,电势能最大B .小球在轨道上运动时,机械能最大的位置一定在M 点C .小球过Q 、P 点时所受轨道弹力大小的差值为6mgD .小球过Q 、P 点时所受轨道弹力大小的差值为7.5mg三.实验题18.电流传感器可以测量电流,它的反应非常快,可以捕捉到瞬间的电流变化;将它与计算机相连还能用计算机显示出电流随时间变化的i -t 图象,图甲所示的电路中:直流电源电动势为8 V ,内阻可忽略;C 为电容器,先将单刀双掷开关S 与1相连,电源向电容器充电,这个过程可在短时间内完成;然后把开关S与2相连,电容器通过电阻R放电,传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的i-t图象如图乙所示,(下列结果均保留两位有效数字)(1)根据i-t图象可估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量为________ C;(2)通过实验数据,计算出电容器的电容为________ F;(3)如果不改变电路其他参数,只减小电阻R,充电时i-t曲线与横轴所围成的面积将________(填“增大”“不变”或“变小”);充电时间将________(填“变长”“不变”或“变短”).四.计算题19.如图所示,虚线左侧有一场强为E1=E的匀强电场,在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L,电场强度为E2=2E的匀强电场,在虚线PQ右侧相距为L处有一与电场E2平行的屏.现将一电子(电荷量e,质量为m)无初速度放入电场E1中的A点,最后打在右侧的屏上,AO连线与屏垂直,垂足为O,求:(1)电子从释放到打到屏上所用的时间;(2)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值;(3)电子打到屏上的点B到O点的距离.20.如图所示,一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置,圆轨道最低点B点与一条水平轨道相连,轨道是光滑的,轨道所在空间存在水平向右、场强为E的匀强电场,从水平轨道上的A 点由静止释放一质量为m带正电的小球,设A、B间的距离为s.已知小球受到的电场力大小等于小球重力的34倍,C 点为圆形轨道上与圆心O 的等高点.(重力加速度为g )(1)若s =2R ,求小球运动到C 点时对轨道的压力大小; (2)为使小球刚好在圆轨道内完成圆周运动,求s 的值21.如图所示,一质量M =1kg 的绝缘长木板静止于水平地面上,在距其最左端L =1m 处存在宽度d =2m ,方向竖直向下的匀强电场区域,电场强度E =300N/C .一质量m =1kg 、带电量215q C =+的物块放在长木板的最左端,物块在F =10N 的水平向右恒力作用下从静止开始运动,在物块刚离开电场右边界时撤去外力F ,物块最终未从长木板末端滑离。
(人教版-第一轮)及答案:单元评估检测6静电场(40分钟 100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分每小题至少一个答案正确,选不全得4分)1如图所示,在粗糙绝缘的水平面上有一物体A带正电,另一带正电的点电荷B在外力作用下沿着以A为圆心的圆弧由P到Q缓慢地从A的上方经过,若此过程中A始终静止,A、B两物体可视为质点且只考虑它们之间的库仑力作用则下列说法正确的是( )A物体A受到地面的支持力先增大后减小B物体A受到地面的支持力保持不变物体A受到地面的摩擦力先减小后增大D库仑力对点电荷B先做正功后做负功2点电荷A和B,分别带正电和负电,电量分别为4Q和Q,在AB连线上,如图所示,电场强度为零的地方在( )AA和B之间BA右侧B左侧DA的右侧及B的左侧3真空中有一半径为r0的带电金属球壳,通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图,r表示该直线上某点到球心的距离,r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离下列说法中正确的是( )AA点的电势低于B点的电势[]BA点的电场强度方向由A指向BA点的电场强度小于B点的电场强度D正电荷沿直线从A移到B的过程中,电场力做负功4如图所示,平行板电容器的一个极板与滑动变阻器的滑片相连接电子以速度v0垂直于电场线方向射入并穿过平行板间的电场在保证电子还能穿出平行板间电场的情况下,若使滑动变阻器的滑片上移,则关于电容器极板上所带电荷量Q和电子穿过平行板所需的时间的说法中,正确的是( )A电荷量Q增大,时间也增大B电荷量Q不变,时间增大电荷量Q增大,时间不变D电荷量Q不变,时间也不变5(2012·桂林模拟)空间存在甲、乙两相邻的金属球,甲球带正电,乙球原不带电,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,、D两点关于直线AB对称,则( )AA点和B点的电势相同B点和D点的电场强度相同正电荷从A点移至B点,电场力做正功D负电荷从点沿直线D移至D点,电势能先增大后减小6静电计是在验电器的基础上制成的,用其指针张角的大小定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小如图所示,A、B是平行板电容器的两个金属板,G为静电计开始时开关S闭合,静电计指针张开一定角度,为了使指针张开的角度增大些,下列采取的措施可行的是( )A断开开关S后,将A、B两极板分开些B保持开关S闭合,将A、B两极板分开些保持开关S闭合,将A、B两极板靠近些D保持开关S闭合,将变阻器滑动触头向右移动7如图所示,两平行金属板间有一匀强电场,板长为l,板间距离为d,在板右端l处有一竖直放置的荧光屏M一带电量为q、质量为的粒子从两极板中央射入板间,最后垂直打在M屏上,则下列结论正确的是( )A板间电场强度大小为g/qB板间电场强度大小为2g/q粒子在板间运动的时间跟它从板的右端运动到光屏的时间相等D粒子在板间运动的时间大于它从板的右端运动到光屏的时间8(2012·镇江模拟)、b、c、d四个带电液滴在如图所示的匀强电场中,分别水平向左、水平向右、竖直向上、竖直向下做匀速直线运动,可知( )A、b为同种电荷,c、d为异种电荷B、b的电势能、机械能均不变c的电势能减少,机械能增加Dd的电势能减少,机械能减少9如图所示,光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P,将另一个带电小物块Q在斜面的某位置由静止释放,它将沿斜面向上运动设斜面足够长,则在Q向上运动过程中( )A物块Q的动能一直增大B物块Q的电势能一直增大物块P、Q的重力势能和电势能之和一直增大D物块Q的机械能一直增大10如图所示,水平放置的平行板电容器与一直流电相连,在两板中央有一带电液滴处于静止状态现通过瞬间平移和缓慢平移两种方法将A板移到图中虚线位置下列关于带电液滴运动的说法中正确的是( )A上述两种方法中,液滴都向B板做匀加速直线运动B采用瞬间平移的方法,液滴运动到B板经历的时间短采用缓慢平移的方法,液滴运动到B板时速度大D采用缓慢平移的方法,液滴运动到B板过程中电场力做功多二、计算题(本大题共2小题,共30分,要有必要的文字说明和解题步骤,有值计算的要注明单位)11(14分)如图所示,在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方高度的P点,固定电荷量为+Q的点电荷一质量为、带电荷量为+q的物块(可视为质点),从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动,当运动到P点正下方B点时速度为v已知点电荷产生的电场在A点的电势为φ(取无穷远处电势为零),PA 连线与水平轨道的夹角为60°,试求:(1)物块在A点时受到的轨道的支持力大小(2)点电荷+Q产生的电场在B点的电势大小12(2012·温州模拟)(16分)如图甲所示,边长为L的正方形区域ABD 内有竖直向下的匀强电场,电场强度为E,与区域边界B相距L处竖直放置足够大的荧光屏,荧光屏与AB延长线交于O点现有一质量为,电荷量为+q的粒子从A点沿AB方向以一定的初速度进入电场,恰好从B边的中点P飞出,不计粒子重力(1)求粒子进入电场前的初速度的大小(2)其他条件不变,增大电场强度使粒子恰好能从D 边的中点Q 飞出,求粒子从Q 点飞出时的动能(3)现将电场分成AEFD 和EBF 相同的两部分,并将EBF 向右平移一段距离(≤L),如图乙所示设粒子打在荧光屏上位置与O 点相距y ,请求出y 与的关系答案解析1【解析】选A 、点电荷B 沿以A 为圆心的圆弧运动时,它们间的库仑力F 的大小不变,间距不变,故库仑力对点电荷B 不做功,D 错误;设库仑力与竖直方向间夹角为θ,则A AN f F mg Fcos F Fsin =+θ=θ,,随θ先减小后增大,A N F 先增大后减小,Af F 先减小后增大,故A 、均正确,B 错误2【解析】选根据点电荷周围场强公式2Q E k r=以及场强的方向规定,可以确定出AB 连线上B 点左侧、BA 之间以及A 点右侧场强的大小和方向情况,可知BA 之间合场强向左,A 点右侧合场强向右,只有B 点左侧某一位置电场强度可为零,故选3【解析】选B 由图可以看出,沿A 、B 方向电势降低,电场方向由A 指向B ,A B ϕ>ϕ,A 错误,B 正确;由图可知A 点电势降低较快,故有E A >E B ,错误;由W AB =U AB ·q ,U AB >0,q>0可知,W AB >0,即电场力做正功,D 错误【变式备选】(2011·上海高考)两个等量异种点电荷位于轴上,相对原点对称分布,正确描述电势φ随位置变规律的是图( )【解析】选A 等量异种点电荷的电场线分布如图所示正、负电荷在连线中点处产生的电势一正一负,故此处即坐标原点处的总电势为零又沿电场线方向电势逐渐降低,因此,在坐标原点左侧,各点的电势都大于零;在坐标原点右侧,各点的电势都小于零,正电荷处电势最高,负电荷处电势最低,无穷远处的电势为零因此,选项A 正确4【解析】选滑动变阻器的滑片上移,电容器两板间电压U 增大,由Q=U 可知,电容器带电量Q 增大,而电子穿过板间的时间0t v l ,与板间电压无关,故时间不变,正确5【解析】选由题图可知,A 、B 两点不在同一等势面上,电势不相同,A 错误;由对称性可知,、D 两点的电场强度方向不同,B 错误;由W AB =U AB ·q ,U AB >0,q>0可知,W AB >0,正确;沿D 直线,由到D ,电势先增大后减小,故负电荷由沿直线D 移至D 点,电势能先减小后增大,D 错误6【解析】选A 要使静电计的指针张开角度增大些,必须使静电计金属球和外壳之间的电势差增大,断开开关S 后,将A 、B 两极板分开些,电容器的带电量不变,电容减小,电势差增大,A 正确;保持开关S 闭合,将A 、B 两极板分开或靠近些,静电计金属球和外壳之间的电势差不变,B 、错误;保持开关S 闭合,将滑动变阻器滑动触头向右或向左移动,静电计金属球和外壳之间的电势差不变,D 错误 7【解析】选B 、粒子无论在板间还是在板右侧与光屏之间,水平方向始终做匀速直线运动,由0t v =l 可知,粒子在板间运动的时间跟它从板右端运动到光屏的时间相等,正确,D 错误;因粒子垂直打在屏上,且粒子在板右端到屏之间具有竖直向下的加速度g 粒子出电场时具有竖直向上的速度分量y Eq mg v t m-=,到达屏时竖直速度分量为0,故有v y -g=0,由以上两式可解得:2mg E q=,B 正确,A 错误 8【解析】选B 、因四个带电液滴均做匀速直线运动,必有Eq=g ,故四个带电液滴均带正电荷,A 错误;对、b 液滴,电场力和重力均不做功,故其电势能和机械能均不变,B 正确;电场力对c 液滴做正功,c 的电势能减少,机械能增加,正确;电场力对d 液滴做负功,d 的电势能增加,机械能减少,故D 错误9【解析】选D 由F 库-g θ=可知,物块沿斜面的加速度先向上逐渐减小,再沿斜面向下,逐渐增大,其速度先增大后减小,故物块Q 的动能先增大再减小,A 错误;因电场力始终做正功,故电势能一直减小,物块Q 的机械能一直增大,B 错误,D 正确;因只有电场力、重力做功,物块的电势能、重力势能、动能之和守恒,又知动能先增大后减小,故重力势能和电势能之和先减小后增大,错误【总结提升】电场中功能关系的应用(1)若只有电场力做功,电荷的电势能与动能相互转,两者之和守恒(2)若只有电场力和重力做功,电荷的电势能、重力势能与动能相互转,其总和守恒[](3)电场力做功与电荷电势能的变相对应,电场力做正功,电势能减少,电场力做负功,电势能增加(4)合外力对电荷所做的总功等于电荷动能的增量10【解析】选B 瞬间平移使带电液滴加速度突然增大立即做匀加速运动,而缓慢平移至虚线位置这一阶段,带电液滴电场力缓慢增大,加速度也缓慢增大,到达虚线位置以后才开始做匀加速运动,所以瞬间平移使带电液滴到达B 板的时间短,做功多,速度大,故答案为B 11【解题指南】解答本题时应注意以下两点:[](1)物块在A 点竖直方向加速度为零(2)物块由A 到B 的过程中,只有电场力做功【解析】(1)物块在A 点受重力、电场力、支持力分解电场力, 由竖直方向受力平衡得[XXK]N 2Qq F mg k sin600r --︒=①(4分)hr sin60=︒ ②(2分)由①②得N F mg =+(2分)(2)从A 运动到P 点正下方B 点的过程中,由动能定得22011qU mv mv 22-=-,(2分)又因为U=φB -φ,(2分) 由以上两式解得22B 0m(v v )2q ϕ=-+ϕ(2分)答案:(1) mg (2) ()220m v v 2q ϕ+-12【解析】(1)粒子在电场内做类平抛运动,水平方向:L=v 0,竖直方向:2L 1Eqt 22m =⨯⨯,得0v =(4分)[XXK](2)其他条件不变,增大电场强度,从D 边中点Q 飞出与从B 边中点P 飞出相比,水平位移减半,竖直位移加倍,根据类平抛运动知识201y at x v t 2==,,则加速度为原8倍,电场强度为原8倍,电场力做功为W 1=8EqL (2分)粒子从D 边中点Q 飞出时的动能12k 01117E mv W EqL 22=+= (3分)(3)将EBF 向右平移一段距离,粒子在电场中的类平抛运动分成两部分,在无电场区域做匀速直线运动,轨迹如图所示,y10v 1tan v 2θ== (v y 为出电场AEFD 时竖直方向的速率)(1分)11x y xtan 2=θ= (2分)y 20v tan 1v 'θ== (v y ′为出电场EBF 时竖直方向的速率)(1分)y 2=(L-)θ2=L-(2分)1231y y y L /2L x 22=++=- (1分)答案:(2) 17EqL2(3) 31y L x22=-。
静电场单元检测(限时:120分钟)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.其中1~8题为单选,9~12题为多选)1.如图所示,在M、N处固定着两个等量异种点电荷,在它们的连线上有A、B两点,已知MA=AB=BN。
下列说法中正确的是()A.A、B两点场强相同B.A、B两点电势相等C.将一正电荷从A点移到B点,电场力做负功D.负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能2.直线ab是电场中的一条电场线,从a点无初速度释放一电子,电子仅在电场力作用下,沿直线从a点运动到b点,其电势能E p随位移x变化的规律如图乙所示。
设a、b 两点的电场强度分别为E a和E b,电势分别为φa和φb。
则()甲乙A.E a=E b B.E a<E b C.φa<φb D.φa>φb3.示波器是一种多功能电学仪器,它是由加速电场和偏转电场组成。
如图所示,电子在电压为U1的电场中由静止开始加速,然后射入电压为U2的平行金属板间的电场中,入射方向与极板平行,在满足电子能射出平行电场区域的条件下,下述情况一定能使电子偏转角度θ变大的是()A.U1变大,U2变大B.U1变小,U2变大C.U1变大,U2变小D.U1变小,U2变小4.一个初动能为E k的带电粒子,以速度v沿垂直电场强度方向飞入两块平行金属板间(带等量异号电荷且正对放置),飞出时粒子动能为2E k,如果这个带电粒子的初速度增加到原来的2倍,仍从原位置沿原方向射入,不计重力,那么该粒子飞出两平行金属板间时的动能为()A.4E k B.4.25E k C.6E k D.9.5E k5.在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场,质量为m的带电小球由MN 上方的A点以一定初速度水平抛出,从B点进入电场,到达C点时速度方向恰好水平,A、B、C三点在同一直线上,且AB=2BC,如图所示。
由此可见()A.电场力为2mgB.小球带正电C.小球从A到B与从B到C的运动时间相等D.小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等6.两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示,其中A、N两点的电势均为零,ND段中的C点电势最低,不计重力,则()A.A、N点的电场强度大小为零B.将一正点电荷放在N点由静止释放,它将一直做加速运动C.N、C间场强方向沿x轴正方向D.将一负点电荷从N点移动到D点,电场力先做正功后做负功7.如图所示,有两个质量均为m,带等量正、负电荷的小球P、Q,Q被固定在倾角为α的光滑直角斜面的竖直面上,当小球P被放置在与小球Q同一竖直面内且等高位置的斜面上时,P恰好静止,此时它们之间的距离为L,则下列说法正确的是()A.将球Q下移一小段距离,球P仍可能静止B.由题设条件能算出小球P、Q所带的电荷量C.将球Q沿水平线向左移一小段距离,球P将沿斜面向上移动D.先设法使球P静止,将球Q置于斜面顶端后,再释放球P,球P不能沿斜面下滑8.如图所示,用长L=0.50 m的绝缘轻质细线,把一个质量m=1.0 g 带电小球悬挂在均匀带等量异种电荷的平行金属板之间,平行金属板间的距离d=5.0 cm,两板间电压U=1.0×103V。
第一章《静电场》测试j一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.下列说法正确的是()A.若电荷在电场中某点受到的电场力大,则该点的电场强度就大B.负电荷受到的电场力的方向跟电场强度的方向相反C.电场强度的方向总跟电场力的方向一致D.在匀强电场中,不同的带电粒子受到的电场力一定相同2. 一个正点电荷Q静止在正方形的一个顶点上,另一个带电质点射入该区域时,仅受电场力的作用恰好能依次经过正方形的另外三个顶点a、b、c,如图所示,则有()A.质点在a、b、c三处的加速度大小之比是L 2: 1B.质点由a到b电势能减小,由b到c电场力做负功,在b点动能最小C. a、b、c二点电势图低及电场强度大小的关系是p.=佚 > 务,E. = E f = 2E bD.若改变带电质点在a处的速度大小和方向,有可能使其在该电场中做类平抛运动3.某电场的电场线如图所示,则A和B两点电场强度的大小关系是(A. E A>E BB. E A<E BC. E A=E3D.无法判断4.在静电场中()A.电场处处为零的区域内,电势也一定处处为零B.电场强度处处相同的区域内,电势也一定处处相同C.电场强度的方向总是跟等势而垂直的D.如果是负点荷产生的电场,沿着电场强度的方向,电势升高 5.如图所示,图中虚线为某静电场中的等差等势线,实线为某带电粒子在该静电场中运动的轨迹,a、b、c为粒子运动轨迹与等势线的交点,粒子只受电场力作用,则下列说法正确的是()A.粒子一定带正电B.粒子在a点和在c点的加速度相同C.粒子在a、c间运动过程中动能先减小后增大D.粒子在a点的电势能比在b点的电势能大6.如图所示,绝缘细线上端固定,下端悬挂一轻质小球a, a的表面镀有铝膜,在a的近旁有一金属球人开始时a、b都不带电,现使》带电,则()A. a、b之间不发生相互作用B. b立即把a排斥开C. b将吸引a,吸住后不放开D. b先吸引a,接触后又把a排斥开7.关于电场,下列说法中正确的是()A.电场并不是客观存在的物质8.描述电场的电场线是客观存在的C.电场对放入其中的电荷有力的作用D.电荷在电场中某点所受的电场力的方向为该处的场强方向8.将两个异种点电荷间距增大时,下列说法正确的是()A.电场力作正功,电势能增加B.电场力作负功,电势能增加C.电场力作正功,电势能减小D.电场力作负功,电势能减小9.真空中有两个等量异号点电荷,电量均为q,相距为r,设静电力常量为k,则在两个点电荷连线中点处,电场强度的大小和方向是()A •,,指向正电荷B , , ,指向负电荷广厂C. 婆,指向正电荷D.吗,指向负电荷r r10.在如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑动片向下移动时,关于电灯L的亮度及电容器C所带电量Q的变化判断正确的是()A. L 变暗,Q 增大B. L 变暗,Q 减小C. L 变亮,Q 增大D. L 变亮,Q 减小11.为了研究PM2. 5的相关性质,实验中让一带电PM2. 5颗粒(重力不计),垂直射入 正交的匀强电场和磁场区域,如图所示,其中M 、N 为正对的平行带电金属板,结果它 恰能沿直线运动。
静电场单元检测(限时:120分钟)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.其中1~8题为单选,9~12题为多选)1.如图所示,在M、N处固定着两个等量异种点电荷,在它们的连线上有A、B两点,已知MA=AB=BN。
下列说法中正确的是()A.A、B两点场强相同B.A、B两点电势相等C.将一正电荷从A点移到B点,电场力做负功D.负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能2.直线ab是电场中的一条电场线,从a点无初速度释放一电子,电子仅在电场力作用下,沿直线从a点运动到b点,其电势能E p随位移x变化的规律如图乙所示。
设a、b 两点的电场强度分别为E a和E b,电势分别为φa和φb。
则()甲乙A.E a=E b B.E a<E b C.φa<φb D.φa>φb3.示波器是一种多功能电学仪器,它是由加速电场和偏转电场组成。
如图所示,电子在电压为U1的电场中由静止开始加速,然后射入电压为U2的平行金属板间的电场中,入射方向与极板平行,在满足电子能射出平行电场区域的条件下,下述情况一定能使电子偏转角度θ变大的是()A.U1变大,U2变大B.U1变小,U2变大C.U1变大,U2变小D.U1变小,U2变小4.一个初动能为E k的带电粒子,以速度v沿垂直电场强度方向飞入两块平行金属板间(带等量异号电荷且正对放置),飞出时粒子动能为2E k,如果这个带电粒子的初速度增加到原来的2倍,仍从原位置沿原方向射入,不计重力,那么该粒子飞出两平行金属板间时的动能为()A.4E k B.4.25E k C.6E k D.9.5E k5.在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场,质量为m的带电小球由MN 上方的A点以一定初速度水平抛出,从B点进入电场,到达C点时速度方向恰好水平,A、B、C三点在同一直线上,且AB=2BC,如图所示。
由此可见()A.电场力为2mgB.小球带正电C.小球从A到B与从B到C的运动时间相等D.小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等6.两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示,其中A、N两点的电势均为零,ND段中的C点电势最低,不计重力,则()A.A、N点的电场强度大小为零B.将一正点电荷放在N点由静止释放,它将一直做加速运动C.N、C间场强方向沿x轴正方向D.将一负点电荷从N点移动到D点,电场力先做正功后做负功7.如图所示,有两个质量均为m,带等量正、负电荷的小球P、Q,Q被固定在倾角为α的光滑直角斜面的竖直面上,当小球P被放置在与小球Q同一竖直面内且等高位置的斜面上时,P恰好静止,此时它们之间的距离为L,则下列说法正确的是()A.将球Q下移一小段距离,球P仍可能静止B.由题设条件能算出小球P、Q所带的电荷量C.将球Q沿水平线向左移一小段距离,球P将沿斜面向上移动D.先设法使球P静止,将球Q置于斜面顶端后,再释放球P,球P不能沿斜面下滑8.如图所示,用长L=0.50 m的绝缘轻质细线,把一个质量m=1.0 g 带电小球悬挂在均匀带等量异种电荷的平行金属板之间,平行金属板间的距离d=5.0 cm,两板间电压U=1.0×103 V。
静止时,绝缘细线偏离竖直方向θ角,小球偏离竖直线的距离a=1.0 cm。
取g=10 m/s2。
则下列说法中错误..的是()A.两板间电场强度的大小为2.0×104 V/mB.小球带的电荷量为1.0×10-8 CC.若细线突然被剪断,小球在板间将做类平抛运动D.若细线突然被剪断,小球在板间将做匀加速直线运动9.两个不规则的带电导体间的电场线分布如图所示,已知导体附近的电场线均与导体表面垂直,a、b、c、d为电场中几个点,并且a、d为紧靠导体表面的两点,以无穷远为零电势点,则()A.场强大小关系有E b>E cB.电势大小关系有φb>φdC.将一负电荷放在d点时其电势能为负值D.将一正电荷由a点移到d点的过程中电场力做正功10.如图所示,平行板电容器与电动势为E′的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,可被忽略。
一带负电油滴被固定于电容器中的P点。
现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离,则()A.平行板电容器的电容将变小B.静电计指针张角变小C.带电油滴的电势能将减少D.若先将上极板与电源正极的导线断开,再将下极板向下移动一小段距离,则带电油滴所受电场力不变11.如图所示,在平面直角坐标系中有一底角是60°的等腰梯形,坐标系中有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中O(0,0) 点电势为6 V,A(1,3)点电势为3 V,B(3,3)点电势为零,则由此可判定()A.C点电势为3 VB.C点电势为零C.该匀强电场的电场强度大小为100 V/mD.该匀强电场的电场强度大小为100 3 V/m12. 如图所示,A、B为水平放置平行正对金属板,在板中央分别有一小孔M、N,D 为理想二极管,R为滑动变阻器。
闭合开关S,待电路稳定后,将一带负电荷的带电小球从M、N正上方的P点由静止释放,小球恰好能运动至小孔N处。
下列说法正确的是()A.若仅将A板上移,带电小球仍将恰好运动至小孔N处B.若仅将B板上移,带电小球将从小孔N穿出C.若仅将滑动变阻器的滑片上移,带电小球将无法运动至N处D.若仅将滑动变阻器的滑片下移,带电小球将将恰好运动至小孔N处二、填空题(本题共2小题,每空2分,共16分)13.负点电荷Q固定在正方形的一个顶点上,带电粒子P仅在该电荷的电场力作用下运动时,恰好能经过正方形的另外三个顶点a、b、c,如图所示,则粒子P带_____电,a、b、c三点的电势高低关系是φa___φc___φb(选填“>”、“<”或“=”),粒子P在a、b、c三点的加速度大小之比是______________。
14.将一带负电粒子置于某一静电场中,在t=0时刻由静止释放,该粒子仅在电场力作用下做直线运动,粒子运动过程中的v-t图象关于t=t3对称,如图所示。
由图像可知:t1~t2时间内,电场力对粒子做_____功(选填“正”或“负”);t3~t4时间内,粒子的电势能一直_____(选填“增大”或“减小”);t2、t4时刻,粒子所在位置处的电势_______(选填“相等”或“不等”),电场强度_______(选填“相同”或“不同”)。
三、计算题(本题共5小题,共46分)15.(8分)如图所示,质量m=2.0×10-4kg、电荷量q=1.0×10-6C的带正电微粒静止在空间范围足够大的电场强度为E的匀强电场中.取g=10 m/s2.(1)求匀强电场的电场强度E的大小和方向;(2)在t=0时刻,电场强度大小突然变为E0=4.0×103N/C,方向不变.求在t=0.20 s时间内电场力做的功;16.(8分)在一个水平面上建立x轴,在过原点O右侧空间有一个匀强电场,电场强度大小E=6×105 N/C,方向与x轴正方向相同,在O处放一个电荷量q=5×10-8 C、质量m=0.010 kg的带负电绝缘物块,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,沿x轴正方向给物块一个初速度v0=2 m/s,如图7所示,(g取10 m/s2)求:(1)物块最终停止时的位置;(2)物块在电场中运动过程的机械能增量.17.(8分)如图所示,匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道,轨道平面与电场方向平行.a、b为轨道直径的两端,该直径与电场方向平行.一电荷量为q(q>0)的质点沿轨道内侧运动.经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为N a和N b.不计重力,求:(1)电场强度的大小E(2)质点经过a点和b点时的动能.18. (10分)一平行板电容器长l=10 cm,宽a=8 cm,板间距d=4 cm,在板左侧有一足够长的“狭缝”离子源,沿着两板中心平面,连续不断地向整个电容器射入离子,它们的比荷均为2×1010 C/kg,速度均为4×106 m/s,距板右端l2处有一屏,如图甲所示,如果在平行板电容器的两极板间接上如图乙所示的交流电,由于离子在电容器中运动所用的时间远小于交流电的周期,故离子通过电场的时间内电场可视为匀强电场。
试求:(1)离子打在屏上的区域面积;(2)在一个周期内,离子打到屏上的时间。
19.(12分)如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,坐标系内有A、B两点,其中A点坐标为(6cm,0),B点坐标为(0, 3 cm),坐标原点O 处的电势为0,A 点的电势为8 V ,B 点的电势为4 V 。
现有一带电粒子从坐标原点O 处沿电势为0的等势线方向以速度v =4×105 m/s 射入电场,粒子运动时恰好通过B 点,不计粒子所受重力,求:(1)图中C 处(3 cm,0)的电势; (2)匀强电场的场强大小;(3)带电粒子的比荷qm 。
一、选择题二、填空题13. 正、=、<、2:1:2 ; 14. 正、增大、相等、不同。
三、计算题15. (1) 由mg =qE 由得:E =2.0×103 V/m ,方向竖直向下; (2) 由 qE 0-mg =ma , h =12at 2 , W =qEh 解得W =8.0×10-4 J16. (1)第一个过程:物块向右做匀减速运动到速度为零. F f =μmg F =qE由牛顿第二定律得F f +F =ma 由运动学公式得2ax 1=v 20 解得x 1=0.4 m第二个过程:物块向左做匀加速运动,离开电场后再做匀减速运动直到停止.由动能定理得:Fx 1-F f (x 1+x 2)=0得x 2=0.2 m ,则物块停止在原点O 左侧0.2 m 处. (2)物块在电场中运动过程的机械能增量 ΔE =W f =-2μmgx 1=-0.016 J.17.质点所受电场力的大小为F =qE①设质点质量为m ,经过a 点和b 点时的速度大小分别为v a 和v b ,由牛顿第二定律有 F +N a =m v 2a r② N b -F =m v 2br③设质点经过a 点和b 点时的动能分别为E k a 和E k b ,有 E k a =12mv 2a④ E k b =12mv 2b⑤ 根据动能定理有E k b -E k a =F ·2r⑥联立①②③④⑤⑥式得E =16q (N b-N a ) E k a =r 12(N b +5N a ) E k b =r12(5N b +N a ).18. (1)设离子恰好从极板边缘射出时极板两端的电压为U 0, 水平方向:l =v 0t ① 竖直方向:d 2=12at 2②又a =qU 0md③由①②③得U 0=md 2v 20ql2=128 V 即当U≥128 V 时离子打到极板上,当U<128 V 时离子打到屏上,利用推论:打到屏上的离子好像是从极板中心沿直线射到屏上,由此可得 l 2+l 2l 2=y d2 解得y =d又由对称性知,打到屏上的总长度为2d则离子打到屏上的区域面积为S =2da =64 cm 2 (2)在前14T ,离子打到屏上的时间t 0=128200×0.005 s =0.003 2 s 又由对称性知,在一个周期内,打到屏上的总时间 t =4t 0=0.012 8 s答案:(1)64 cm 2 (2)0.012 8 s19. 答案 (1)4 V (2)83×102 V/m (3)2.4×1011 C/kg解析 (1)设C 处的电势为φC , 因为OC =CA 所以φO -φC =φC -φA 解得φC =φO +φA 2=0+82V =4 V(2)B 、C 两点的连线为等势线,电场强度方向与等势线BC 垂直,设∠OBC =θ,则OB =L = 3 cm因为tan θ=OC L =33,所以θ=60°又U =Ed可得E =U d =U BOL sin θ=43×32×10-2V/m =83×102 V/m(3)带电粒子做类平抛运动,则有 L cos θ=vt L sin θ=12qEm t 2解得q m =2v 2sin θEL cos 2θ=2×4×1052×3283×102×3×10-2×14C/kg =2.4×1011 C/kg 所以带电粒子的比荷为2.4×1011 C/kg 。