新人教版高一物理必修三第十章-静电场中的能量(含答案及详解).docx

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静电场中的能量

一、单选题（本大题共10小题，共30.0分）

1.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功。

那么，（    ）

A.P点的场强一定小于Q点的场强

B.P点的电势一定高于Q点的电势

C.M在P点的动能一定大于它在Q点的动能

D.M在P点的电势能一定大于它在Q点的电势能

2.如图所示，匀强电场的场强E=3×105V/m，A，B两点相距0.2m，两点连线与电场的夹角是60°，下列说法正确的是（    ）

A.电荷量q=+2×10-4C的电荷从A点运动到B点电势能增大6J

B.电荷量q=-2×10-4C的电荷从A点运动到B点电场力做功为-6J

C.若取A点的电势为0，则B点的电势φB=3×104V

D.A、B两点间的电势差是UAB=6×104V

3.有一带电荷量q=—3×10-6C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服电场力做6×10-4J的功，从B点移到C点，电场力对电荷做9×10-4J的功，以下说法正确的是（   ）

A.φA<φB，UAC=100V B.φA<φB，UAC=—100V

C.φA>φB，UAC=100V D.φA>φB，UAC=—100V

4.如图所示，一带电微粒，以初速度v0从A点竖直向上射入水平方向、电场强度为E的匀强电场中，当微粒经过B点时速度方向与E同向。

下列判断中错误的是

A.微粒带正电

B.A点电势高于B点

C.微粒在B点的电势能大于在A点的电势能

D.从A到B微粒做匀变速运动

5.如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中，有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上距A点距离为d的一点，C点为连线中垂线距A点距离也为d的一点，则以下判断正确的是（    ）

A.电场强度A点最大

B.电势B点最高

C.A、B、C三点电场强度的方向相同

D.同一试探电荷处在C点的电势能大于B点的电势能

6.如图所示，有一个匀强电场，电场线与坐标平面xOy平行。

以原点为圆心、5cm为半径的圆周上任意一点的电势为φ=（40sin θ+25）V，θ为该点与圆心连线跟x轴的夹角，关于该匀强电场的电场强度的大小和方向，下列结论正确的是（    ）

A.800V/m，沿y轴负方向

B.1600V/m，沿y轴正方向

C.800V/m，与x轴正方向成45°斜向右上方

D.500V/m，沿x轴负方向

7.如图所示，真空中有两个点电荷Q1=+9.0×10-8C和Q2=-1.0×10-8C，分别固定在x坐标轴上，其中Q1位于x=0处，Q2位于x=6 cm处．在x轴上

A.场强为0的点有两处

B.在x>6 cm区域，电势沿x轴正方向降低

C.质子从x=1 cm运动到x=5 cm处，电势能升高

D.在09 cm的区域，场强沿x轴正方向

8.如图所示，在某一匀强电场中有一个三角形ABC，M、N分别为边AC、BC的中点。

将一电荷量为0.2C的正电荷a从C点移到M点，电场力做功-2J；将另一电荷量为-0.1C的负电荷b从N点移到C点电场力做功-0.5J，则以下说法正确的是（    ）

A.C、M两点间的电势差为UCM=-10V

B.该匀强电场的电场线方向由B指向C

C.把电荷a从M点移到N点电场力做功为-1J

D.电荷a从A点以一定的初速度出发，只在电场力作用下运动到B点，机械能减少2J

9.空间有一电场，各点电势φ随位置x的变化情况如图所示。

下列说法正确的是（     ）

A.O点的电场强度一定为零

B.-x1与-x2点的电场强度相同

C.-x1和-x2两点在同一等势面上

D.将负电荷从-x1移到x1电荷的电势能减小

10.如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点。

一电荷量为q（q>0）的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1：

若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2，下列说法正确的是（  ）

A.此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行

B.若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为W1-W22

C.若c、d之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为W2qL

D.若W1=W2，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差

二、多选题（本大题共8小题，共32.0分）

11.下列有关说法正确的是（  ）

A.同一电荷在电场中电势高的地方具有的电势能一定大

B.正电荷在电场中具有的电势能一定大于零

C.电场中电势为零的地方，试探电荷具有的电势能也一定为零

D.电场中电势不为零的地方，场强可能等于零

12.如图所示，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N仅在电场力作用下先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点。

下列说法正确的是

A.M带负电荷，N带正电荷

B.M在b点的动能小于它在a点的动能

C.N在d点的电势能等于它在e点的电势能

D.N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功

13.在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示。

下列说法正确有

A.q1和q2带有异种电荷

B.x1处的电场强度为零

C.负电荷从x1移到x2，电势能减小

D.负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大

14.如图所示，在水平放置的光滑接地金属板中点的正上方，有带正电的点电荷Q，一个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v0开始在金属板上向右运动，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

15.如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与一灵敏静电计相连，极板B接地．若极板B稍向上移动一点，则以下结论正确的有（    ）

A.平行板电容器的电容变大

B.平行板电容器的电容变小

C.极板上的电荷量几乎不变，两极板间电压变大

D.极板上的电荷量几乎不变，两极板间电场强度变小

16.如图甲所示，平行金属板中央有一个静止的电子不计重力，两板间距离足够大，当两板间加上如图乙所示的电压后，在下图中反映电子速度v、位移x和加速度a三个物理量随时间t的变化规律可能正确的是（    ）

   甲                   乙

A. B. C. D.

17.如图所示，一价氢离子（ 11H）和二价氦离子（ 24He）的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（    ）

A.运动轨迹相同

B.先后到达屏上同一点

C.同时到达屏上同一点

D.先后到达屏上不同点

18.如图，电荷量之比为qA∶qB=1∶3的带电粒子A、B以相同的初速度v0从同一点出发，沿着与电场方向垂直的方向射入平行板电容器中，分别打在C、D两点，若OC=CD，忽略粒子重力的影响，则（   ）

A.A和B在电场中运动的时间之比为1∶2

B.A和B运动的加速度大小之比为4∶1

C.A和B的质量之比为1∶2

D.A和B的位移大小之比为1∶1

三、实验题（本大题共1小题，共6.0分）

19.

（1）影响平行板电容器电容的因素有______（多选）

A.两极板的正对面积  B.两板间距离

C.电介质的介电常数  D.极板的材料

（2）在实验室中完成这个实验的方法是______

A.控制变量法     B.假设法

C.微小量放大法   D.理想实验法

（3）在研究影响平行板电容器电容大小因素的实验中，如图所示，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的变化，现保持B极板不动，而要使静电计指针的偏角增大，可采取的办法是______（多选）

A、A板向右移一些   B、A板向左移一些

C、A板向上移一些   D、在MN之间插入一片有机玻璃板．

四、计算题（本大题共3小题，共32.0分）

20.如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔。

质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g）。

求：

（1）小球到达小孔处的速度；

（2）极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；

（3）小球从开始下落运动到下极板处的时间。

21.下图为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出（初速度可忽略不计），经灯丝与A板间的电压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．已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力．

（1）求电子穿过A板时速度的大小；

（2）求电子从偏转电场射出时的侧移量；

（3）若要使电子打在荧光屏上P点的上方，可采取哪些措施？

22.如图，一质量m=1×10-6kg，带电量q=-2×10-8C的小球以初速度v0竖直向上从A点射入一水平向右的匀强电场，当小球运动到比A高h=0.2m的B点时速度大小是2v0，但方向水平，且AB两点的连线在水平方向的距离为d=0.4m，g取10m/s2，求：

（1）判断小球在水平方向和竖直方向的运动情况（不必说理由）

（2）小球的初速度v0

（3）AB两点间的电势差UAB

（4）匀强电场的场强E的大小．

答案和解析

1.【答案】C

【解析】略

2.【答案】B

【解析】A.从A到B，电场力做功W=qEdABcos60∘=2×10-4×3×105×0.2×12J=6J.则电势能减小6J，故A错误；

B.从A到B，电场力做功，故B正确；

CD.AB间的电势差UAB=EdABcos60∘=3×105×0.2×12V=3×104V，因为A点的电势为0，则B点的电势为φB=-3×104V，故C、D错误。

故选B。

3.【答案】D

【解析】负电荷从A移到B点的过程，电荷克服电场力做功，可见负电荷从电势高处移至电势低处。

即φA>φB ， 电势差UAB=WABq=-6×10-4-3×10-6V=200V，负电荷从B移至C，电场力做正功，可见负电荷从电势低处移至电势高处，即φC>φB   电势差 UBC=WBCq=9×10-4-3×10-6V=-300 V，而电势差UAC=φA-φC=φA-φB+φB-φC=UAB+UBC=-100 V，故ABC错误，D正确。

故选D。

4.【答案】C

【解析】A.微粒在匀强电场中受到重力和电场力两个力作用，竖直分运动是竖直上抛运动，水平分运动是初速度为零的匀加速运动，两个分运动相互独立，由此可判断带电粒子所受电场力方向为水平向右，与电场方向同向，所以可判断粒子带正电，故A正确；

B.竖直分运动：

-mgh=0-12mv02，水平分运动：

qUAB=12m2v02，解得：

h=v022g，UAB=2mv02q>0，则A点电势高于B点，故B正确；

C.从A到B，电场力做正功，电势能减小，故C错误；

D.从A到B，微粒受到重力和电场力两个力作用，且两个力的合力恒定，故加速度恒定，做匀变速运动，故D正确。

本题选错