2012高中物理 第1、2章 静电场 电势能与电势差单元测试4 鲁科版选修3-1

用心 爱心 专心1 第第 1 1 2 2 章章 静电场静电场 电势能与电势差电势能与电势差 单元测试单元测试 一 单项选择题 一 单项选择题 在每小题给出的四个选项中 只有一个选项是符合题意的 每小题 分 共 24 分 1 下列公式中 既适用于点电荷产生的静电场 也适用于匀强电场的有 场强 E F q 场强 E U d 场强 E kQ r2 电场力做功 W Uq A B C D 2 已知 A 为电场中一固定点 在 A 点放一电量为 q 的电荷 受电场力为 F A 点的场强为 E 则 A 若在 A 点换上 q A 点场强方向发生变化 B 若在 A 点换上电量为 2q 的电荷 A 点的场强将变为 2E C 若在 A 点移去电荷 q A 点的场强变为零 D A 点场强的大小 方向与 q 的大小 正负 有无均无关 3 使用电的金属球靠近不带电的验电器 验电器的箔片开 下列各图表示验电器上感应电 荷的分布情况 正确的是 A B C D 4 如图所示 在处于O点的点电荷 Q形成的电场中 试探 电荷q由A点移到B点 电场力做功为W1 以OA为半径画弧 交于OB于C q由A点移到C点电场力做功为 W2 q由C 点移到B点电场力做功为 W3 则三者的做功关系以及q由 A点移到C点电场力做功为 W2的大小 A W1 W2 W3 W2 0 B W1 W2 W3 W2 0 C W1 W3 W2 W2 0 D W1 W2q2 B q1是正电荷 q2是负电荷 且q1q2 D q1 q2都是负电荷 且 q1 q2 8 如图所示 实线为电场线 虚线为等势线 且AB BC 电场中的A B C三点的场强分别 为EA EB EC 电势分别为 AB BC间的电势差分别为UAB UBC 则下列关系 A B C 中正确的有 A B EC EB EA A B C C UAB UBC D UAB UBC 9 如图所示 虚线a b c代表电场中的三个等势面 相邻等势面间的电势差相等 即 Uab Ubc 实线为一带正电的质点仅在电场力作用下的运动轨迹 P Q 是这条轨迹上的两点 据此可知 A 三个等势面中 a的电势较高 B 带电质点通过 P 点时的电势能较大 C 带电质点通过 P 点时的动能较大 D 带电质点通过 Q 点时的加速度较大 10 平行板电容器的电容为C 电荷量为Q 极板间的距离为d 在两极间的中点放一电荷 量很小的点电荷q 它所受的电场力大小等于 A B C D d Q kq8 d Q kq Cd Q q Cd Q q 11 示波管是示波器的核心部件 它由电子枪 偏转 电极和荧光屏组成 如图所示 如果在荧光屏上P点 出现亮斑 那么示波管中的 A 极板应带正电 B 极板应带正电X X C 极板应带正电 D 极板应带正电Y Y 12 如图所示匀强电场E的区域内 在O点处放置一点电荷 Q a b c d e f为以O点为球心的球面上的点 aecf 平面与电场平行 bedf平面与电场垂直 则下列说法中正确 的是 A b d两点的电场强度相同 B a点的电势等于f点的电势 a b P MN q1q2 a b c Q Q P P E Q d c a b f e o 用心 爱心 专心3 C 点电荷 q在球面上任意两点之间移动时 电场力 一定做功 D 将点电荷 q在球面上任意两点之间移动 从球面上 a 点移动到c点的电势能变化量一定最大 三 计算题 三 计算题 8 分 10 分 12 分 10 分 12 分 共 52 分 13 8 分 一个很小的小球带有电量Q 在距离球心 30 处的 A 点放置了一个试探电荷 它的带电量为q 1 10 10C q 受到的电场力为 1 10 8N 方向指向球心 求 1 A 点的场强的大小和方向 2 如果从 A 点取走q A 点场强大小和方向 3 把放在离球心 60 处的 B 点 所受的电场力等于多少 4 带电小球的电量Q是正的还是负的 等于多少 14 10 分 如图所示 a b c d 为匀强电场中四个等势面 相邻等势面间距离为 2cm 已知 Uac 60V 求 1 电场强度为多大 2 设 B 点的电势为零 求 A C D P 点的电势 3 求将 q 1 0 10 10C 的点电荷由 A 移到 D 电场力做的功 4 将 q 2 10 10C 的点电荷由 B 移到 C 再经 D 最后回到 P 电场力所做的功 Wbcdp 15 12 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 d U1L1L2 P M N O A B acb d A P D C 用心 爱心 专心4 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 已知加速电压为 U1 M N两板间的电压为U2 两板间的距离为d 板长为L1 板右端到荧光屏的距离为 L2 电子的质量为m 电荷量为e 求 1 电子穿过A板时的速度大小 2 电子从偏转电场射出时的侧移量 3 P点到O点的距离 16 10 分 如图所示 水平放置的平行板电容器与一恒定 的直流电压相连 两极板间距离d 10 cm 距下板 4 cm 处 有一质量m 0 01g 的不带电小球由静止落下 小球和下极 板碰撞间带上了q 1 0 10 8 C 的电荷 反跳的高度为 8cm 这时下板所带电量为Q 1 0 10 6 C 如果小球和下板 碰撞时没有机械能损失 即速度的大小不变 取 g 10m s2 试求 1 该电容器极板间的电场强度多大 2 该电容器的电容多大 17 12 分 如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图 在Oxy平面 的ABCD区域内 存在两个场强大小均为E的匀强电场 I 和 II 两电场的边界均是边长为 L 的正方形 不计电子所受重力 1 在该区域AB边的中点处由静止释放电子 求电子离开ABCD区域的位置 2 在电场 I 区域内适当位置由静止释放电子 电子恰能从ABCD区域左下角D处离 开 求所有释放点的位置 3 若将左侧电场 II 整体水平向右移动L n n 1 仍使电子从ABCD区域左下角D 处离开 D D不随电场移动 不随电场移动 求在电场 I 区域内由静止释放电子的所有位置 8cm 10cm 4cm 用心 爱心 专心5 答案答案 选择题选择题 题号 123456789101112 答案 D DD DB BC CD DA AB BABCABCB BD DACACD D 计算题计算题 13 1 100V m 球心 A 2 和第 1 问同 3 2 5 10 9 N 4 正电 1 0 10 9 C 14 1 1 5 103V m 2 30V 30V 60V 0V 3 9 0 10 9J 4 0J 15 1 设电子经电压U1加速后的速度为v0 根据动能定理得 e U1 解得 2 0 2 1 mv m eU v 1 0 2 2 电子以速度v0进入偏转电场后 垂直于电场方向作匀速直线运动 沿电场方向 作 初速度为零的匀加速直线运动 设偏转电场的电场强度为E 电子在偏转电场运动的时 间为t1 电子的加速度为a 离开偏转电场时相对于原运动方向的侧移量为y1 根据牛顿 第二定律和运动学公式得 F eE E F ma a d U2 md eU2 t1 y1 解得 y1 0 1 v L 2 1 2 1 at dU LU 1 2 12 4 3 设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为 U1L1L2 d P M N O K A y2 y1 用心 爱心 专心6 vy 根据运动学公式得 vy at1 0 12 dmv LeU 电子离开偏转电场后作匀速直线运动 设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时 间为t2 电子打到荧光屏上的侧移量为y2 如图所示 t2 y2 vyt2 解得 y2 0 2 v L 1 212 2dU LLU P到O点的距离为 y y1 y2 dU LULL 1 1212 4 2 16 1 5 0 103V m 2 2000pF 17 解析 解析 1 设电子的质量为m 电量为e 电子在电场I中做匀加速直线运动 出区 域 I 时的为v0 此后电场 II 做类平抛运动 假设电子从CD边射出 出射点纵坐标为y 有 2 0 1 2 eELmv 2 2 0 11 222 LeEL yat mv 解得 y 所以原假设成立 即电子离开ABCD区域的位置坐标为 2L 1 4 L 1 4 L 2 设释放点在电场区域 I 中 其坐标为 x y 在电场 I 中电子被加速到v1 然后进 入电场 II 做类平抛运动 并从D点离开 有 2 1 1 2 eExmv 2 2 1 11 22 eEL yat mv 解得 xy 即在电场 I 区域内满足议程的点即为所求位置 2 4 L 3 设电子从 x y 点释放