2012高中物理 第1、2章 静电场 电势能与电势差单元测试7 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 选择题一 选择题 1 关于元电荷的理解 下列说法中正确的是 A 元电荷就是电子 B 元电荷是表示跟电子所带电荷量的数值相等的电荷量 C 元电荷就是质子 D 自然界中带电体所带电荷量的数值都是元电荷的整数倍 2 关于场强 下列哪个说法是正确的 A 由可知 放入电场中的电荷在电场中受到的电场力F越大 场强E越大 q F E 电荷的电荷量q越大 场强E越小 B 由E k可知 在离点电荷Q很近的地方即r 0 场强E可达无穷大 2 r Q C 放入电场中某点的检验电荷的电荷量改变时 场强也随之改变 将检验电荷拿走 该点的场强就是零 D 在中 k是点电荷q2所产生的电场在q1位置处的场强大小 2 21 r qq kF 2 2 r q 3 在电场中某点 当放入正电荷时受到的电场力向右 当放入负电荷时受到的电场力 向左 则下列说法中正确的是 A 当放入正电荷时 该点场强向右 当放入负电荷时 该点场强向左 B 该点的场强方向一定向左 C 该点的场强方向一定向右 D 该点的场强方向可能向右 也可能向左 4 两个固定的异种点电荷 电荷量给定但大小不等 用E1和E2分别表示这两个点电 荷产生的电场强度的大小 则在通过两点电荷的直线上 E1 E2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 5 下列说法正确的是 用心 爱心 专心2 A 沿电场线方向场强逐渐减小B 沿电场线方向电势逐渐降低 C 沿电场线方向电势逐渐升高D 沿电场线方向移动正电荷电场力做正功 6 关于等势面正确的说法是 A 电荷在等势面上移动时不受电场力作用 所以不做功 B 等势面上各点的场强大小相等 C 等势面一定跟电场线垂直 D 两数值不等的等势面永不相交 7 如图 1 中所示 三个等势面上有a b c d四点 若将一正电 荷由c经a移到d 电场力做正功W1 若由c经b移到d 电场力做正功 W2 则 A W1 W2 1 2B W1 W2 1 2 C W1 W2 1 2D W1 W2 1 2 8 两块大小 形状完全相同的金属平板平行放置 构成一个平行板电容器 与它相连 的电路如图 2 所示 接通开关 S 电源给电容器充电 A 保持 S 接通 减小两极板间的距离 则两极板间电场 的电场强度减小 B 保持 S 接通 在两极板间插入一块介质 则极板上的 电荷量增大 C 断开 S 减小两极板间的距离 则两极板间的电势差减小 D 断开 S 在两极板间插入一块介质 则两极板间的电势差增大 9 在图 3 所示的实验装置中 平行板电容器的极板A与一灵敏的静电计的金属小球相 连接 极板B及静电计的金属外壳接地 并使A B两个极板充电 若极板B稍向上移动一 点 由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是 A 两极板间的电压不变 极板上的电荷量变小 B 两极板间的电压不变 极板上的电荷量变大 C 极板上的电荷量几乎不变 两极板间的电压变小 D 极板上的电荷量几乎不变 两极板间的电压变大 10 一束正离子以相同的速率从同一位置 垂直于电场方向飞入匀强电场中 所有离 子的轨迹都是一样的 这说明所有粒子 图 1 图 3 图 2 用心 爱心 专心3 A 都具有相同的质量 B 都具有相同的电荷量 C 电荷量与质量的比 又叫比荷 相同 D 都属于同一元素的同位素 11 如图 4 所示 两个带同种电荷的小球 可看作点电荷 电荷量分别为 q1和q2 质量分别为 m1和 m2 当两球处于同一 水平面保持静止时 则造成 的可能原因是 A m1 m2 B m1 m2 C q1 q2 D q1 q2 12 如图 5 所示 电子在电势差为U1的加速电场中由静止 开始运动 然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中 入射方向跟极板平行 整个装置处在真空中 重力可忽略 在满 足电子能射出平行板区的条件下 下述四种情况中 一定能使电 子的偏移量y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 13 如图 6 所示 实线为电场线 虚线表示等势面 相邻两 个等势面之间的电势差相等 有一个运动的负电荷经过等势面L3 上某点时的动能为 20 J 运动至等势面L1上的某一点时动能变 为 0 若取L2为零等势面 则此电荷的电势能为 4 J 时 其动能 为 A 16 J B 10 J C 6 J D 4 J 14 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 如图 7 所示 金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a b c三点的场强大小分别为 Ea Eb Ec 三者相比 A Ea最大 B Eb最大 C Ec最大 D Ea Eb Ec 图 4 图 5 图 7 图 6 用心 爱心 专心4 15 如图 8 所示 两块相对的平行金属板M N与电池相连接以保持两板间电压不变 N板接地 在距两板等远的一点P固定一个带正电的点电荷 如果将M板向上平移一小段 距离 则 A 点电荷受到的电场力减小 B 点电荷受到的电场力增大 C 点电荷的电势能减小 D 点电荷的电势能保持不变 16 如图 9 所示 水平固定的小圆盘A 带电荷量为 Q 电势为零 从盘心处O由静 止释放一质量为m 带电荷量为 q的小球 由于电场的作用 小球竖直上升的高度可达盘 中心竖直线上的c点 Oc h 又知道过竖直线上的b点时 小球 速度最大 由此可知在Q所形成的电场中 可以确定的物理量是 A b点场强B c点场强 C b点电势D c点电势 二 填空题二 填空题 17 如图 10 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 A 15 V B 3 V C 3 V 由此可知 D 点电势 D V 18 相距L的两个点电荷A B分别带的电荷量为 9Q和 Q 放 在光滑绝缘的水平面上 现引入第三个点电荷C 使三者在库仑力作 用下都处于静止状态 则C所带的电荷量大小为 电性为 并且 C 应放在 位置上 19 如图 11 所示 在匀强电场中有a b c三点 a b相 距 4 cm b c相距 10 cm 将一个带电荷量为 2 10 8 C 的电荷 从a点移到b点时 电场力做功为 4 10 6 J 将此电荷从b点 移到c点时电场力做功为 J a c间电势差为 V 图 8 图 9 图 10 图 11 用心 爱心 专心5 三 计算题三 计算题 20 为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动 到B 必须对该电荷施加一个恒力F 如图 12 所示 若AB 0 4 m 37 q 3 10 7C F 1 5 10 4N A点电势 A 100 V 不计重力 sin 37 0 6 cos37 0 8 1 在图中用实线画出电场线 用虚线画出通过A B两点的等势 线 并标明它们的电势值 求出场强和AB间的电势差 2 求q在由A到B的过程中电势能的变化量是多少 21 如图 13 所示 在平行金属带电极板MN电场中将电荷量为 4 10 6C 的点电荷从 A点移到M板 电场力做负功 8 10 4 J 把该点电荷从A点移到N板 电场力做正功 为 4 10 4 J N板接地 则 1 A点的电势 A是多少 2 UMN 等于多少伏 3 M板的电势 M是多少 图 12 图 13 用心 爱心 专心6 22 如图 14 所示 水平放置的A B两平行板相距h 有一个质量为m 带电量为 q的小球在B板之下H处以初速度v0竖直向上进入两板间 欲使小球恰好打到A板 试 讨论A B板间的电势差是多大 23 喷墨打印机的结构简图如图 15 所示 其中墨盒可以发出墨汁微滴 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控制 带电后的微 滴以一定的初速度进入偏转电场后 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 设偏转板板长为L 1 6 cm 两板间的距 离为d 0 50 cm 偏转板的右端距纸L1 3 2 cm 若一个墨汁微滴的质量为 m 1 6 10 10 kg 以 v0 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U 8 0 103 V 此时墨汁微滴打到纸上的点距原射入方向的距离是Y 2 0 mm 不计空气阻力和墨汁微滴的重力 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 求 1 上述墨汁微滴通过带电室带上的电量是多少 2 若用 1 中的墨汁微滴打字 为了使纸上的 字体放大 10 偏转板间电压应是多大 图 14 图 15 用心 爱心 专心7 24 如图 16 所示 在竖直平面内建立xOy直角坐标系 Oy表示竖直向上的方向 已 知该平面内存在沿x轴负方向的区域足够大的匀强电场 现有一个带电量为 2 5 10 4C 的 小球从坐标原点O沿y轴正方向以 0 4 kg m s 的初动量竖直向上抛出 它到达的最高点 位置为图中的Q点 不计空气阻力 g取 10 m s2 1 指出小球带何种电荷 2 求匀强电场的场强大小 3 求小球从O点抛出到落回x轴的过程中电 势能的变化量 图 16 用心 爱心 专心8 参考答案参考答案 一 选择题一 选择题 1 BD2 D3 C4 C5 BD6 CD7 D8 BC9 D 10 C11 B12 B13 C14 C15 AC16 AD 二 填空题二 填空题 17 9 解析 由于AD BC 且AD BC 故有UAD UBC即 A D B C D A B C 15 V 3 V 3 V 9 V 18 正电荷 AB的连线上距离B等于 距离A 等于 其它回答正确即可 4 9Q 2 L L 2 3 19 5 10 6 450 三 计算题三 计算题 20 解 1 由题可知 电荷所受电场力应与F方向相反 如图所示 大小相同 E 5 102 V m q F UAB EdAB 5 102 V m 0 4 m cos37 160 V 2 电场力做负功 电势能增加 Ep qUAB 4 8 10 5 J 21 解 1 WAN qUAN UAN 100 V N 0 A 100 V 2 WAM qUAM UAM 200 V UMN UAM UAN 300 V 3 UMN 300 V N 0 M 300 V 22 分析 小球在B板下方时 只受重力作用 做匀减速运动 小球进入到两板间时 除受向下的重力外 还受到电场力的作用 但电场力的方向未知 欲使小球恰好打到A板 应使小球在板间向上做减速运动 如果由动能定理来讨论 可以使问题变得简单 带电小 用心 爱心 专心9 球以初动能抛出后 克服重力做功 电场力做功 可能为正 也可能为负 最终到达A板 时动能恰为零 解 当电场力方向向下时 UA UB 电场力做负功 由动能定理得 qUAB mg H h 1 2 mv UAB q hHg m 2 2 2 0 v 当电场力方向向上时 UA UB 电场力做正功 由动能定理得 qUBA mg H h 1 2 mv UBA q hHg m 2 2 2 0 v 23 解 1 墨汁微滴在平行板运动时 由电学知识可得 U Ed 墨汁微滴在竖直方向的加速度 a m qE 墨汁微滴在竖直方向的位移 y at2 2 1 墨汁微滴在平行板运动时间 L v0t 由几何学知识可得 1 2 2 L L L Y y 联立可解得 q 1 25 10 13 C 2 要使字体放大 10 则墨汁微滴打到纸上的点距原射入方向的距离应是 Y Y 1 10 设此时通过偏转电场墨汁微滴在竖直方向的位移是y 由几何知识可得 1 2 2 L L L Y y 可解得 U 8 8 103 V 24 解