高中物理《电场强度》同步练习4 新人教版选修3-1

用心 爱心 专心 1 电场强度电场强度 班级 姓名 学号 得分 一 选择题 共 30 道小题 120 分 1 对于水平放置的平行板电容器 下列说法正确的是 A 将两极板的间距加大 电容将增大 B 将两极板平行错开 使正对面积减小 电容将减小 C 在下板的内表面上放置一面积和极板相等 厚度小于极板间距的陶瓷板 电容将增大 D 在下板的内表面上放置一面积和极板相等 厚度小于极板间距的铝板 电容将增大 参考答案与解析 BCD 2 空间某一静电场的电势 在 x 轴上分布如图所示 x 轴上两点 B C 的电场强度在 x 方向 上的分量分别是 EBx ECx 下列说法中正确的有 A EBx的大小大于 ECx的大小 B EBx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 用心 爱心 专心 2 参考答案与解析 AD 解析 由图可知 O B 减小 B 处场强的 x 分量 EBx水平向左 O C 减小 C 处场强的 x 分 量 ECx水平向右 则知负电荷沿 x 轴从 B C 电场力先做正功后做负功 D 正确 B 错 对极小的 一段 x 对应电势差 U x 方向场强分量 即图线斜率 O 点 ExO 0 电荷受电场 力 x 分量等于 0 C 错 A 正确 3 关于同一电场的电场线 下列表述正确的是 A 电场线是客观存在的 B 电场线越密 电场强度越小 C 沿着电场线方向 电势越来越低 D 电荷在沿电场线方向移动时 电势能减小 参考答案与解析 C 解析 电场线是为了描述电场人为引入的 A 错 电场线越密 电场强度越大 B 错 沿电 场线的方向电势降低 C 对 沿电场线移动正电荷 电势能减小 沿电场线移动负电荷 电 势能增加 D 错 4 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 用心 爱心 专心 3 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 参考答案与解析 BD 解析 因 O 点电势高于 c 点 故场强方向向下 由轨迹弯曲方向知 M 带正电 N 带负电 A 选 项错误 因 UaO UOc 利用动能定理得 a c 两点速度大小相同 B 选项正确 N 从 O 到 a 过程 电场力做正功 C 选项错误 O b 在同一等势面上 电场力做功为零 D 选项正确 5 两个分别带有电荷量 Q 和 3Q 的相同金属小球 均可视为点电荷 固定在相距为 r 的两处 它 们间库仑力的大小为 F 两小球相互接触后将其固定距离变为 则两球间库仑力的大小为 A B C D 12F 参考答案与解析 C 解析 由库仑定律得 两球相互接触后各自带电荷量 故当 二者间距为时 两球间库仑力 故 C 正确 6 如图 虚线a b和c是某静电场中的三个等势面 它们的电势分别为Ua Ub和 Uc Ua Ub Uc 一带正电的粒子射入电场中 其运动轨迹如实线KLMN所示 由图可知 用心 爱心 专心 4 A 粒子从K到L的过程中 电场力做负功 B 粒子从L到M的过程中 电场力做负功 C 粒子从K到L的过程中 静电势能增加 D 粒子从L到M的过程中 动能减少 参考答案与解析 AC 7 如下图所示 在粗糙水平面上固定一点电荷Q 在M点无初速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 小物块具有的电势能逐渐减小 C M点的电势一定高于N点的电势 D 小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功 参考答案与解析 ABD 8 如图所示 A B为平行金属板 两板相距为d 分别与电源两极相连 两板的中央各有 一小孔M和N 今有一带电质点 自A板上方相距为d的P点由静止自由下落 P M N在同 一竖直线上 空气阻力忽略不计 到达N孔时速度恰好为零 然后沿原路返回 若保持两 极板间的电压不变 则 用心 爱心 专心 5 A 把A板向上平移一小段距离 质点自P点自由下落后仍能返回 B 把A板向下平移一小段距离 质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落 C 把B板向上平移一小段距离 质点自P点自由下落后仍然返回 D 把B板向下平移一小段距离 质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落 参考答案与解析 答案 ACD 9 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 9 J 的功 那么 A M 在 P 点的电势能一定小于它在 Q 点电势能 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 参考答案与解析 AD 解析 带电粒子克服电场力做功 电势能增加 动能减小 则 M 在 P 点的电势能小于在 Q 点 的电势能 A D 选项正确 场强和电势无法确定 B C 选项错误 所以 A D 选项正确 10 在真空中的光滑水平绝缘面上有一带电小滑块 开始时滑块静止 若在滑块所在空间加 一水平匀强电场E1 持续一段时间后立刻换成与E1相反方向的匀强电场E2 当电场E2与电 场E1持续时间相同时 滑块恰好回到初始位置 且具有动能Ek 在上述过程中 E1对滑块的 电场力做功为 W1 冲量大小为 I1 E2对滑块的电场力做功为 W2 冲量大小为 I2 则 用心 爱心 专心 6 A I1 I1 B 4I1 I2 C W1 0 25Ek W2 0 75Ek D W1 0 20Ek W2 0 80Ek 参考答案与解析 C 解析 由题可知E1作用时间段内与E2作用时间段内滑块的平均速度相等 设E1作用时间末 滑块速度为v E2作用时间末滑块速度为v2 则 解得 v2 2v 由动能定理 W1 mv2 因Ek m 2v 2 所以W1 Ek W2 m 2v 2 mv2 Ek 由动量定理 I1 mv I2 m 2v m v 3mv 所以I2 3I1 故 C 正确 11 如图所示 某区域电场线左右对称分布 M N 为对称线上的两点 下列说法正确的是 A M 点电势一定高于 N 点电势 用心 爱心 专心 7 B M 点场强一定大于 N 点场强 C 正电荷在 M 点的电势能大于在 N 点的电势能 D 将电子从 M 点移动到 N 点 电场力做正功 参考答案与解析 AC 解析 由题知MN对称线上的电场强度方向由M指向N 因沿电场线方向电势越来越低 故M 点电势高于N点电势 所以 A 正确 因N处电场线比M处电场线密 所以 故 B 错误 因正电荷由M移到N处电场力做正功 故正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能 所以 C 正确 因电子从M点移到N点 电子所受电场力由N指向M 故电场力做负功 所以 D 错误 12 阴极射线电脑显示器的玻璃荧光屏容易布满灰尘 这主要是因为 A 灰尘的自然堆积 B 电脑工作时 荧光屏表面有静电而吸附灰尘 C 玻璃有极强的吸附灰尘的能力 D 电脑工作时 荧光屏表面温度较高而吸附灰尘 参考答案与解析 B 解析 阴极射线电脑显示器的玻璃荧光屏表面聚集了大量静电 因而容易吸附灰尘 故选 B 项 13 在如图所示的空间中 存在场强为E的匀强电场 同时存在沿x轴负方向 磁感应强度 为B的匀强磁场 一质子 电荷量为e 在该空间恰沿y轴正方向以速度v匀速运动 据此可 以判断出 用心 爱心 专心 8 A 质子所受电场力大小等于eE 运动中电势能减小 沿z轴正方向电势升高 B 质子所受电场力大小等于eE 运动中电势能增大 沿z轴正方向电势降低 C 质子所受电场力大小等于evB 运动中电势能不变 沿z轴正方向电势升高 D 质子所受电场力大小等于evB 运动中电势能不变 沿z轴正方向电势降低 参考答案与解析 C 解析 由题意可知 eE evB 质子匀速运动 电场方向沿 z 轴负向 质子垂直于电场线方向 运动 电场力不做功 电势能不变 沿 z 轴负向电势逐渐降低 C 正确 D 错误 A B 亦错 14 图中电阻R1 R2 R3的阻值相等 电池的内阻不计 开关 K 接通后流过R2的电流是 K 接 通前的 A B C D 用心 爱心 专心 9 参考答案与解析 B 15 一电池外电路断开时的路端电压为 3 V 接上 8 的负载电阻后路端电压降为 2 4 V 则 可以判定电池的电动势E和内电阻r为 A E 2 4 V r 1 B E 3 V r 2 C E 2 4 V r 2 D E 3 V r 1 参考答案与解析 B 16 一太阳能电池板 测得它的开路电压为 800mV 短路电流为 40mA 若将该电池板与一阻 值为 20 的电阻器连成一闭合电路 则它的路端电压是 A 0 10V B 0 20V C 0 30V D 0 40V 参考答案与解析 答案 D 17 如图所示的电路中 电池的电动势为 E 内阻为 r 电路中的电阻 R1 R2和 R3的阻值都 相同 在电键 S 处于闭合状态下 若将电键 S1由位置 1 切换到位置 2 则 A 电压表的示数变大 B 电池内部消耗的功率变大 用心 爱心 专心 10 C 电阻 R2两端的电压变大 D 电池的效率变大 参考答案与解析 B 解析 设电阻 当电键 S1接 1 时 电路中总电阻为 当电键 S1 接 2 时 电路中总电阻为 总电阻变小 由 变小 变大 路端电 压 电源的不变 则路端电压减小 即伏特表读数减小 选项 A 错误 电源内部消耗的功率 变大 增大 B 选项正确 当电键 S1接 1 时 两端电压 当电键 S1接 2 时 两端电压 两端电压变小 C 选项错误 电池的效率 则当电键 S1由接 1 改为接 2 时 总电阻变小 电池的效率减小 D 选项错误 所以 B 选项正确 18 下图是科学史上一张著名的实验照片 显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动 的径迹 云室放置在匀强磁场中 磁场方向垂直照片向里 云室中横放的金属板对粒子的运 动起阻碍作用 分析此径迹可知粒子 A 带正电 由下往上运动 B 带正电 由上往下运动 用心 爱心 专心 11 C 带负电 由上往下运动 D 带负电 由下往上运动 参考答案与解析 A 解析 带电粒子穿过金属板能量损失 速度减小 由 带电粒子做 圆周运动的半径变小 由图可知带电粒子从下往上运动 由左手定则判断 带电粒子带正电 A 对 19 带电粒子垂直匀强磁场方向运动时 会受到洛伦兹力的作用 下列表述正确的是 A 洛伦兹力对带电粒子做功 B 洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C 洛伦兹力的大小与速度无关 D 洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向 参考答案与解析 B 解析 洛伦兹力的方向与运动方向垂直 只改变速度的方向 不改变速 度的大小 A 错 B 对 D 错 F qvB C 错 20 发现通电导线周围存在磁场的科学家是 A 洛伦兹 B 库仑 C 法拉第 D 奥斯特 参考答案与解析 D 21 图为云室中某粒子穿过铅板P前后的轨迹 室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直 图中垂直于纸面向里 由此可知此粒子 用心 爱心 专心 12 A 一定带正电 B 一定带负电 C 不带电 D 可能带正电 也可能带负电 参考答案与解析 A 22 如图 用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线 MN 电流I方向从 M 到 N 绳子 的拉力均为F 为使F 0 可能达到要求的方法是 A 加水平向右的磁场 B 加水平向左的磁场 C 加垂直纸面向里的磁场 D 加垂直纸面向外的磁场 参考答案与解析 C 解析 若F 0 则F安 mg 0 故安培力方向必竖直向上 由左手定则知磁 场方向为垂直纸面向里 故 C 正确 23 如图 在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线 且导线中电 流方向水平向右 则阴极射线将会 用心 爱心 专心 13 A 向上偏转 B 向下偏转 C 向纸内偏转 D 向纸外偏转 参考答案与解析 A 解析 阴极射线为电子束 带负电 又由安培定则知阴极射线管处磁场 垂直纸面向外 由左手定则知电子束所受洛伦兹力向上 故 A 正确 24 在等边三角形的三个顶点a b c处 各有一条长直导线垂直穿过纸面 导线中通有大 小相等的恒定电流 方向如图 过c点的导线所受安培力的方向 A 与ab边平行 竖直向上 B 与ab边平行 竖直向下 C 与ab边垂直 指向左边 D 与ab边垂直 指向右边 参考答案与解析 C 解析 由右手可判断导线 a b 产生的磁场在导线 c 处的磁感应强度方 向的合方向是竖直向下 再由左手可判得导线 c 受的安培力方向为向左并与 ab 边垂直 所 以 C 正确 A B D 错误 25 1930 年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器 其原理如图所示 这台加速器由两个铜 质 D 形盒 D1 D2构成 其间留有空隙 下列说法正确的是 A 离子由加速器的中心附近进入加速器 B 离子由加速器的边缘进入加速器 用心 爱心 专心 14 C 离子从磁场中获得能量 D 离子从电场中获得能量 参考答案与解析 AD 解析 离子从中心附近进入回旋加速器 通过电场加速做功 在磁场中 偏转 最后高速飞出加速器 故 A D 正确 B C 错误 26 如图所示的虚线区域内 充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场 一带 电粒子 a 不计重力 以一定的初速度由左边界的 O 点射入磁场 电场区域 恰好沿直线由区 域右边界的 O 点 图中未标出 穿出 若撤去该区域内的磁场而保留电场不变 另一个同 样的粒子 b 不计重力 仍以相同初速度由 O 点射入 从区域右边界穿出 则粒子 b A 穿出位置一定在 O 点下方 B 穿出位置一定在 O 点上方 C 运动时 在电场中的电势能一定减小 D 在电场中运动时 动能一定减小 参考答案与解析 C 解析 该电 磁复合场等效于速度选择器 只选择速度大小 不选择粒 子的电性 即正 负粒子均可沿直线穿过该电 磁场区域 撤去磁场后 若粒子带正电 则 受电场力向下 粒子偏离直线运动轨迹向下偏转 穿出点在 O 点下方 若粒子带负电 则 受向上的电场力而向上偏转 穿出点在 O 点上方 故在粒子电性不明的情况下 粒子穿出 可能在 O 点上方或下方 A B 均错 在电场中偏转时 仅电场力做正功 其电势能一定减 小 动能一定增加 C 对 D 错 27 如图所示 在 PQ QR 区域中存在着磁感应强度大小相等 方向相反的匀强磁场 磁场 用心 爱心 专心 15 方向均垂直于纸面 一导线框 abcdefa 位于纸面内 框的邻边都相互垂直 bc 边与磁场的边 界 P 重合 导线框与磁场区域的尺寸如图所示 从 t 0 时刻开始 线框匀速横穿两个磁场 区域 以 a b c d e f 为线框中的电动势 的正方向 以下四个 t 关系示意图中 正确的是 参考答案与解析 C 解析 由右手定则分段判断bc de af三边切割磁感线产生感应电动势 大小和方向情况 可判得 C 图正确 A B D 图错误 28 某变压器原 副线圈匝数比为 55 9 原线圈所接电源电压按图示规律变化 副线圈接有 负载 下列判断正确的是 用心 爱心 专心 16 A 输出电压的最大值为 36V B 原 副线圈中电流之比为 55 9 C 变压器输入 输出功率之比为 55 9 D 交流电源有效值为 220V 频率为 50Hz 参考答案与解析 D 解析 由题图知 220 V 由 则 36 V 故 A