2020_2021学年高中物理第一章静电场单元评价课件新人教版选修3_1202103181223

1、单元素养评价(一)(第一章)(90分钟100分)一、选择题一、选择题( (本题共本题共1212小题小题, ,其中其中1 18 8为单选为单选,9,91212为多选为多选, ,每小题每小题4 4分分, ,共共4848分分) )1.1.古希腊贵族妇女外出时都喜欢穿柔软的丝绸衣服古希腊贵族妇女外出时都喜欢穿柔软的丝绸衣服, ,戴琥珀做的首饰。人们发戴琥珀做的首饰。人们发现现, ,不管将琥珀首饰擦得多干净不管将琥珀首饰擦得多干净, ,它很快就会吸上一层灰尘它很快就会吸上一层灰尘, ,这主要是因为这主要是因为 ( () )A.A.琥珀是一种树脂化石琥珀是一种树脂化石, ,树脂具有粘性树脂具有粘性, ,容

2、易吸附灰尘容易吸附灰尘B.B.室外的灰尘比较多室外的灰尘比较多, ,在琥珀上积聚的速度比较快在琥珀上积聚的速度比较快C.C.经丝绸摩擦后的琥珀带电经丝绸摩擦后的琥珀带电, ,能吸引灰尘能吸引灰尘D.D.琥珀具有磁性琥珀具有磁性, ,周围的灰尘经磁化后被琥珀吸引周围的灰尘经磁化后被琥珀吸引 【解析解析】选选C C。经丝绸摩擦后的琥珀带电。经丝绸摩擦后的琥珀带电, ,不管将琥珀首饰擦得多干净不管将琥珀首饰擦得多干净, ,它很快它很快就会吸上一层灰尘就会吸上一层灰尘, ,故故C C正确正确,A,A、B B、D D错误错误, ,故选故选C C。2.2.有有A A、B B、C C三个轻质小球三个轻质小球

3、, ,其中其中A A球靠近毛皮摩擦过的橡胶棒时被排斥球靠近毛皮摩擦过的橡胶棒时被排斥, ,现将现将A A分别与分别与B B、C C靠近靠近, ,它们相互作用的情况如图甲、乙所示它们相互作用的情况如图甲、乙所示, ,下列判断正确的是下列判断正确的是 ( () ) A.BA.B球一定带负电球一定带负电,C,C球可能带正电球可能带正电B.BB.B球可能不带电球可能不带电,C,C球一定带负电球一定带负电C.BC.B球可能带正电球可能带正电,C,C球一定带正电球一定带正电D.BD.B球一定不带电球一定不带电,C,C球可能带负电球可能带负电 【解析解析】选选B B。毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。毛皮摩擦过的橡

4、胶棒带负电,A,A球靠近毛皮摩擦过的橡胶棒时被球靠近毛皮摩擦过的橡胶棒时被排斥排斥, ,所以所以A A球带负电球带负电,A,A能吸引能吸引B,B,则则B B可能带正电可能带正电, ,也可能不带电也可能不带电,C,C与与A A相互排斥相互排斥, ,则则C C带负电带负电, ,选项选项A A、C C、D D错误错误,B,B正确正确, ,故选故选B B。【加固训练加固训练】用控制变量法用控制变量法, ,可以研究影响电荷间相互作用力的因素。如图所示可以研究影响电荷间相互作用力的因素。如图所示,O,O是一个带是一个带电的物体电的物体, ,若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的若把系在丝线上的带电小球先

5、后挂在横杆上的P P1 1、P P2 2、P P3 3等位置等位置, ,可可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小。这个力的大小可以通过以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小。这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度丝线偏离竖直方向的角度显示出来。若物体显示出来。若物体O O的电荷量用的电荷量用Q Q表示表示, ,小球的电荷小球的电荷量用量用q q表示表示, ,物体与小球间距离用物体与小球间距离用d d表示表示, ,物体和小球之间的作用力大小用物体和小球之间的作用力大小用F F表示。表示。则以下对该实验现象的判断正确的是则以下对该实验现象的判断正确的是( () ) A.A.保

6、持保持Q Q、q q不变不变, ,增大增大d,d,则则变大变大, ,说明说明F F与与d d有关有关B.B.保持保持Q Q、q q不变不变, ,减小减小d,d,则则变大变大, ,说明说明F F与与d d成反比成反比C.C.保持保持Q Q、d d不变不变, ,减小减小q,q,则则变小变小, ,说明说明F F与与q q有关有关D.D.保持保持q q、d d不变不变, ,减小减小Q,Q,则则变小变小, ,说明说明F F与与Q Q成正比成正比【解析解析】选选C C。保持。保持Q Q、q q不变不变, ,根据库仑定律公式根据库仑定律公式F=k ,F=k ,增大增大d,d,库仑力变小库仑力变小, ,则则变

7、小变小, ,减小减小d,d,库仑力变大库仑力变大, ,则则变大。实验表明变大。实验表明,F,F与与d d的二次方成反比的二次方成反比, ,故故A A、B B错误错误; ;保持保持Q Q、d d不变不变, ,减小减小q,q,则库仑力变小则库仑力变小,变小变小, ,知知F F与与q q有关有关, ,故故C C正确正确; ;保持保持q q、d d不变不变, ,减小减小Q,Q,则库仑力变小则库仑力变小,变小变小, ,根据库仑定律得根据库仑定律得F=k ,F=k ,知知F F与两电荷与两电荷的乘积成正比的乘积成正比, ,故故D D错误。错误。2Qqd2Qqd3.3.某同学用易得的材料制作了一个简易的实验

8、仪器某同学用易得的材料制作了一个简易的实验仪器, ,如图所示。它可以用来如图所示。它可以用来 ( () )A.A.测电流测电流B.B.测电阻测电阻C.C.测电容测电容D.D.检验物体是否带电检验物体是否带电【解析解析】选选D D。该实验仪器通过金属丝可以向金属箔导电。该实验仪器通过金属丝可以向金属箔导电, ,两个箔片带同种电荷两个箔片带同种电荷, ,会因为排斥而分开会因为排斥而分开, ,故此装置可以用来检验物体是否带电故此装置可以用来检验物体是否带电, ,故故A A、B B、C C错误错误,D,D正正确确, ,故选故选D D。 【加固训练加固训练】如图所示是某验电器的结构图。下列相关说法正确的

9、是如图所示是某验电器的结构图。下列相关说法正确的是 ( () )A.A.金属箔张开过程金属箔张开过程, ,电势能一定减少电势能一定减少B.B.金属箔张开过程金属箔张开过程, ,电场力一定做负功电场力一定做负功C.C.两金属箔张开两金属箔张开, ,说明金属盘带正电说明金属盘带正电D.D.两片金属箔张开时两片金属箔张开时, ,可能带异种电荷可能带异种电荷 【解析解析】选选A A。验电器利用同种电荷互相排斥的原理。验电器利用同种电荷互相排斥的原理, ,当用带电体接触验电器的当用带电体接触验电器的金属盘时金属盘时, ,就有一部分电荷转移到验电器的金属箔片上就有一部分电荷转移到验电器的金属箔片上, ,金

10、属箔带上了同种电荷金属箔带上了同种电荷, ,这两片金属箔由于带同种电荷互相排斥而张开这两片金属箔由于带同种电荷互相排斥而张开, ,在张开的过程中电场力做正功在张开的过程中电场力做正功, ,电势能减小电势能减小, ,而验电器只能判断物体是否带电而验电器只能判断物体是否带电, ,不能说明是哪种电荷不能说明是哪种电荷, ,故也不能故也不能说明金属盘带哪种电荷说明金属盘带哪种电荷, ,故故A A正确正确,B,B、C C、D D错误。错误。4.4.下列是某同学对电场中的概念、公式的理解下列是某同学对电场中的概念、公式的理解, ,其中正确的是其中正确的是( () )A.A.根据电场强度的定义式根据电场强度

11、的定义式E=E= , ,电场中某点的电场强度与试探电荷的电荷量成电场中某点的电场强度与试探电荷的电荷量成反比反比B.B.根据电容的定义式根据电容的定义式C=C= , ,电容器的电容与所带电荷量成正比电容器的电容与所带电荷量成正比, ,与两极板间的与两极板间的电压成反比电压成反比C.C.根据真空中点电荷电场强度公式根据真空中点电荷电场强度公式E=E= , ,电场中某点电场强度与场源电荷的电场中某点电场强度与场源电荷的电荷量成正比电荷量成正比D.D.根据公式根据公式U UABAB= = , ,带电量为带电量为1 C1 C的正电荷的正电荷, ,从从A A点移动到点移动到B B点克服电场力做功点克服电

12、场力做功为为1 J,1 J,则则A A、B B点的电势差为点的电势差为1 V1 VFqQU2kQrABWq【解析解析】选选C C。电场强度是电场本身具有的性质。电场强度是电场本身具有的性质, ,与试验电荷无关与试验电荷无关, ,故故A A错误错误; ;电电容是电容器本身具有的性质容是电容器本身具有的性质, ,表示电容器容纳电荷的能力表示电容器容纳电荷的能力, ,其大小受到自身参数其大小受到自身参数和极板间介质介电常数的影响和极板间介质介电常数的影响, ,与两极板间电压和电荷量无关与两极板间电压和电荷量无关, ,故故B B错误错误; ;由该点由该点电荷场强计算公式可以得出电荷场强计算公式可以得出

13、, ,点电荷产生电场的场强大小与场源电荷电荷量成点电荷产生电场的场强大小与场源电荷电荷量成正比正比, ,故故C C正确正确; ;正电荷克服电场力做功正电荷克服电场力做功, ,说明此过程电场力做负功说明此过程电场力做负功, ,即即:W:WABAB=-1 J,=-1 J,根据根据:U:UABAB= ,= ,可得可得:U:UABAB=-1 V,=-1 V,故故D D错误。错误。ABWq5.(20205.(2020全国全国卷改编卷改编) )如图如图, ,竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。分布着等量异种电荷。a a、b b为圆环水平直径上

14、的两个点为圆环水平直径上的两个点,c,c、d d为竖直直径上的为竖直直径上的两个点两个点, ,它们与圆心的距离均相等。则下列说法错误的是它们与圆心的距离均相等。则下列说法错误的是( () )A.aA.a、b b两点的场强相等两点的场强相等B.aB.a、b b两点的电势相等两点的电势相等C.cC.c、d d两点的场强相等两点的场强相等D.cD.c、d d两点的电势相等两点的电势相等 【解题指南解题指南】“上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷”可以把两个半圆等可以把两个半圆等效看成等量异种电荷。效看成等量异种电荷。【解析解析】选选D D。把带等量异种电荷的绝缘细

15、圆环的上、下半圆视为等量异种电。把带等量异种电荷的绝缘细圆环的上、下半圆视为等量异种电荷荷, ,由等量异种电荷形成的电场的规律由等量异种电荷形成的电场的规律, ,可得可得a a、b b两点的场强大小相等两点的场强大小相等, ,方向相方向相同同, ,均向下均向下,A,A正确正确; ;由于具有对称性由于具有对称性,a,a、b b两点电势一定相等两点电势一定相等,B,B正确正确;c;c、d d两点的两点的场强大小相等场强大小相等, ,方向相同方向相同,C,C正确正确;c;c点的电势比点的电势比d d点电势高点电势高,D,D错误。错误。6.6.如图所示的电路中如图所示的电路中,A,A、B B是构成平行

16、板电容器的两金属极板是构成平行板电容器的两金属极板,P,P为其中的一个为其中的一个定点定点, ,将电键将电键K K闭合闭合, ,电路稳定后将电路稳定后将A A板向下缓缓平移一小段距离板向下缓缓平移一小段距离, ,则下列说法正则下列说法正确的是确的是 ( () )A.AA.A、B B两极板间场强变小两极板间场强变小B.B.电阻电阻R R中有向上的电流中有向上的电流C.PC.P点电势升高点电势升高D.AD.A板电势升高板电势升高 【解析解析】选选C C。电键。电键K K闭合闭合, ,电容器两端电压不变电容器两端电压不变, ,根据公式根据公式E= ,E= ,可知当可知当A A板下板下移时两板间距移时

17、两板间距d d减小减小, ,所以场强增大所以场强增大, ,故故A A错误错误; ;由由C= ,C= ,可知将可知将A A板下移时板下移时C C变变大大, ,因为电键因为电键K K闭合闭合, ,所以电容器的电压所以电容器的电压U U不变不变, ,由定义式由定义式:C= ,Q:C= ,Q增大增大, ,电容器要电容器要充电充电, ,所以电阻所以电阻R R中有向下的电流中有向下的电流, ,故故B B错误错误; ;由由A A中分析知板间场强变大中分析知板间场强变大, ,由由U=EdU=Ed得知得知,P,P点与点与B B板间电势差增大板间电势差增大, ,电场线方向向下电场线方向向下, ,沿电场线方向电势降

18、低沿电场线方向电势降低, ,由于由于B B板接地电势始终为零板接地电势始终为零, ,则可知则可知P P点电势升高点电势升高, ,故故C C正确正确; ;因为因为A A、B B板间电势差不变板间电势差不变, ,而而B B板接地电势始终为零板接地电势始终为零, ,所以所以A A板电势不变板电势不变, ,故故D D错误。错误。UdrS4 kdQU【加固训练加固训练】一平行板电容器一平行板电容器, ,充电后与电源断开连接充电后与电源断开连接, ,负极板接地负极板接地, ,在两极板间有一正电荷在两极板间有一正电荷, ,电荷量足够小电荷量足够小, ,固定在固定在P P点点, ,如图所示如图所示, ,以以E

19、 E表示两极板间的场强表示两极板间的场强,表示表示P P点的电点的电势势,表示正电荷在表示正电荷在P P点的电势能点的电势能,Q,Q表示极板所带的电荷量。若保持负极板不动表示极板所带的电荷量。若保持负极板不动, ,将正极板移到图中虚线位置将正极板移到图中虚线位置, ,则下列说法错误的是则下列说法错误的是( () )A.A.不变不变, , 不变不变B.EB.E不变不变, , 不变不变C.QC.Q不变不变,E,E不变不变D.D.变小变小,E,E变小变小 【解析解析】选选D D。平行板电容器充电后与电源断开连接。平行板电容器充电后与电源断开连接, ,则两极板所带电荷量恒定则两极板所带电荷量恒定, ,

20、即即Q Q不变不变, ,若保持负极板不动若保持负极板不动, ,将正极板移到图中虚线位置则两极板间的距离减将正极板移到图中虚线位置则两极板间的距离减小小, ,根据根据C= C= 可得电容器电容增大可得电容器电容增大, ,根据根据C= C= 可得可得U U减小减小, ,因为因为 故可得电场强度故可得电场强度E E不变不变, ,则则P P与负极板间的电势差不变与负极板间的电势差不变,P,P点点的电势不变的电势不变, ,正电荷在正电荷在P P点的电势能点的电势能不变不变,A,A、B B、C C正确。正确。rS4 kdQUrUQ4 kQE,dCdS7.7.图中虚线为一组间距相等的同心圆图中虚线为一组间距

21、相等的同心圆, ,圆心处固定一带正电的点电荷。一带电圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场粒子以一定初速度射入电场, ,实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,a,a、b b、c c三点是实线与虚线的交点。则该粒子三点是实线与虚线的交点。则该粒子( () )A.A.带负电带负电B.B.在在c c点受力最大点受力最大C.C.在在b b点的电势能小于在点的电势能小于在c c点的电势能点的电势能D.D.由由a a点到点到b b点的动能变化大于由点的动能变化大于由b b点到点到c c点的动能变化点的动能变化 【解析解析】选选D D。根据粒子运动轨迹

22、可知。根据粒子运动轨迹可知, ,粒子带正电粒子带正电, ,选项选项A A错误错误; ;根据库仑定律根据库仑定律可知可知, ,离点电荷最近时受力最大离点电荷最近时受力最大, ,选项选项B B错误错误; ;从从b b点到点到c c点电场力做正功点电场力做正功, ,动能增动能增加加, ,故粒子在故粒子在b b点的电势能一定大于在点的电势能一定大于在c c点的电势能点的电势能, ,故故C C错误错误; ;同心圆间距相等同心圆间距相等, ,所以所以a a点到点到b b点的电势差大于点的电势差大于b b点到点到c c点的电势差点的电势差, ,所以由所以由a a点到点到b b点的动能变化大点的动能变化大于由

23、于由b b点到点到c c点的动能变化点的动能变化, ,选项选项D D正确。正确。【加固训练加固训练】如图所示如图所示,+Q,+Q为固定的正点电荷为固定的正点电荷, ,虚线圆是其一条等势线虚线圆是其一条等势线, ,两电荷量相同、但质两电荷量相同、但质量不相等的粒子量不相等的粒子, ,分别从同一点分别从同一点A A以相同的速度以相同的速度v v0 0射入射入, ,轨迹如图中曲线轨迹如图中曲线,B,B、C C为为两曲线与圆的交点。两曲线与圆的交点。a aB B、a aC C表示两粒子经过表示两粒子经过B B、C C时的加速度大小时的加速度大小,v,vB B、v vC C表示两表示两粒子经过粒子经过B

24、 B、C C时的速度大小。不计粒子重力时的速度大小。不计粒子重力, ,以下判断正确的是以下判断正确的是 ( () )A.aA.aB B=a=aC Cv vB B=v=vC CB.aB.aB BaaC Cv vB B=v=vC CC.aC.aB BaaC Cv vB BvvC CD.aD.aB BavvC C 【解析解析】选选C C。库仑力。库仑力F= ,F= ,两粒子在两粒子在B B、C C两点受的库仑力大小相同两点受的库仑力大小相同, ,根据粒根据粒子的运动轨迹可知子的运动轨迹可知a aB BaaC C,a= ,a= ,解得解得m mB BmmC C, ,因为因为B B、C C两点位于同一等

25、势线上两点位于同一等势线上, ,电电势相等势相等, ,所以两粒子从所以两粒子从A A运动到运动到B B和从和从A A运动到运动到C,C,电场力做功相同且做负功电场力做功相同且做负功, ,有有-W= mv-W= mv2 2- ,- ,所以所以 因为因为m mB BmmC C, ,所以所以v vB BvvC C,C,C正正确。确。2kQqrFm12201mv22222B0BC0C11m (vv )m (vv )22，8.8.喷墨打印机的简化模型如图所示喷墨打印机的简化模型如图所示, ,重力可忽略的墨汁微滴重力可忽略的墨汁微滴, ,经带电室带负电后经带电室带负电后, ,以速度以速度v v垂直匀强电场

26、飞入极板间垂直匀强电场飞入极板间, ,最终打在纸上最终打在纸上, ,则微滴在极板间电场中则微滴在极板间电场中 ( () )A.A.向负极板偏转向负极板偏转B.B.电势能逐渐增大电势能逐渐增大C.C.运动轨迹是抛物线运动轨迹是抛物线D.D.运动轨迹与带电量无关运动轨迹与带电量无关 【解析解析】选选C C。由于微滴带负电。由于微滴带负电, ,故向正极板偏转故向正极板偏转,A,A错误错误; ;电场力对墨汁微滴做电场力对墨汁微滴做正功正功, ,故电势能减少故电势能减少,B,B错误错误; ;微滴在电场中做类平抛运动微滴在电场中做类平抛运动, ,轨迹为抛物线轨迹为抛物线, ,故故C C正正确确; ;由侧向

27、位移由侧向位移 可知运动轨迹与带电量有关可知运动轨迹与带电量有关,D,D错误。错误。221qUyat( )22md v，l【加固训练加固训练】示波管是一种多功能电学仪器示波管是一种多功能电学仪器, ,它的工作原理可以等效成下列情况它的工作原理可以等效成下列情况: :如图所示如图所示, ,真空室中电极真空室中电极K K发出电子发出电子( (初速度不计初速度不计),),经过电压为经过电压为U U1 1的加速电场后的加速电场后, ,由小孔由小孔S S沿沿水平金属板水平金属板A A、B B间的中心线射入板中间的中心线射入板中, ,金属板长为金属板长为L,L,相距为相距为d d。当。当A A、B B间电

28、压为间电压为U U2 2时电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上面显示亮点。已知电子的质量为时电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上面显示亮点。已知电子的质量为m m、电荷量为电荷量为e,e,不计电子重力不计电子重力, ,下列情况中一定能使亮点偏离中心距离变大的是下列情况中一定能使亮点偏离中心距离变大的是( () )A.UA.U1 1变大变大,U,U2 2变大变大 B.UB.U1 1变小变小,U,U2 2变大变大C.UC.U1 1变大变大,U,U2 2变小变小D.UD.U1 1变小变小,U,U2 2变小变小 【解析解析】选选B B。当电子离开偏转电场时速度的反向延长线一定经过偏转电场中。当电子离开偏转

29、电场时速度的反向延长线一定经过偏转电场中水平位移的中点水平位移的中点, ,所以电子离开偏转电场时偏转角度越大所以电子离开偏转电场时偏转角度越大( (偏转距离越大偏转距离越大),),亮点亮点距离中心就越远。设电子经过距离中心就越远。设电子经过U U1 1加速后速度为加速后速度为v v0 0, ,离开偏转电场时竖直方向速度离开偏转电场时竖直方向速度为为v vy y, ,根据题意得根据题意得:eU:eU1 1= = 电子在电子在A A、B B间做类平抛运动间做类平抛运动, ,当其离开偏转电场当其离开偏转电场时竖直方向速度为时竖直方向速度为v vy y=at= =at= 解得速度的偏转角解得速度的偏转

30、角满足满足:tan= :tan= 显然显然, ,欲使欲使变大变大, ,应该增大应该增大U U2 2、L,L,或者减小或者减小U U1 1、d,d,故选故选B B。021mv2，20eULmd v，y201vU Lv2dU，9.9.某电容式话筒的原理如图所示某电容式话筒的原理如图所示,E,E为电源为电源,R,R为电阻为电阻, ,薄片薄片P P和和Q Q为两金属极板为两金属极板, ,对对着话筒说话时着话筒说话时,P,P振动而振动而Q Q可视为不动可视为不动, ,当当P P、Q Q间距离增大时间距离增大时, ,下列判断中正确的下列判断中正确的是是( () )A.PA.P、Q Q构成的电容器的电容增加

31、构成的电容器的电容增加B.PB.P上电荷量保持不变上电荷量保持不变C.C.有电流自有电流自M M经经R R流向流向N ND.PQD.PQ间的电场强度减小间的电场强度减小 【解析解析】选选C C、D D。电容式话筒与电源串联。电容式话筒与电源串联, ,电压保持不变。在电压保持不变。在PQPQ间距增大过程间距增大过程中中, ,根据电容决定式根据电容决定式C= ,C= ,得电容减小得电容减小, ,故故A A错误错误; ;根据电容定义式根据电容定义式C= C= 得电得电容器所带电量减小容器所带电量减小, ,电容器的放电电流通过电容器的放电电流通过R R的方向由的方向由M M到到N,N,再根据场强再根据

32、场强E= E= 知知场强变小场强变小, ,故故C C、D D正确正确,B,B错误错误; ;故选故选C C、D D。rS4 kdQUUd10.10.如图所示如图所示,ABCD,ABCD为一正方形为一正方形,M,M、N N、P P、Q Q分别为正方形四条边的中点分别为正方形四条边的中点, ,空间存空间存在与正方形平面平行且范围足够大的匀强电场。已知质子由在与正方形平面平行且范围足够大的匀强电场。已知质子由A A点运动到点运动到B B点电场点电场力做功为力做功为-10 eV-10 eV、质子由、质子由A A点运动到点运动到C C点电场力做功为点电场力做功为-20 eV-20 eV。则下列说法正确。则

33、下列说法正确的是的是( () )A.A.电场强度的方向应由电场强度的方向应由C C指向指向A AB.B.质子由质子由Q Q点运动到点运动到N N点的过程中点的过程中, ,电场力不做功电场力不做功C.C.电子由电子由B B点运动到点运动到D D点的过程中点的过程中, ,电场力做功电场力做功10 eV10 eVD.D.电子由电子由M M点运动到点运动到A A点的过程中点的过程中, ,电子的电势能增加电子的电势能增加15 eV15 eV 【解析解析】选选A A、D D。由题意根据。由题意根据W=qUW=qU可知可知, ,质子由质子由A A运动到运动到B B时时W WABAB=qU=qUABAB, ,

34、代入数据解代入数据解得得U UABAB=-10 V;=-10 V;同理同理U UACAC=-20 V,=-20 V,假设假设A A点的电势为点的电势为0 V,0 V,则则B B点的电势为点的电势为10 V,C10 V,C点的电点的电势为势为20 V,20 V,由匀强电场的特点可知正方形对角线的交点由匀强电场的特点可知正方形对角线的交点O O的电势为的电势为10 V,10 V,因此因此BDBD连线为等势线连线为等势线, ,如图所示如图所示 所以电场线的方向一定由所以电场线的方向一定由C C指向指向A,A,故故A A正确正确; ;由于由于M M、N N、P P、Q Q分别为正方形四条分别为正方形四

35、条边的中点边的中点, ,则则M M点与点与Q Q点的电势均为点的电势均为15 V,P15 V,P点与点与N N点的电势均为点的电势均为5 V,5 V,则质子由则质子由Q Q点点运动到运动到N N点的过程中点的过程中, ,电场力做功为电场力做功为W WQNQN=qU=qUQNQN=10 eV,=10 eV,故故B B错误错误; ;由于由于B B、D D两点的电两点的电势相等势相等, ,则电子由则电子由B B点运动到点运动到D D点的过程中电场力做功为零点的过程中电场力做功为零, ,故故C C错误错误; ;电子由电子由M M点点运动到运动到A A点的过程中点的过程中, ,电场力做功为电场力做功为W

36、 WMAMA=qU=qUMAMA=-15 eV,=-15 eV,则电子的电势能增加则电子的电势能增加15 eV,15 eV,故故D D正确。故选正确。故选A A、D D。 11.11.如图甲所示如图甲所示,A,A、B B为某电场中一条直线上的两个点为某电场中一条直线上的两个点, ,现将一正点电荷从现将一正点电荷从A A点由点由静止释放静止释放, ,仅在电场力的作用下运动一段距离到达仅在电场力的作用下运动一段距离到达B B点点, ,其电势能其电势能E Ep p随位移随位移x x的变的变化关系如图乙所示化关系如图乙所示, ,从从A A到到B B过程中过程中, ,下列说法正确的是下列说法正确的是(

37、() ) A.A.电场力对点电荷一直做正功电场力对点电荷一直做正功B.B.点电荷所受电场力先减小后增大点电荷所受电场力先减小后增大C.C.电势先降低后升高电势先降低后升高D.AD.A、B B两点处电场强度方向相同两点处电场强度方向相同 【解题指导解题指导】解答本题需注意以下两点解答本题需注意以下两点(1)(1)电场力做功与电势能之间满足电场力做功与电势能之间满足: :正对减、负对增的关系。正对减、负对增的关系。(2)E(2)Ep p-x-x图象的斜率大小对应电场力的大小。图象的斜率大小对应电场力的大小。【解析解析】选选B B、C C。从。从A A到到B,B,电荷的电势能先减小后增大电荷的电势能

38、先减小后增大, ,说明电场力先做正功后说明电场力先做正功后做负功做负功,A,A项错误项错误;E;Ep p-x-x图象的斜率图象的斜率 =F=F电场力电场力, ,所以电场力大小先减小后增所以电场力大小先减小后增大大,B,B项正确项正确; ;电场力先做正功后做负功电场力先做正功后做负功, ,所以电场强度方向先向右后向左所以电场强度方向先向右后向左, ,电势电势先降低后升高先降低后升高,C,C项正确项正确,D,D项错误。项错误。pE|x【加固训练加固训练】( (多选多选) )如图甲所示如图甲所示, ,有一绝缘圆环有一绝缘圆环, ,圆环上均匀分布着正电荷圆环上均匀分布着正电荷, ,圆环平面与竖直圆环平

39、面与竖直平面重合。一光滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环平面重合。一光滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环, ,细杆上套有一个质量细杆上套有一个质量m=10 gm=10 g的带正电的小球的带正电的小球, ,小球所带电荷量小球所带电荷量q=5.0q=5.01010-4-4 C C。小球从。小球从C C点由静止释放点由静止释放, ,其沿细杆由其沿细杆由C C经经B B向向A A运动的运动的v-tv-t图象如图乙所示。小球运动到图象如图乙所示。小球运动到B B点时点时, ,速度图象的速度图象的切线斜率最大切线斜率最大( (图中标出了该切线图中标出了该切线) )。则下列说法正确的是。则下列说法正确的是(

40、 () ) A.A.在在O O点右侧杆上点右侧杆上,B,B点场强最大点场强最大, ,场强大小为场强大小为E=1.2 V/mE=1.2 V/mB.B.由由C C到到A A的过程中的过程中, ,小球的电势能先减小后增大小球的电势能先减小后增大C.C.由由C C到到A A电势逐渐降低电势逐渐降低D.CD.C、B B两点间的电势差两点间的电势差U UCBCB=0.9 V=0.9 V【解析解析】选选A A、C C、D D。由题图乙可知。由题图乙可知, ,小球在小球在B B点的加速度最大点的加速度最大, ,故受力最大故受力最大, ,加加速度由电场力提供速度由电场力提供, ,故故B B点的电场强度最大点的电

41、场强度最大,a= ,a= ,解得解得E=1.2 V/m,E=1.2 V/m,选项选项A A正确正确; ;从从C C到到A,A,电场力一直做正功电场力一直做正功, ,故电势能一直减小故电势能一直减小, ,选项选项B B错误错误,C,C正确正确; ;由由C C到到B,B,电场力做功为电场力做功为W= -0,CW= -0,C、B B间电势差为间电势差为U UCBCB= =0.9 V,= =0.9 V,选项选项D D正确。正确。vEqtm2B1mv2Wq12.12.某静电场中某静电场中x x轴上电场强度轴上电场强度E E随随x x变化的关系如图所示变化的关系如图所示, ,设设x x轴正方向为电场强轴正

42、方向为电场强度的正方向。一带电荷量大小为度的正方向。一带电荷量大小为q q的粒子从坐标原点的粒子从坐标原点O O沿沿x x轴正方向运动轴正方向运动, ,结果粒结果粒子刚好能运动到子刚好能运动到x=3xx=3x0 0处处, ,假设粒子仅受电场力作用假设粒子仅受电场力作用,E,E0 0和和x x0 0已知已知, ,则则( () )A.A.粒子一定带负电粒子一定带负电B.B.粒子的初动能大小为粒子的初动能大小为 qEqE0 0 x x0 0C.C.粒子沿粒子沿x x轴正方向运动过程中电势能先增大后减小轴正方向运动过程中电势能先增大后减小D.D.粒子沿粒子沿x x轴正方向运动过程中最大动能为轴正方向运

43、动过程中最大动能为2qE2qE0 0 x x0 0 32【解析解析】选选B B、D D。如果粒子带负电。如果粒子带负电, ,粒子在电场中一定先做减速运动后做加速粒子在电场中一定先做减速运动后做加速运动运动, ,因此粒子在因此粒子在x=3xx=3x0 0处的速度不可能为零处的速度不可能为零, ,故粒子一定带正电故粒子一定带正电,A,A错误错误; ;根据动根据动能定理能定理 qEqE0 0 x x0 0- - 2qE2qE0 02x2x0 0=0-E=0-Ek0k0, ,可得可得E Ek0k0= qE= qE0 0 x x0 0,B,B正确正确; ;粒子向右运动粒子向右运动的过程中的过程中, ,电

44、场力先做正功后做负功电场力先做正功后做负功, ,因此电势能先减小后增大因此电势能先减小后增大,C,C错误错误; ;粒子运粒子运动到动到x x0 0处动能最大处动能最大, ,根据动能定理根据动能定理 qEqE0 0 x x0 0=E=Ekmaxkmax-E-Ek0k0, ,解得解得E Ekmaxkmax=2qE=2qE0 0 x x0 0,D,D正确。正确。12123212【总结提升总结提升】静电场中的三类图象静电场中的三类图象1.v-t1.v-t图象图象根据根据v-tv-t图象的速度变化、斜率变化图象的速度变化、斜率变化( (即加速度大小的变化即加速度大小的变化),),确定电荷所受电场确定电荷

45、所受电场力的方向与电场力的大小变化情况力的方向与电场力的大小变化情况, ,进而确定电场的方向、电势的高低及电势进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化。能的变化。2.-x2.-x图象图象(1)(1)电场强度的大小等于电场强度的大小等于-x-x图线的斜率大小图线的斜率大小, ,电场强度为零处电场强度为零处,-x,-x图线存在图线存在极值极值, ,其切线的斜率为零。其切线的斜率为零。(2)(2)在在-x-x图象中可以直接判断各点电势的大小图象中可以直接判断各点电势的大小, ,并可根据电势大小关系确定电并可根据电势大小关系确定电场强度的方向。场强度的方向。(3)(3)在在-x-x图象中分析电荷移

46、动时电势能的变化图象中分析电荷移动时电势能的变化, ,可用可用W WABAB=qU=qUABAB, ,进而分析进而分析W WABAB的正的正负负, ,然后做出判断。然后做出判断。3.E-x3.E-x图象图象在给定了电场的在给定了电场的E-xE-x图象后图象后, ,可以由图线确定电场强度的变化情况可以由图线确定电场强度的变化情况, ,电势的变化电势的变化情况情况,E-x,E-x图线与图线与x x轴所围图形轴所围图形“面积面积”表示电势差。在与粒子运动相结合的题表示电势差。在与粒子运动相结合的题目中目中, ,可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况。可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势

47、能变化等情况。 二、实验题二、实验题( (共共8 8分分) )13.13.如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素, ,其中电容器其中电容器左侧极板和静电计外壳均接地左侧极板和静电计外壳均接地, ,电容器右侧极板与静电计金属球相连电容器右侧极板与静电计金属球相连, ,使电容器使电容器带电后与电源断开。带电后与电源断开。 (1)(1)下列关于实验中使用静电计的说法正确的是下列关于实验中使用静电计的说法正确的是。A.A.使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况B.B.静电计可以用电流表替

48、代静电计可以用电流表替代C.C.静电计可以用电压表替代静电计可以用电压表替代D.D.使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况(2)(2)将左极板缓慢右移过程中将左极板缓慢右移过程中, ,可观察到静电计指针偏角可观察到静电计指针偏角( (选填选填“变变大大”“”“变小变小”或或“不变不变”) )。 【解题指南解题指南】解决本题的关键是知道静电计测量的是电容器两端的电势差解决本题的关键是知道静电计测量的是电容器两端的电势差, ,处理电容器动态处理电容器动态分析时分析时, ,关键抓住不变量关键抓住不变量, ,与电源断开与电源断开, ,电荷量保持不变电荷量保

49、持不变, ,结合电容的决定式和定结合电容的决定式和定义式进行分析。义式进行分析。【解析解析】(1)(1)静电计可测量电势差静电计可测量电势差, ,根据指针张角的大小根据指针张角的大小, ,观察电容器电压的变观察电容器电压的变化情况化情况, ,无法判断电量的变化情况无法判断电量的变化情况, ,故故A A正确正确,D,D错误错误; ;静电计与电压表、电流表的静电计与电压表、电流表的原理不同原理不同, ,不能替代不能替代, ,静电计是一个电容器静电计是一个电容器, ,电容量基本不变电容量基本不变, ,其电荷量与电势差其电荷量与电势差成正比成正比, ,而电流表、电压表线圈中必须有电流通过时而电流表、电

50、压表线圈中必须有电流通过时, ,指针才偏转指针才偏转, ,故故B B、C C错误。错误。故选故选A A。(2)(2)将左极板缓慢右移过程中将左极板缓慢右移过程中, ,根据电容的决定式根据电容的决定式C= ,C= ,将极板间距离减小将极板间距离减小时时, ,电容增大电容增大, ,根据根据U= ,U= ,电荷量不变电荷量不变, ,则电势差减小则电势差减小, ,指针偏角变小。指针偏角变小。答案答案: :(1)A(1)A(2)(2)变小变小rS4 kdQC三、计算题三、计算题( (本题共本题共5 5小题小题, ,共共4444分。要有必要的文字说明和解题步骤分。要有必要的文字说明和解题步骤, ,有数值计

51、有数值计算的要注明单位算的要注明单位) )14.(814.(8分分) )如图所示如图所示,P,P为倾角为倾角3030的光滑绝缘斜面的光滑绝缘斜面ABCABC斜边斜边ACAC的中点的中点, ,空间存在方空间存在方向水平向右的匀强电场向水平向右的匀强电场, ,场强大小未知场强大小未知, ,当在当在B B点固定一质量为点固定一质量为m m的带电小球时的带电小球时, ,另一完全相同的带电小球恰好可以静止在另一完全相同的带电小球恰好可以静止在P P点且对斜面无压力。已知点且对斜面无压力。已知AB=AB=l, ,重力重力加速度为加速度为g,g,静电力常量为静电力常量为k k。(1)(1)求带电小球的电性及

52、电量大小求带电小球的电性及电量大小; ;(2)(2)如果撤去如果撤去B B点的带电小球点的带电小球, ,将小球将小球m m从从A A点以速度点以速度v v0 0水平抛出水平抛出, ,求小球从抛出到第一次落回斜面的时间。求小球从抛出到第一次落回斜面的时间。 【解析解析】(1)(1)对小球对小球m m在在P P点进行受力分析可得点进行受力分析可得, ,小球所受电场力方向水平向左小球所受电场力方向水平向左, ,故小球带负电故小球带负电; ;由平衡条件可得由平衡条件可得:F:F库库cos60cos60=mg=mgF F库库sin60sin60=qE=qE由几何知识可得由几何知识可得AB=BP=AB=B

53、P=l, ,则有则有:F:F库库= = 联立解得联立解得qE= mg,q= qE= mg,q= (4(4分分) ) 22kql32mgkl(2)(2)如果撤去如果撤去B B点的带电小球点的带电小球, ,将小球将小球m m从从A A点以速度点以速度v v0 0水平抛出水平抛出, ,在水平方向受到在水平方向受到电场力电场力, ,小球做匀减速运动小球做匀减速运动, ,在竖直方向上在竖直方向上, ,小球做自由落体运动小球做自由落体运动; ;由于由于qE= mg,qE= mg,则有则有a ax x= = a ay y=g=gx=vx=v0 0t- at- ax xt t2 2y= ay= ay yt t

54、2 2 联立解得联立解得t= (4t= (4分分) )答案答案: :(1)(1)负电负电 (2) (2) 3qE3gm1212y3tan30 x3 03v3g2mgkl03v3g【加固训练加固训练】如图所示如图所示, ,水平绝缘轨道水平绝缘轨道ABAB长长L=4 m,L=4 m,离地高离地高h=1.8 m,Ah=1.8 m,A、B B间存在竖直向上的匀间存在竖直向上的匀强电场。一质量强电场。一质量m=0.1 kgm=0.1 kg、电荷量、电荷量q=-5q=-51010-5-5 C C 的小滑块的小滑块, ,从轨道上的从轨道上的A A点以点以v v0 0=6 m/s=6 m/s的初速度向右滑动的

55、初速度向右滑动, ,从从B B点离开电场后点离开电场后, ,落在地面上的落在地面上的C C点。已知点。已知C C、B B间间的水平距离的水平距离x=2.4 m,x=2.4 m,滑块与轨道间的动摩擦因数滑块与轨道间的动摩擦因数=0.2,g=0.2,g取取10 m/s10 m/s2 2, ,不计空气不计空气阻力。求阻力。求: :(1)(1)滑块离开滑块离开B B点时速度的大小点时速度的大小; ;(2)(2)滑块从滑块从A A点运动到点运动到B B点所用的时间点所用的时间; ;(3)(3)匀强电场的场强匀强电场的场强E E的大小。的大小。 【解析解析】(1)(1)从从B B到到C C过程中过程中,

56、,有有h= gth= gt2 2x=vx=vB Bt t解得解得v vB B=4 m/s=4 m/s(2)(2)从从A A到到B B过程中过程中, ,有有L= tL= t解得解得t=0.8 st=0.8 s120Bvv2 (3) (3)在电场中运动时在电场中运动时, ,小滑块受力如图所示小滑块受力如图所示, , 由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得(mg+E|q|)=m|a|(mg+E|q|)=m|a|由运动学公式由运动学公式, ,有有 =2aL =2aL解得解得E=5E=510103 3 N/C N/C。答案答案: :(1)4 m/s(1)4 m/s(2)0.8 s(2)0.8 s(3)5(3)

57、510103 3 N/C N/C22B0vv15.(815.(8分分) )把一个带电荷量为把一个带电荷量为2 21010-8-8 C C的正点电荷从电场中的的正点电荷从电场中的A A点移到无限远处点移到无限远处时时, ,静电力做功静电力做功8 81010-6-6 J; J;若把该电荷从电场中的若把该电荷从电场中的B B点移到无限远处时点移到无限远处时, ,静电力做静电力做功功2 21010-6-6 J, J,取无限远处电势为零。取无限远处电势为零。(1)(1)求求A A点的电势。点的电势。(2)(2)求求A A、B B两点的电势差。两点的电势差。(3)(3)若把电荷量若把电荷量q= -2q=

58、-21010-5-5 C C的电荷由的电荷由A A点移到点移到B B点点, ,静电力做的功为多少静电力做的功为多少? ?【解析解析】(1)(1)无穷远处某点无穷远处某点O O的电势为零的电势为零, ,根据电场力做功与电势能变化的关系根据电场力做功与电势能变化的关系公式公式W WABAB=E=EpApA-E-EpBpB, ,有有W WOAOA=E=EpOpO-E-EpApA(1(1分分) )无穷远处电势能为零无穷远处电势能为零, ,即即E EpOpO=0=0故故E EpApA=-W=-WOAOA=8=81010-6-6 J(1 J(1分分) )根据电势的定义式根据电势的定义式= = 得得A A=

59、 = =400 V(1 =400 V(1分分) )pEq6pA8E8 10 Vq2 10(2)(2)把该电荷从电场中把该电荷从电场中B B点移到无限远处的点移到无限远处的O O点点, ,静电力做功静电力做功2 21010-6-6 J, J,取无限远处电势为零取无限远处电势为零, ,根据电场力做功与电势能变化的关系公式根据电场力做功与电势能变化的关系公式W WABAB=E=EpApA-E-EpBpB, ,有有W WOBOB=E=EpOpO-E-EpBpB(1(1分分) )无穷远处电势能为零无穷远处电势能为零, ,即即E EpOpO=0=0故故E EpBpB=-W=-WOBOB=2=21010-6

60、-6 J(1 J(1分分) )根据电势的定义式根据电势的定义式, ,得得B B= =100 V= =100 V故故A A、B B间的电势差为间的电势差为U UABAB= =A A- -B B=400 V-100 V=300 V;=400 V-100 V=300 V;(1(1分分) ) 6pB8E2 10Vq2 10(3)(3)若把若把2 21010-5-5 C C的负电荷由的负电荷由A A点移到点移到B B点点, ,静电力所做的功静电力所做的功: :W WABAB=qU=qUABAB=-2=-21010-5-5300 J=-6300 J=-61010-3-3 J J。 (2(2分分) )答案答