海南省人教版物理选修31第一章电场综合练习题（含答案）

6/62019年海南省人教版物理选修3-1第一章电场综合练习题〔含答案〕、单项选择题LISTNUMOutlineDefault\l3a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点.电场线与矩形所在的平面平行.a点的电势是20V,b点的电势是24V,d点的电势是4V,如下图.由此可知,c点的电势为()A.4VB.8VC.12VD.24VLISTNUMOutlineDefault\l3质子和氦核从静止开始经相同电压加速后,又垂直于电场方向进入一匀强电场,离开偏转电场时,它们侧向偏移量之比和在偏转电场中运动的时间之比分别为()A.2∶1,eq\r(2)∶1B.1∶1,1∶eq\r(2)C.1∶2,2∶1D.1∶4,1∶2LISTNUMOutlineDefault\l3一带电粒子沿图中曲线穿过一匀强电场中的等势面,且四个等势面的电势关系满足φa>φb>φc>φd,假设不计粒子所受重力,那么()A.粒子一定带正电B.粒子的运动是匀变速运动C.粒子从A点到B点运动的过程中动能先减小后增大D.粒子从A点到B点运动的过程中电势能增大LISTNUMOutlineDefault\l3如下图,一个带负电的油滴以初速v0从P点斜向上进入水平方向的匀强电场中,倾斜角θ＝45°,假设油滴到达最高点时速度大小仍为v0,那么油滴最高点的位置在()A.P点的左上方B.P点的右上方C.P点的正上方D.上述情况都可能LISTNUMOutlineDefault\l3如下图,沿x轴正向的匀强电场E中,有一动点A以O为圆心,r＝OA为半径做逆时针转动一周,O与圆周上的A点的连线OA与x轴正向(E方向)成θ角,那么此圆周上各点与A点间最大的电势差为()A.U＝ErB.U＝Er(sinθ＋1)C.U＝Er(cosθ＋1)D.U＝2ErLISTNUMOutlineDefault\l3关于库仑定律,以下说法正确的选项是()A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积很小的球体B.根据F＝keq\f(q1q2,r2),当两点电荷间的距离趋近于零时,电场力将趋向无穷大C.假设点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量,那么q1对q2的电场力大于q2对q1的电场力D.库仑定律和万有引力定律的表达式相似,都是平方反比定律LISTNUMOutlineDefault\l3如下图,两极板与电源相连接,电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场,且恰好从正极板边缘飞出,现在使电子入射速度变为原来的两倍,而电子仍从原位置射入,且仍从正极板边缘飞出,那么两极板的间距应变为原来的()A.2倍B.4倍C.eq\f(1,2)D.eq\f(1,4)LISTNUMOutlineDefault\l3对于电场中A、B两点,以下说法正确的选项是()A.电势差的定义式UAB＝WAB/q,说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比,与移动电荷的电荷量q成反比B.A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点电场力所做的功C.将1C电荷从A点移到B点,电场力做1J的功,这两点间的电势差为1VD.电荷由A点移到B点的过程中,除受电场力外,还受其他力的作用,电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功LISTNUMOutlineDefault\l3几种混合带电粒子(重力不计),初速度为零,它们从同一位置经同一电场加速后,又都垂直场强方向进入另一相同的匀强电场,设粒子射出偏转电场时都打在荧光屏上,且在荧光屏上只有一个亮点,那么到达荧光屏的各种粒子()A.电荷量一定相等B.质量一定相等C.比荷一定相等D.质量、电荷量都可能不等LISTNUMOutlineDefault\l3以下说法中正确的选项是()A.点电荷就是体积很小的带电体B.点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体C.根据F=keq\f(q1q2,r2)设想当r→0时得出F→∞D.静电力常量的数值是由实验得出的LISTNUMOutlineDefault\l3空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度E随x变化的图象如下图.以下说法中正确的选项是()A.O点的电势最低B.x2点的电势最高C.x1和－x1两点的电势相等D.x1和x3两点的电势相等LISTNUMOutlineDefault\l3如下图,在匀强电场E中,一带电粒子－q的初速度v0恰与电场线方向相同,那么带电粒子－q在开始运动后,将()A.沿电场线方向做匀加速直线运动B.沿电场线方向做变加速直线运动C.沿电场线方向做匀减速直线运动D.偏离电场线方向做曲线运动、多项选择题LISTNUMOutlineDefault\l3如下图,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φa、φb和φc,φa>φb>φc,一带正电粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN所示.由图可知()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,电势能增加D.粒子从L到M的过程中,动能减少LISTNUMOutlineDefault\l3如下图,不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔.当枕形导体的A端靠近一带电导体C时()A.A端金箔张开,B端金箔闭合B.用手接触枕形导体,A端金箔张开,B端金箔闭合C.用手接触枕形导体,后将手和C分别移走,两对金箔均张开D.选项C中两对金箔带同种电荷LISTNUMOutlineDefault\l3某电场中,点电荷从a点移到b点,电场力做功为零,那么()A.a、b两点的场强一定相等B.a、b两点间的电势差一定为零C.a、b两点的电势一定相等D.电荷所受到的电场力总是垂直于其移动方向LISTNUMOutlineDefault\l3以下图中A球系在绝缘细线的下端,B球固定在绝缘平面上,它们带电的种类以及位置已在图中标出.A球可保持静止的是()LISTNUMOutlineDefault\l3如下图,有一质量为m、带电荷量为q的油滴,被置于竖直放置的两平行金属板间的匀强电场中.设油滴是从两板中间位置,并以初速度为零进入电场的,可以判定()A.油滴在电场中做抛物线运动B.油滴在电场中做匀加速直线运动C.油滴打在极板上的运动时间只取决于电场强度和两板间距离D.油滴打在极板上的运动时间不仅取决于电场强度和两板间距离,还取决于油滴的比荷、填空题LISTNUMOutlineDefault\l3科学实验发现的最小电荷量就是所带的电荷量,与它带等量的电荷,但符号相反,人们把这个最小的电荷量叫做元电荷,e＝.LISTNUMOutlineDefault\l3自然界只有两种电荷,物理学中规定：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷.带有同种电荷的物体相互_____,带有异种电荷的物体相互____.带有等量异种电荷的物体相互接触会发生现象.带电体的三个共同特点是：具有的性质；能使验电器金属箔张角；带电体之间有相互.LISTNUMOutlineDefault\l3如下图,A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点,∠B＝30°,现在A、B两点放置两点电荷qA、qB,测得C点电场强度的方向与AB平行,那么qA带________电,qA∶qB＝________.、计算题LISTNUMOutlineDefault\l3一个电子(质量为9.1×10－31kg,电荷量为1.6×10－19C)以v0＝4×107m/s的初速度沿着匀强电场的电场线方向飞入匀强电场,匀强电场的电场强度大小E＝2×105N/C,不计重力,求：(1)电子在电场中运动的加速度大小；(2)电子进入电场的最大距离；(3)电子进入电场最大距离的一半时的动能.LISTNUMOutlineDefault\l3如下图,一个质量为1.0×10－4kg的带电小球,穿过一根光滑的绝缘杆,置于场强为2.0×102N/C的水平向右的匀强电场中,杆与水平面夹角为53°,小球刚好匀速下滑,问：(1)小球带何种电荷、电荷量为多少？(2)杆上A、B两点相距10cm,小球由A运动至B电场力所做的功为多大？A、B两点的电势差UAB为多大？(sin53°＝0.8,cos53°＝LISTNUMOutlineDefault\l3如下图.平行金属带电极板A、B间可看成匀强电场,场强E＝1.2×102V/m,极板间距离d＝5cm,电场中C和D点分别到A、B两板的距离均为0.5cm,B板接地,那么：(1)C和D两点的电势、两点间电势差各为多少？(2)将点电荷q＝2×10－2C从C点匀速移到DLISTNUMOutlineDefault\l3如下图是一匀强电场,场强E＝2×102N/C,现让一个电荷量为q＝－4×10－8C的电荷沿电场方向从M点移到N点,MN间的距离l＝30cm.(1)电荷从M点移到N点电势能的变化；(2)M、N两点间的电势差.LISTNUMOutlineDefault\l3如下图的电场,等势面是一簇互相平行的竖直平面,间隔均为d,各等势面的电势已在图中标出.现有一质量为m的带电小球以速度v0、方向与水平方向成45°角斜向上射入电场,要使小球做直线运动.问：(1)小球应带何种电荷？电荷量是多少？(2)在入射方向上小球最大位移是多少？(电场足够大)LISTNUMOutlineDefault\l3如下图,一个质量为1.0×10－4kg的带电小球,穿过一根光滑的绝缘杆,置于场强为2.0×102N/C的水平向右的匀强电场中,杆与水平面夹角为53°,小球刚好匀速下滑,问：(1)小球带何种电荷、电荷量为多少？(2)杆上A、B两点相距10cm,小球由A运动至B电场力所做的功为多大？A、B两点的电势差UAB为多大？(sin53°＝0.8,cos53°＝0.6)、简答题LISTNUMOutlineDefault\l3如下图,半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为＋Q的电荷,另一电荷量为＋q的点电荷放在球心O上,由于对称性,点电荷受力为零,现在球壳上挖去半径为r(r≪R)的一个小圆孔,那么此时置于球心的点电荷所受力的大小为多少？方向如何？(静电力常量k)

答案解析、单项选择题LISTNUMOutlineDefault\l3\s1答案B解析沿匀强电场中的直线,电势应均匀变化,如右图所示,连接b、d两点,并将连线五等分,那么每一等份的两端点电势差为4V,各点电势如下图,连接a点与bd上20V的点,连线为一条等势线,根据匀强电场的等势线相互平行的规律,过c点作等势线的平行线,线上所有点电势应与c点电势相等,用几何关系证明得：该线过电势为8V的点,故c点的电势为8V.LISTNUMOutlineDefault\l3答案B解析偏移量：y＝eq\f(l2U2,4dU1),可知y1∶y2＝1∶1,时间t＝leq\r(\f(m,2qU1)),t1∶t2＝1∶eq\r(2),B正确.LISTNUMOutlineDefault\l3答案B解析由于φa>φb>φc>φd,所以电场线垂直于等势面由a指向d,根据电荷运动规律可知其受力由d指向a,即该粒子带负电,动能在变大,电势能在减小.点拨由轨迹判断受力情况,进而得到做功情况及能量的变化.LISTNUMOutlineDefault\l3答案A解析当油滴到达最高时,重力做了负功,要使油滴的速度仍为v0,需电场力做正功,又油滴带负电,因而C点应在P点左侧.LISTNUMOutlineDefault\l3答案C解析由U＝Ed知,与A点间电势差最大的点应是沿场强方向与A点相距最远的点,dmax＝r＋rcosθ,所以Umax＝Er(cosθ＋1),C对.LISTNUMOutlineDefault\l3答案DLISTNUMOutlineDefault\l3答案C解析电子在两极板间做类平抛运动.水平方向：l＝v0t,所以t＝eq\f(l,v0).竖直方向：d＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(qU,2md)t2＝eq\f(qUl2,2mdv\o\al(2,0)),故d2＝eq\f(qUl2,2mv\o\al(2,0)),即d∝eq\f(1,v0),故C正确.LISTNUMOutlineDefault\l3答案C解析根据电势差的定义,电场中两点间的电势差在数值上等于将单位正电荷从一点移到另一点电场力所做的功,仅由电场及两点位置决定,与移动的电荷量及做功的多少无关,即U＝eq\f(W,q)是比值定义式,所以A错,B错,C对.电势能的变化唯一决定于电场力做的功,与其他力是否做功,做多少功无关,D错.LISTNUMOutlineDefault\l3答案D解析只要带同种电荷；粒子经同一电场加速又经同一电场偏转,那么偏移量相同.LISTNUMOutlineDefault\l3答案D解析由点电荷的概念知,A、B均错.当两电荷间距离r→0时,两电荷已不能看作点电荷,库仑定律不再适用,C错.而静电力常量是由实验测出的,故D项正确.0时,两电荷已不能看作点电荷,库仑定律不再适用,C错.而静电力常量是由实验测出的,故D项正确.LISTNUMOutlineDefault\l3答案C解析电势上下与场强大小无必然联系.O点场强为0,电势不一定最低,A错.x2点是场强正向最大的位置,电势不是最高,B错.将电荷从x1移到－x1可由题图知电场力做功为零,故两点电势相等,而把电荷从x1移到x3电场力做功不为零,C对,D错.LISTNUMOutlineDefault\l3答案C解析在匀强电场E中,带电粒子所受电场力为恒力.带电粒子受到与运动方向相反的恒定的电场力作用,产生与运动方向相反的恒定的加速度,因此,带电粒子－q在开始运动后,将沿电场线做匀减速直线运动.、多项选择题LISTNUMOutlineDefault\l3答案AC解析因为运动的粒子带正电,从其轨迹弯曲情况可判定受到的是库仑斥力,所以场源电荷必定为正电荷,即电势上下关系为φa>φb>φc.因此φK＝φN<φM<φL.所以由K到L过程中电场力做负功.电势能增加,A、C正确.由L到M过程中,电场力做正功,电势能减小,动能增加,B、D错误.点评(1)电场力做功与路径无关,所以当电场中两点的位置确定后,在两点间移动电荷时电场力做功是确定的值,也就是说电荷的电势能变化量是确定的.(2)电场力做功一定伴随着电势能的变化,电势能的变化只有通过电场力做功才能实现,其他力做功不会引起电势能的变化.(3)电场力对电荷做正功,电势能一定减少；电场力对电荷做负功,电势能一定增加.电场力做了多少正功,电势能就减少多少；电场力做了多少负功,电势能就增加多少.LISTNUMOutlineDefault\l3答案BCD解析根据静电感应现象,带正电的导体C放在枕形导体附近,在A端出现了负电荷,在B端出现了正电荷,这样的带电并不是导体中有新的电荷产生,只是电荷的重新分布.金箔因带电相斥而张开,选项A错误.用手接触枕形导体后,A端带负电,B端不是最远端了,人是导体,人的脚部甚至地球是最远端,这样B端不再有电荷,金箔闭合,选项B正确.用手接触导体时,只有A端带负电,将手和导体C分别移走后,不再有静电感应,A端所带负电荷便分布在枕形导体上,A、B端均带有负电,两对金箔均张开,选项C、D正确.点评手接触导体后,导体与大地形成一个带电体,导体为近端,大地为远端.LISTNUMOutlineDefault\l3答案BC解析电荷在电场中移动过程中,电场力做功为零,那么其电势能不变,电荷在初末两位置的电势能相等,因此电荷所在的初末两位置电势相等,但初末两位置间场强不一定相等.虽然电场力做功为零,但不一定在移动时电荷运动方向总是与电场力方向垂直,因为电场力做功为零可以由多种可能的运动路径造成.LISTNUMOutlineDefault\l3答案ADLISTNUMOutlineDefault\l3答案BD解析粒子从静止开始,受重力和电场力作用,两个力都是恒力,所以合力是恒力,粒子在恒力作用下做初速度为零的匀加速直线运动,选项B、D对、填空题LISTNUMOutlineDefault\l3答案电子质子、正电子1.60×10－19CLISTNUMOutlineDefault\l3答案排斥吸引中和吸引轻小物体发生变化作用力LISTNUMOutlineDefault\l3答案负1∶8解析放在A点和B点的点电荷在C处产生的电场强度方向分别在AC和BC的连线上,因C点电场强度方向与BA方向平行,故放在A点的点电荷和放在B点的点电荷产生的电场强度方向只能如下图：由C→A和由B→C,故qA带负电,qB带正电,且EB＝2EA,即keq\f(qB,B\x\to(C)2)＝2keq\f(qA,A\x\to(C)2),又由几何关系知Beq\x\to(C)＝2Aeq\x\to(C),所以qA∶qB＝1∶8.、计算题LISTNUMOutlineDefault\l3答案(1)3.5×1016m/s2(2)2.28×10－2m(3)3.6×10－16J解析(1)电子沿着匀强电场的电场线方向飞入时,仅受电场力作用,且做匀减速运动,由牛顿第二定律,得qE＝ma,即a＝eq\f(qE,m)＝eq\f(1.6×10－19×2×105,9.1×10－31)m/s2＝3.5×1016m/s2(2)电子做匀减速直线运动.由运动学公式得veq\o\al(2,0)＝2ax,即x＝eq\f(v\o\al(2,0),2a)＝eq\f((4×107)2,2×3.5×1016)m＝2.28×10－2m.所以电子进入电场的最大距离为2.28×10－2(3)当电子进入电场最大距离一半时,即电子在电场中运动x′＝eq\f(x,2)＝1.14×10－2m时,设此时动能为Ek,电场力做负功,由动能定理,得－qEx′＝Ek－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)所以Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－qEx′＝eq\f(1,2)×9.1×10－31×(4×107)2－1.6×10－19×2×105×1.14×10－2＝3.6×10－16J点评由牛顿第二定律,结合匀变速直线运动的规律或动能定理求解.LISTNUMOutlineDefault\l3答案(1)eq\f(2,3)×10－5C负电(2)－8×10－5J12V解析(1)有小球匀速下滑可判断其受力如右图所示那么有：eq\f(Eq,mg)＝tan53°q＝eq\f(mgtan53°,E)＝eq\f(2,3)×10－5C小球所带电荷为负电.(2)小球由A运动到BWAB＝－qELcos53°＝－8×10－5J,UAB＝eq\f(WAB,－q)＝12V.LISTNUMOutlineDefault\l3答案(1)－5.4V－0.6V－4.8V(2)9.6×10－2J解析(1)因正极板接地,故板间各点电势均小于零,那么UBD、UBC均大于零,由U＝Ed得UBD＝EdBD＝1.2×102×0.5×10－2V＝0.6V,即φD＝－0.6V由于dCB＝5cm－0.5cm＝4.5cm＝4.5×10－2cm所以UCB＝－EdCB＝－1.2×102×4.5×10－2V＝－5.4V＝φC所以UCD＝φC－φD＝－5.4V－(－0.6V)＝－4.8V.(2)因为匀速移动,外力所做的功等于电场力所做的功W外＝|qUCD|＝2×10－2×4.8J＝9.6×10－2JLISTNUMOutlineDefault\l3答案(1)电势能增加了2.4×10－6J(2)60V解析(1)由图可知,负电荷在该电场中所受电场力F为恒力,且方向向左.因此从M点移到N点,电荷克服电场力做功,电势能增加,增加的电势能ΔE电等于电荷克服电场力做的功W.电荷克服电场力做功为W＝qEl＝4×10－8×2×102×0.3J＝2.4×10－6J,故电势能增加了2.4×10－6J.(2)从M点到N点电场力对电荷做负功为WMN＝－2.4×10－6J,那么M、N两点间的电势差为UMN＝eq\f(WMN,q)＝eq\f(－2.4×10－6,－4