山东物理电场题库及答案

山东物理电场题库及答案

一、单项选择题1.关于电场强度的定义式\(E=\frac{F}{q}\)，下列说法正确的是（）A.该式只适用于点电荷产生的电场B.\(F\)是试探电荷受到的力，\(q\)是产生电场的电荷的电荷量C.电场强度\(E\)与\(F\)成正比，与\(q\)成反比D.电场中某一点的电场强度的大小和方向都与放入该点的试探电荷无关答案：D2.下列关于电场线的说法，正确的是（）A.电场线是电场中实际存在的线B.电场线的方向就是电荷受力的方向C.电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大D.电场线就是带电粒子在电场中运动的轨迹答案：C3.一个带正电的质点，电荷量\(q=2.0×10^{-9}C\)，在静电场中由\(a\)点移到\(b\)点，在这过程中，除电场力外，其他力做的功为\(6.0×10^{-5}J\)，质点的动能增加了\(8.0×10^{-5}J\)，则\(a\)、\(b\)两点间的电势差\(U_{ab}\)为（）A.\(1×10^{4}V\)B.\(-1×10^{4}V\)C.\(4×10^{4}V\)D.\(-4×10^{4}V\)答案：A4.下列关于等势面的说法正确的是（）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.等势面一定与电场线垂直D.两个等势面可以相交答案：C5.如图所示，在电场强度为\(E\)的匀强电场中，一个电荷量为\(q\)的正电荷，沿着电场线方向从\(A\)点移动到\(B\)点，\(A\)、\(B\)两点间的距离为\(d\)，则电场力对该电荷做的功为（）A.\(qEd\)B.\(-qEd\)C.\(qE/d\)D.\(-qE/d\)答案：A6.真空中有两个静止的点电荷，它们之间的静电力为\(F\)。如果保持它们的电荷量不变，而将它们之间的距离增大为原来的\(2\)倍，那么它们之间静电力的大小变为（）A.\(F/4\)B.\(F/2\)C.\(2F\)D.\(4F\)答案：A7.一个电子在电场中由\(A\)点移到\(B\)点的过程中，电场力做功\(3eV\)，则\(A\)、\(B\)两点的电势差\(U_{AB}\)为（）A.\(3V\)B.\(-3V\)C.\(0.3V\)D.\(-0.3V\)答案：B8.下列关于电容的说法正确的是（）A.电容器所带电荷量越多，电容越大B.电容器两极板间的电压越高，电容越大C.电容器的电容与所带电荷量和两极板间的电压无关D.电容器的电容只由电容器本身的结构决定答案：C9.把一个平行板电容器接在电压\(U=10V\)的电源上，现进行下列四步动作：①合上\(S\)；②在两板中央插入一块厚为两板距离一半的金属板；③打开\(S\)；④抽出金属板。则此时电容器两板间的电压为（）A.\(0\)B.\(5V\)C.\(10V\)D.\(20V\)答案：D10.一个点电荷从电场中的\(a\)点移到\(b\)点，其电势能变化为零，则（）A.\(a\)、\(b\)两点的场强一定相等B.\(a\)、\(b\)两点的电势一定相等C.该点电荷一定沿等势面移动D.作用于该点电荷的电场力始终与其运动方向垂直答案：B二、多项选择题1.关于电场强度和电势，下列说法正确的是（）A.由公式\(E=\frac{F}{q}\)可知，\(E\)与\(F\)成正比，与\(q\)成反比B.电场强度为零的地方，电势不一定为零C.电势为零的地方，电场强度一定为零D.沿着电场线方向，电势逐渐降低答案：BD2.下列说法正确的是（）A.电场线和等势面都是客观存在的B.电场线越密的地方，等势面也越密C.电场线与等势面总是垂直的D.沿等势面移动电荷，电场力不做功答案：CD3.一个带负电的粒子在电场中仅受电场力作用做直线运动，其速度随时间变化的图像如图所示，\(t_1\)、\(t_2\)时刻分别经过\(M\)、\(N\)两点。以下说法正确的是（）A.粒子在\(M\)点的电势能小于在\(N\)点的电势能B.\(M\)点的电势高于\(N\)点的电势C.粒子从\(M\)点到\(N\)点，电场力做正功D.粒子从\(M\)点到\(N\)点，电场强度逐渐减小答案：BD4.对于真空中两个点电荷之间的库仑力，以下说法正确的是（）A.库仑力与两个点电荷的电荷量成正比B.库仑力与两个点电荷之间的距离成反比C.库仑力与两个点电荷之间的距离的平方成反比D.库仑力的方向沿着两点电荷的连线答案：ACD5.下列关于电容器的说法正确的是（）A.电容器的电容越大，储存的电荷量就越多B.电容器的电容与电容器是否带电无关C.电容器的电容由电容器本身的结构决定D.电容器两极板间的电势差越大，电容越大答案：BC6.如图所示，\(A\)、\(B\)、\(C\)为电场中同一电场线上的三点，设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法正确的是（）A.若在\(C\)点无初速地释放正电荷，电荷向\(B\)运动，电势能减小B.若在\(C\)点无初速地释放正电荷，电荷向\(B\)运动，电势能增加C.若在\(C\)点无初速地释放负电荷，电荷向\(A\)运动，电势能减小D.若在\(C\)点无初速地释放负电荷，电荷向\(A\)运动，电势能增加答案：AC7.下列关于匀强电场的说法正确的是（）A.匀强电场中，电场强度处处相同B.匀强电场中，电场线是一组平行且等间距的直线C.匀强电场中，各点的电势都相等D.在匀强电场中，沿电场线方向移动电荷，电场力做功与路径无关答案：ABD8.一个电子在电场力作用下从\(A\)点运动到\(B\)点，已知\(A\)点的电势为\(-20V\)，\(B\)点的电势为\(10V\)，则（）A.电子的电势能增加了\(30eV\)B.电子的电势能减少了\(30eV\)C.电场力对电子做功\(30eV\)D.电子克服电场力做功\(30eV\)答案：AD9.关于电场力和电场强度，下列说法正确的是（）A.电场强度的方向总是跟电场力的方向一致B.电场强度的大小总是跟电场力的大小成正比C.正电荷受到的电场力的方向跟电场强度的方向一致D.电场强度的大小和方向与试探电荷无关答案：CD10.如图所示，在平行板电容器两板间有一静止的带电粒子，当两板间距离增大时（）A.粒子将向上运动B.粒子将向下运动C.粒子仍保持静止D.电容器的电容减小答案：BD三、判断题1.电场强度为零的地方，电势也一定为零。（×）2.沿着电场线方向，电场强度一定越来越小。（×）3.电荷在等势面上移动时，电场力不做功。（√）4.电容器的电容与电容器所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比。（×）5.库仑定律适用于真空中两个静止的点电荷之间的相互作用。（√）6.电场线是真实存在的，它可以形象地描述电场的分布。（×）7.正电荷在电场中某点的电势能一定为正，负电荷在电场中某点的电势能一定为负。（×）8.匀强电场中，任意两点间的电势差与这两点间沿电场线方向的距离成正比。（√）9.一个电容器带的电荷量越多，它的电容就越大。（×）10.电子在电场中运动时，其电势能可能增加也可能减小。（√）四、简答题1.简述电场强度和电势的概念，并说明它们之间的关系。答案：电场强度是描述电场力性质的物理量，定义为放入电场中某点的试探电荷所受电场力\(F\)与它的电荷量\(q\)的比值，\(E=\frac{F}{q}\)。电势是描述电场能性质的物理量，是相对的，常取无穷远处电势为零。电场强度与电势的关系：沿电场线方向，电势逐渐降低；电场强度方向是电势降低最快的方向，但电场强度大小与电势高低无必然联系，比如匀强电场中电场强度不变，电势沿电场线降低。2.库仑定律的内容是什么？其适用条件有哪些？答案：库仑定律内容为：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。表达式为\(F=k\frac{q_1q_2}{r^{2}}\)，其中\(k\)是静电力常量。适用条件：一是真空中，二是点电荷。点电荷是理想化模型，当带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，可视为点电荷。3.简述电容器的电容概念，并说明影响平行板电容器电容大小的因素有哪些。答案：电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，定义为电容器所带电荷量\(Q\)与两极板间电势差\(U\)的比值，\(C=\frac{Q}{U}\)。对于平行板电容器，电容大小与极板的正对面积\(S\)、极板间的距离\(d\)以及极板间的电介质有关。电容\(C\)与正对面积\(S\)成正比，与极板间距离\(d\)成反比，插入相对介电常数大的电介质，电容增大。4.说明电场线的特点和作用。答案：电场线的特点：电场线从正电荷或无穷远处出发，终止于负电荷或无穷远处；电场线不相交；电场线的疏密表示电场强度的大小，电场线越密的地方电场强度越大；电场线是为了形象描述电场而假想的线，实际并不存在。作用：通过电场线可以直观地看出电场强度的方向和大小分布情况；可以根据电场线判断电荷在电场中的受力方向和运动轨迹的大致情况，帮助理解电场的性质。五、讨论题1.试讨论在电场中移动电荷时，电场力做功与电势能变化的关系，并举例说明。答案：电场力对电荷做功等于电荷电势能的减少量，即\(W_{AB}=E_{pA}-E_{pB}\)。当电场力做正功时，电势能减小；当电场力做负功时，电势能增加。例如，一个正电荷在电场力作用下从高电势点\(A\)移动到低电势点\(B\)，电场力方向与电荷运动方向相同，电场力做正功，电势能减小；若将正电荷从低电势点移动到高电势点，电场力方向与运动方向相反，电场力做负功，电势能增加。2.结合生活实际，讨论电场在现代科技中的应用。答案：在现代科技中，电场应用广泛。如静电除尘，利用高压电场使灰尘带电，在电场力作用下吸附到电极上，净化空气，常用于工厂烟囱等。还有喷墨打印机，通过电场控制墨滴的运动轨迹，准确地将墨滴喷射到纸上形成图案和文字。另外，电子示波器利用电场对电子束的偏转作用，显示电信号的波形等。电场在电子技术、医疗设备、航空航天等众多领域都发挥着重要作用，推动了科技的进步。3.当平行板电容器充电后与电源断开，讨论改变极板间距离、极板正对面积等因素时，电容器的电容、极板间电场强度等物理量的变化情况。答案：当电容器充电后与电源断开，电荷量\(Q\)不变。改变极板间距离\(d\)，根据\(C=\frac{\epsilonS}{4\pikd}\)，\(d\)增大，电容\(C\)减小；由\(U=\frac{Q}{C}\)，\(C\)减小，\(U\)增大；而电场强度\(E=\frac{U}{d}=\frac{Q}{Cd}=\frac{4\pikQ}{\epsilonS}\)，与\(d\)无关，所以\(E\)不变。改变极板正对面积\(S\)，\(S\)减小，电容\(C\)减小，\(U\)增大，\(E\)增大，因为\(E=\frac{4\pikQ}{\epsilonS}\)，\(S\)减小，\(E\)增大。4.比较电场强度的定义式\(E=\frac{F}{q}\)和点电荷电场强度的决定式\(E=k\frac{Q}{r^{2}}\)，讨