2026年天津市苏教版高中物理选修第12章电磁学基础巩固习题

2026年天津市苏教版高中物理选修第12章电磁学基础巩固习题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在研究电场力做功与电势能变化的关系时，下列说法正确的是（）A.电场力做正功时，电势能一定增加B.电场力做负功时，电势能一定减小C.电势能的变化量等于电场力做功的绝对值D.电势能的变化方向与电场力方向始终相反2.如图所示，一个带正电的金属球靠近一个绝缘的金属导体，导体左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷。若将导体左侧的负电荷移走，则导体（）A.整体电势升高B.整体电势降低C.电势不变D.无法判断3.在真空中，一个点电荷Q产生电场，距离Q为r处的电场强度大小为E。若将另一个点电荷q放入该电场中，则q受到的电场力大小为（）A.qEB.kQq/r²C.kQq/rD.E/q4.关于电势和电势能，下列说法正确的是（）A.电势是标量，电势能是矢量B.电势零点的选择不影响电场中某点的电势C.电势能的大小与试探电荷的电量成正比D.电势高的地方电势能一定大5.一个带电粒子在匀强电场中运动，不计重力。若粒子从静止开始被加速，则其动能增加量等于（）A.电场力做的功B.电势能的减少量C.电势差与粒子电量的乘积D.以上都不对6.如图所示，两个等量异种点电荷Q和-Q分别位于x轴上的A、B两点，A、B间距为L。x轴上C点位于AB中点，则C点的电场强度大小为（）A.0B.kQ/L²C.2kQ/L²D.kQ/2L²7.在静电场中，一个带电粒子沿着电场线运动，下列说法正确的是（）A.粒子速度一定增加B.粒子动能一定增加C.电场力做功为零D.电势能一定不变8.关于电容，下列说法正确的是（）A.电容是描述电容器储存电荷能力的物理量B.电容的单位是伏特C.电容器的电容与所带电荷量成正比D.平行板电容器的电容与极板面积成正比，与极板间距成反比9.一个平行板电容器，极板间距为d，极板面积为S。若在两极板间插入一块厚度为d/2、介电常数为ε的均匀电介质，则电容变为原来的（）A.2倍B.1/2倍C.2ε倍D.ε/2倍10.如图所示，一个带正电的金属球靠近一个绝缘的金属导体，导体左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷。若将导体接地，则（）A.导体上的负电荷被中和B.导体上的正电荷被中和C.导体电势升高D.导体电势降低二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.电场中某点的电场强度方向规定为________的方向。2.一个点电荷Q在距离其1m处产生的电场强度大小为100N/C，则Q的电量大小为________C（k=9×10⁹N•m²/C²）。3.电势是________，电势能是________。4.电场力做功与路径________，电势能的变化与路径________。5.一个带电粒子在匀强电场中沿电场线方向运动，电场力做功为W，则粒子动能的变化量为________。6.两个平行金属板，间距为d，板间电压为U，则板间电场强度大小为________。7.电容器的电容定义式为________，单位是________。8.平行板电容器的电容公式为________，其中ε是________。9.一个电容器带电荷量为Q，电势差为U，则其电容为________。10.导体处于静电平衡时，内部电场强度________，表面电场强度方向________。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.电场线是真实存在的曲线。（×）2.电场中某点的电场强度与试探电荷的电量无关。（√）3.电势零点的选择是任意的，但必须为0。（×）4.电势能是标量，其正负表示大小。（×）5.匀强电场中，沿电场线方向移动电荷，电势能一定减少。（√）6.电容器的电容与所带电荷量成正比。（×）7.平行板电容器的电容与极板面积成正比，与极板间距成反比。（√）8.导体接地后，其电势一定为0。（√）9.感应电荷产生的电场与原电场叠加，使导体内部电场强度为0。（√）10.电场力做功等于电势能的减少量。（√）四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述电场强度的定义及其物理意义。2.解释电势与电势能的区别与联系。3.说明电场力做功的公式及其适用条件。4.描述静电感应现象的原理。5.解释平行板电容器电容公式中各物理量的含义。6.说明电势零点选择对电场中某点电势的影响。7.比较点电荷电场与匀强电场的电场线特点。8.解释为什么静电平衡的导体内部电场强度为0。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.一个点电荷Q=+2μC，距离其0.5m处有一个试探电荷q=-3nC。求q受到的电场力大小和方向。2.一个平行板电容器，极板间距为0.02m，极板面积S=100cm²。若两极板间电压为200V，求电容器的电容。3.一个带电粒子电荷量q=+1.6×10⁻¹⁹C，质量m=1.6×10⁻²⁸kg，在匀强电场中沿电场线方向运动，电场强度E=500N/C。若粒子初速度为0，求粒子运动2m后的速度大小。4.一个电容器带电荷量为Q=6μC，电势差为U=300V。求电容器的电容。5.一个平行板电容器，极板间距为d，极板面积S。若在两极板间插入一块厚度为d/2、介电常数为ε的均匀电介质，求电容变为原来的多少倍。6.一个带正电的金属球靠近一个绝缘的金属导体，导体左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷。若将导体接地，求导体上的电荷如何变化。7.一个点电荷Q=+4μC，距离其1m处有一个试探电荷q=-2nC，再距离Q为2m处有一个试探电荷q'=+1nC。求q'受到的电场力大小和方向。8.一个平行板电容器，极板间距为d，极板面积S。若两极板间电压为U，求板间电场力对电荷q做的功。【标准答案及解析】一、单项选择题1.B（电场力做负功时，电势能增加；电势能变化量等于电场力做功的负值）2.A（导体左侧感应出负电荷，接地后负电荷被中和，导体电势升高）3.B（根据电场强度公式E=kQ/r²，电场力F=qE=kQq/r²）4.C（电势能Ep=qφ，电势能大小与试探电荷电量成正比）5.A（根据动能定理，动能增加量等于电场力做的功）6.C（根据电场叠加原理，C点电场强度E=kQ/L²-kQ/(2L)²=3kQ/4L²）7.B（沿电场线方向移动正电荷，速度增加；动能增加；电场力做正功，电势能减少）8.D（电容是描述电容器储存电荷能力的物理量，单位是法拉；电容与所带电荷量无关；平行板电容器电容C=εS/4πkd）9.A（插入电介质后，电容变为C'=2C=2εS/4πkd=2ε倍）10.A（导体接地后，左侧负电荷被中和，导体电势降低）二、填空题1.正电荷受力2.9×10⁻⁹（根据E=kQ/r²，Q=Er²/k=100×1²/9×10⁹=1.1×10⁻⁷C）3.标量；矢量4.无关；有关5.W6.U/d7.C=Q/U；法拉8.C=εS/4πkd；电介质的介电常数9.C=Q/U10.为0；垂直于导体表面向外三、判断题1.×（电场线是虚拟的，用于描述电场分布）2.√（电场强度是电场本身的性质，与试探电荷无关）3.×（电势零点选择是任意的，但必须为0）4.×（电势能是标量，正负表示大小和方向）5.√（沿电场线方向移动正电荷，电场力做正功，电势能减少）6.×（电容是电容器本身的性质，与所带电荷量无关）7.√（平行板电容器电容C=εS/4πkd，与极板面积成正比，与极板间距成反比）8.√（接地后导体电势为0）9.√（感应电荷产生的电场与原电场叠加，使导体内部电场强度为0）10.√（电场力做功等于电势能的减少量）四、简答题1.电场强度是描述电场力强弱的物理量，定义为放入电场中某点的试探电荷所受电场力F与试探电荷电量q的比值，即E=F/q。电场强度的方向规定为正电荷在该点受力的方向。2.电势是描述电场能的性质的物理量，是标量，表示电场中某点单位正电荷具有的电势能。电势能与试探电荷的电量成正比，是矢量。3.电场力做功的公式为W=qU，其中q是试探电荷的电量，U是电场中两点间的电势差。该公式适用于匀强电场。4.静电感应现象是指导体在静电场中，由于导体内部自由电荷的定向移动，导致导体内部出现电荷重新分布的现象。导体左侧感应出与原电场方向相反的电荷，右侧感应出与原电场方向相同的电荷。5.平行板电容器电容公式为C=εS/4πkd，其中ε是电介质的介电常数，S是极板面积，d是极板间距。该公式描述了平行板电容器的电容与各物理量之间的关系。6.电势零点的选择对电场中某点电势的数值有影响，但不会影响电势的相对大小关系。7.点电荷电场电场线是从正电荷出发，终止于负电荷的辐射状直线；匀强电场电场线是平行且等间距的直线。8.静电平衡的导体内部电场强度为0，是因为导体内部自由电荷在电场力作用下定向移动，直到内部电场强度被完全抵消。五、应用题1.根据电场强度公式E=kQ/r²，Q=+2μC，r=0.5m，k=9×10⁹N•m²/C²，E=9×10⁹×2×10⁻⁶/0.5²=7.2×10⁴N/C，方向沿Q指向q。根据电场力公式F=qE，q=-3nC=-3×10⁻⁹C，F=-3×10⁻⁹×7.2×10⁴=-2.16×10⁻⁴N，方向沿q指向Q。2.根据电容公式C=εS/4πkd，S=100cm²=10⁻²m²，d=0.02m，C=εS/4πkd，假设ε=1，C=1×10⁻²/4π×9×10⁹×0.02≈4.4×10⁻¹¹F=44pF。3.根据动能定理W=ΔEk，W=qEd=1.6×10⁻¹⁹×500×2=1.6×10⁻¹⁶J，ΔEk=1.6×10⁻¹⁶J，ΔEk=1/2mv²，v=√(2ΔEk/m)=√(2×1.6×10⁻¹⁶/1.6×10⁻²⁸)=1×10⁷m/s。4.根据电容公式C=Q/U，Q=6μC=6×10⁻⁶C，U=300V，C=6×10⁻⁶/300=2×10⁻⁸F=20nF。5.插入电介质后，电容变为C'=2C=2εS/4πkd，原电容C=εS/4πkd，C'=2C。6.导体接地后，左侧负电荷被中和，导体电势降低