08必修第三册 第十章 静电场中的能量 第3-4节同步练习

PAGE1PAGE电势差与电场强度的关系同步练习（答题时间：40分钟）1.a、b、c是匀强电场中的三个点，各点电势分别为φa＝10V、φb＝2V、φc＝6V，a、b、c三点在同一平面上，下列各图中电场强度的方向表示正确的是（）2.如图所示，AB、CD为一圆的两条直径，且相互垂直，O点为圆心。空间存在一未知静电场，场强方向与圆周所在平面平行。现有一电子，在电场力作用下（重力不计），先从A点运动到C点，动能减少了W；又从C点运动到B点，动能增加了W，那么关于此空间存在的静电场可能是（）A.方向垂直于AB并由O指向C的匀强电场B.方向垂直于AB并由C指向O的匀强电场C.位于O点的正点电荷形成的电场D.位于D点的正点电荷形成的电场3.如图所示，在匀强电场中有a、b、c、d四点，它们处于同一圆周上，且ac、bd分别是圆的直径。已知a、b、c三点的电势分别为a＝9V，b＝15V，c＝18V，则d点的电势为（）A.4V B.8V C.12V D.16V4.如图所示，在某电场中画出了三条电场线，C点是AB连线的中点。已知A点的电势为φA＝50V，B点的电势为φB＝10V，则C点的电势（）A.φC＝30V B.φC＞30V C.φC<30V D.上述选项都不正确5.如图所示，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，D是BC的中点，A、B、C构成一个直角三角形，AB长为Lm，电场线与三角形所在的平面平行，已知V，V，V，由此可判断（）A.场强的方向由C指向BB.场强的方向垂直AD连线斜向上C.场强的大小为V/mD.场强的大小为V/m*6.匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，AB的长度为1m，D为AB的中点，如图所示。已知电场线的方向平行于△ABC所在平面，A、B、C三点的电势分别为14V、6V和2V。设电场强度大小为E，电荷量为1×10－6C的正电荷从D点移到C点静电力所做的功为W，则（）A.W＝8×10－6JE>8V/m B.W＝6×10－6JE>6V/mC.W＝8×10－6JE＝8V/m D.W＝6×10－6JE≤8V/m*7.如图所示，在匀强电场中有A、B、C三点，三点构成直角三角形，∠A＝37°，AB边长为5m，D为AB中点，电场线与ABC所在平面平行，A、B、C三点的电势分别为14V、6V和6V，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则（）A.UDC＝4V B.UDC＝10VC.E＝2V/m D.E＝1.6V/m*8.如图所示，实线为电视机显像管主聚焦电场中的等势面，a、b、c、d为圆上的4个点，则下列说法中正确的是（）A.a、b、c、d四点电势不等，但电场强度相同B.一电子从b点运动到c点，电场力做的功为0.8eVC.若一电子从左侧沿中心轴线穿越电场区域，将做加速度先减小后增大的直线运动D.若一电子从左侧沿中心轴线穿越电场区域，将做加速度先增大后减小的直线运动9.如图所示，匀强电场中有a、b、c三点，=5cm，=12cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成角。一个电荷量为C的正电荷从a点移到b点，静电力做功为J。求：（1）匀强电场的场强E；（2）该正电荷从b点移到c点，静电力做的功；（3）a、c两点间的电势差。

电势差与电场强度的关系同步练习参考答案1.【答案】D【解析】由题意可知：线段ab的中点的电势为6V，与c点等势，故应按C、D图进行求解，电场的方向由电势高处指向电势低处，D正确。2.【答案】AD【解析】根据动能定理得WAC＝－eUAC＝－W，故UAC＝，解得A－C＝；UCB＝－，解得C－B＝－。令C＝0可得A＝，B＝，故A、B两点的电势相等并且大于C点的电势。如果此电场是匀强电场，A、B连线为等势面，则电场线的方向垂直于AB指向C，故A项正确；如果是正点电荷的电场，则正点电荷到A、B两点的距离相等，到C点的距离最远，D项正确。3.【答案】C【解析】如图所示，连接a、c两点，将ac连线分成三等分，即ae＝ef＝fc，则f的电势为15V，连接fb，则fb为一条势线。连接de，由几何关系可以证明de∥fb，则de也是一条等势线。根据匀强电场中，沿电场方向相同距离，电势差相等，可知e的电势为12V，则d的电势也为12V。4.【答案】C【解析】AC之间的电场线比CB之间的电场线密，由U＝Ed可定性判断相等距离之间AC的电势差较大，所以φC<30V，选项C正确。5.【答案】D【解析】D为BC的中点，则V，连线AD为一等势线，场强的方向垂直AD连线斜向下，选项A、B错误；又B到AD的距离m，则电场强度V/m，选项D正确。6.【答案】A【解析】A、B两点的电势分别为14V、6V，由此可确定AB中点D的电势为10V，则DC两点的电势差U＝8V，静电力做功：W＝qU＝8×10－6J。如图，在AB延长线上取BE＝DB＝0.5m，则E点电势为2V，连接CE即为一条等势线，由D作CE的垂线交CE于F，则电场的方向由D指向F。设DF长为d，显然d<1m，所以E＝Ud7.【答案】AC【解析】将AB二等分，因UAB＝8V，则每等分两端的电势差为4V，UAD＝4V，φD＝10V，φB＝6V，UDC＝4V，A对、B错；φB＝φC＝6V，B、C两点位于同一等势面上，过D点作DE⊥AC于E点，则DE也为一等势面，φE＝10V，电场线即沿AC方向，场强E＝＝2V/m，故C对、D错。8.【答案】BD【解析】由图可知，a、b两点电势相等，c、d两点电势相等，但电场强度大小相等，方向不相同，A错误。一电子从b点运动到c点，电场力做的功W＝（φc－φb）＝（0.90－0.10）eV＝0.8eV，B正确。观察图中给出的等差等势面的疏密可知，沿中心轴线从左到右，电场强度先增大后减小，故电子将做加速度先增大后减小的直线运动，C错误，D正确。9.【答案】（1）60V/m（2）J（3）6.6V【解析】（1）设a、b两点间沿电场线方向上的距离为，，而，解得V/m=60V/m。（2）由b点到c点，静电力做功J=J。（3）a、c两点间的电势差V=6.6V。

电容器及其动态分析突破同步练习（答题时间：40分钟）1.一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是（）A.C和U均增大 B.C增大，U减小C.C减小，U增大 D.C和U均减小2.如图所示的是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器的原理图。电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小。下列关于该仪器的说法正确的是（）A.该仪器中电容器的电极分别是金属芯柱和导电液体B.金属芯柱外套的绝缘层越厚，该电容器的电容越大C.如果指示器显示电容增大了，则说明电容器中的液面升高了D.如果指示器显示电容减小了，则说明电容器中的液面升高了3.如图所示，C为中间插有电介质的电容器，a和b为其两极板，a板接地。P和Q为两竖直放置的平行金属板，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球。P板与b板用导线相连，Q板接地。开始时悬线静止在竖直方向，在b板带电后，悬线偏转了角度α。在以下方法中，能使悬线的偏角α变大的是（）A.缩小a、b间的距离B.加大a、b间的距离C.取出a、b两极板间的电介质D.换一块形状大小相同、相对介电常数更大的电介质4.一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上，若将云母介质移出，则电容器（）A.极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大B.极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大C.极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变D.极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变5.科学家研究发现，磁敏电阻（GMR）的阻值随所处空间磁场的增强而增大，随所处空问磁场的减弱而变小，如图所示电路中GMR为一个磁敏电阻，R和R2为滑动变阻器，R1和R3为定值电阻，当开关S1和S2闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态，则（）A.只调节滑动变阻器R，当P1向右端移动时，电阻R1消耗的电功率变大B.只调节滑动变阻器R，当P1向右端移动时，带电微粒向下运动C.只调节滑动变阻器R2，当P2向下端移动时，电阻R1消耗的电功率变大D.只调节滑动变阻器R2，当P2向下端移动时，带电微粒向下运动6.如图所示，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置，极板间距为d，在下极板上叠放一厚度为l的金属板，其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中，当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子P开始运动，重力加速度为g。粒子运动的加速度为（）A. B. C. D.7.如图所示，平行板电容器与直流电源连接，下极板接地，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态，现将上极板竖直向上移动一小段距离，则（）A.带电油滴将沿竖直方向向上运动B.P点电势将降低C.电容器的电容减小，极板带电荷量减小D.带电油滴的电势能保持不变*8.在一块半导体基板上阵列了10万金属颗粒，每一颗粒充当电容器的一极，外表面绝缘，手指贴在其上构成电容器的另一极，这就组成了指纹传感器。当手指的指纹一面与绝缘表面接触时，由于指纹深浅不同，对应的峪和嵴与颗粒间形成一个个电容值大小不同的电容器，则（）A.指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近，电容小B.指纹的峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远，电容小C.对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压，在手指靠近时，各金属电极电荷量减小D.对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压，在手指远离时，各金属电极均处于充电状态*9.如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔。质量为m，电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g）。求：（1）小球到达小孔处的速度；（2）极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；（3）小球从开始下落至运动到下极板处的时间。

电容器及其动态分析突破同步练习参考答案1.【答案】B【解析】当电容器两极板间插入一电介质时，根据C＝可知电容器电容C变大，由于电容器电荷量不变，根据C＝可知电容器两端电压减小，选项B正确。2.【答案】AC【解析】类似于平行板电容器的结构，金属芯柱和导电液体构成电容器的两个电极，金属芯柱的绝缘层就是极板间的电介质，其厚度d相当于两极板间的距离，所以厚度d越大，电容器的电容越小。浸入液体深度h越大，则S越大，C越大，C增大时，就表明h变大。故选项A、C正确。3.【答案】BC【解析】据题意可知，偏角变大，静电力变大，电场强度变大，UPQ＝Uba，P、Q间距离不变，则P、Q两板间电势差必变大。由U＝可知，增大a、b两极板间的距离、减小极板正对面积、取出极板间的电介质，都可以满足题意，故B、C正确。4.【答案】D【解析】据C＝可知，将云母介质移出电容器，C变小，电容器接在恒压直流电源上，电压不变，据Q＝CU可知极板上的电荷量变小，据E＝可知极板间电场强度不变，故选D.5.【答案】A【解析】只调节滑动变阻器R，当P1向右端移动时，滑动变阻器R接入电路的阻值增大，电源电动势不变，所以左侧电路中的电流减小，电磁铁的磁性减弱；由于电磁铁的磁性减弱，导致了磁敏电阻的阻值减小，则通过R1的电流增大，其消耗的电功率增大，电容器两端的电压增大，板间场强增大，微粒所受的电场力增大，所以带电微粒向上运动，A正确，B错误；只调节滑动变阻器R2，当P2向下端移动时，回路中电流不变，电阻R1消耗的电功率不变，电容器两端电压增大，板间场强增大，微粒所受的电场力增大，所以带电微粒向上运动，C、D错误。6.【答案】A【解析】金属板未抽出时，，金属板快速抽出后，，联立解得，选项A正确。7.【答案】BC【解析】电容器与电源相连，两极板间电压不变，下极板接地，电势为0.油滴位于P点处于静止状态，因此有mg＝qE.当上极板向上移动一小段距离时，板间距离d增大，由C＝可知电容器电容减小，板间场强E场＝减小，油滴所受的电场力减小，mg＞qE，合力向下，带电油滴将向下加速运动，A错；P点电势等于P点到下极板间的电势差，由于P到下极