物理选修31静电场.docx
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物理选修31静电场
物理选修3-1静电场
物理选修3-1《静电场》测试题
—、选择题(每题5分,共55分。
每题有一个或一个以上的选项是正确的,选项不全且无错的得3分。
把正确选项填在后面表中。
)
1、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)电荷在某点受到的电场力越大,该点的电场强度越大
2、关于电势和电势能下列说法中正确的是()
(A)在电场中,电势高的地方,电荷在该点具有的电势能就大;
(B)在电场中,电势高的地方,放在该点的电荷的电量越大,它所具有的电势能也越大;(C)在电场中的任何一点上,正电荷所具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能;(D)在负的点电荷所产生的电场中任何一点上,正电荷所具有的电势能一定小于负电荷
所具有的电势能。
3、下列说法中正确的是()
(A)在场强较小处,电荷在该处的电势能也较小;
(B)电荷在场强为零处的电势能也为零;
(C)在场强相等的各点,电荷的电势能必相等;
(D)在选定为零电势的位置处,任何电荷的电势能必为零。
、如上图为某电场中的电场线和等势面,已知=10V=6V,ab=bc,则()4,,,AC
(A),=8V(B),>8V(C),<8V(D)上述三种情况都可能BBB
5、关于电势差的说法中,正确的是()
(A)两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时,电场力所做的功
(B)1C电荷从电场中一点移动到另一点,如果电场力做了1J的功,这两点间的电势差就是1V
(C)在两点间移动电荷时,电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关
(D)两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电量成反比
6、一个带电粒子射入一固定在O点的点电荷的电场中,粒子运动轨迹如图虚线abc所示,图中实线表示电场的等势面,下列判断错误的是:
()
(A)粒子在a?
b?
c的过程中,电场力始终做正功;
(B)粒子在a?
b?
c的过程中,一直受静电引力作用;
(C)粒子在a?
b?
c的过程中,ab段受引力,bc段受斥力;
(D)粒子在a?
b?
c的过程中,ab段逆着电场线,bc段顺着电场线。
7、四种电场的电场线如图2所示(一正电荷q仅在电场力作用下由M点向N点作加速运动,且加速度越来越大(则该电荷所在的电场是图中的()
1
8、在研究平行板电容器电容的实验中,电容器的A、B两极板带有等量异种电荷,A板与静电计连接,如图所示。
实验中可能观察到的现象是()
(A)增大A、B板间的距离,静电计指针张角变小
(B)减小A、B板间的距离,静电计指针张角变小
(C)把B板向上平移,减小A、B板的正对面积,静电计指针
张角变小
(D)在A、B板间放入一介质板,静电计指针张角变小
9、某平行板电容器标有2.5μF,这是表示()
-6(A)该电容器带电量不能超过2.5×10C
-6(B)要使两板间电压降低1V,它所带的电量必减少2.5×10C
-6(C)电容器只有在带电时电容量为2.5×10F
(D)(D)如在板间插入电介质,电容将减小。
10、传感器是把非电物理量(如高度、温度、压力等)的变化转换成电学量(如电压、电流、电容等)变化的一种元件,它在自动控制中有着广泛的应用(如图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图(金属棒与导电液体构成一个电容器,将金属棒和导电液体分别与直流电源的两极相连接,从电容C和导电液与金属棒间的
电压U的变化就能反映液面的升降情况,即()
(A)电源接通,若此后电容C减小,反映h减小(
(B)电源接通,若此后电容C减小,反映h增大(
(C)电源接通再断开,若此后电压U减小,反映h减小(
(D)电源接通再断开,若此后电压U减小,反映h增大(
11、如图所示,有一质量为m、带电量为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()
qm(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决定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决定于电场强度和两板间距离,还决,+
定于油滴的荷质比
二、填空题(每题6分,共24分)
12、在x轴上有两个点电荷,一个带正电荷Q,另一个带负电荷Q,且Q,2Q,用E、12121表示这两个点电荷所产生的场强的大小,则在轴上,的点共有____处,其中ExE,E212
_______处的合场强为零,______处的合场强为2E。
2,,6613、将一个10C的负电荷从电场中A点移到B点,克服电场力做功2×10J。
从C点
6移到D点,电场力做功7×10J,若已知B点比C点电势高3V,则A、B、C、D各点
,,,,的电势高低是(从高至低填写),UDA,________V(
-814、平行板电容器所带量Q=4×l0C,它的两极板之间电压U=2v,则它的电容为μF;如果两板电量各减少一半,则两板间电势差变为V,两板间的电场强度将变为原来的。
2
15、如图,在匀强电场中,a、b两点连线与电场线成60角(将正电荷由a点移到b点,电场力做正功,可以判定电场线的方向是(填斜向上或
3斜向下)(如果ab相距0.20m,场强为2×10N,C,正电荷的电
-4量为4×10C,则从a到b电荷的电势能变化了焦耳(
三、计算题(共2题,21分)
716、(10分)一个电子以v=4×l0m,s的速度,方向与电场方向相同,05射入电场强度E=2×l0V,m的匀强电场中,如图所示已知电子电量e=-1.6
-19-31×10C,电子质量m=9.1×10kg(试求:
(1)从电子的入射点到达速度为0之点的两点间电势差是多少?
两点间距离是多少?
(2)电子到达速度为0
3-2-9之点所需的时间是多少?
[4.55×l0V;2.27×l0m;1.1×l0s]
17、(11分)有两块水平放置的、带有等量异种电荷的平行金属板,板长1.5cm,板间电
47场强度为1.2×l0N,C,方向竖直向上(有一电子沿水平方向以2.6×10m,s的初速度从两极正中间垂直射入电场,问电子离开极板时,竖直向下偏离了多少距离?
(巳知电子
-3l-19-4质量m=9.1×l0kg,电子电量e=-1.6×10C)[3.5×l0m]
3
参考答案
题号1234567891011答案ACDBCADBDCDDCBDB12、Q外侧、QQ中间连线上某处13..、、、,2,,,,212DABC-2-214.2×10_.1,1/215.斜向上,8×10
2213eU,mv?
U,mv/2e16.解:
(1)由动能定理得:
代入数据得:
U=4.55×10V002-2由代入数据得:
d=2.27×10mE,U/d?
d,U/E
1-9d,vt?
t,2d/v
(2)由运动学有代入数据得:
t=1.1×10s002
t,L/v17.解:
图略。
电子在电场中运动的时间为:
0
电子在电场中加速度:
a,qE/m
21y,at电子离开极板时竖直向下的偏转距离:
2
2,,1qEL,4,,y,3.5,10由以上各式得:
y,,代入数据得:
m,,2mv0,,
提高题:
选做,
1、如图所示~半径为R的硬橡胶圆环~其上带有均匀分布的负电荷~总电量为Q~若在圆环上切去一小段,远小于R,~则圆心处产生的电场方向和场强大小应为,BD,llO
klQklQ,A,方向指向AB,B,方向背向AB,C,场强大小为,D,场强大小为23R2,R2、如图平行板电容器~其两板始终保持跟一直流电源的正、负极相连接~当两板间入电介质时~电容器的带电量和两极板间的电势差的变化是(C)
(A)带电量不变~电势差增大(C)带电量增大~电势差不变
(D)带电量不变~电势差减小,D,带电量减小~电势差不变3、图为某一电容器中所带电量和两端电压之间的关系图线~如果该电容器两端的电压从40V降低到36V~电容器释放的电量为(A)
(A)0.02C(B)0.08C(C)0.16C(D)0.20C
4、在点电荷Q产生的电场中~有三个等势面a、b、c~如图所示。
U,30V~Uab,20V~U,10V~则点电荷Q所带的电荷是正电荷还是负电荷,。
若使一带电c
粒子沿KMN路径穿过电场~则粒子所带电荷是正电荷还是负电荷,。
若粒子所
-19带电量为3.2×10C~则从K到M电场力做功为J~粒子从K到N电势能的变
18化量为。
正电荷~正电荷~,6.4×10~0,
5、如图所示~在匀强电场中有a、b、c三点构成一直角三角形(ac垂直于电场线~ab长40cm~电场
5-15强度为2×10N,C现将一个电子由b点移至a点~电场力做了6.4×10J的功~如果从a点移至c点~电场力做功为0。
6、如图所示~一质量为m的带电小球~用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中~静止时悬线与竖直方向成角(,
(1)此小球带正电荷还是带负电荷?
4
E、小球带电最为Q~求出此小球的质量(
(2)若已知电场强度为
(3)若将细线突然剪断~小球在电场力和重力作用下做何种性质的运动?
加速度为多大?
解:
1,小球带负电
2,小球共受三个力的作用,图略,~由平衡条件有qE,mgtan,?
m,qE/gtan,
3,细线突然剪断~小球将沿电场力和重力的合力方向做匀速直线运动~则:
F,mg/cos,?
加速度a,g/cos,合-47、如图所示~质量为0.2kg的物体带电量为4×10C~从半径为0.3m光滑的1/4圆弧滑轨上端静止下
3滑到底端~然后继续沿水平面滑动。
物体与水平面间的滑动摩擦系数为0.4~整个装置处于E,10N/C的匀强电场中~求下列两种情况下物体在水平面上滑行的最大距离:
1,E水平向左,,2,E竖直向下。
(,1,0.4m,,2,0.75m)
解:
1,E水平向左时~设物体在水平面上滑行的最大距离为L
则对全程由动能定理有:
mgR,qER,,(mg,qE)L,0
,,?
L,mg,qER/,(mg,qE)代入数据得:
L=0.4m
,,,2,竖直向下时~则对全程同样由动能定理有:
mgR,qER,,mg,qEL,0E
代入数据得:
mL,0.75
8、质量为m,带电量为+q的微粒在O点以初速v与水平方向成θ角射出~如图所示~微粒在运动过程0
中所受阻力大小恒为f。
(1)如在某方向加上一定大小的匀强电场后~能保证微粒仍沿v方向做直线运动~0
试求所加匀强电场的最小值。
(2)若加上大小一定、方向水平向左的匀强电场~仍保持微粒沿v方向做直线运动~0
并且经过一段时间后微粒又回到O点~求微粒回到O点时的速率。
[E=mgcosθmin
1/2[(mg-f)/(mg+f)]0/q;v=v
解:
1,以v方向为x正方向~垂直于v方向斜向上的方向为y正方向建立坐标系~微粒同受重力、00
电场力、阻力三个力的作用。
图略,设E的方向x正方向的夹角为~则
要使微粒沿x正方向做直线运动~必须满足:
qEsin,,mgcos,?
E,mgcos,/qsin,
E,mgcos,/q当E的方向与y正方向垂直~即=90?
时E最小为:
min
2,当E水平向左时~同样建立上面的坐标系~并设微粒沿x正方向的位移为L~加速度为a
则:
在x正方向有:
f,qEcos,,mgsin,,ma
qEsin,,mgcos,,0在y正方向:
2211v,2aL由运动学有:
由动能定理有:
2fL,mv,mv0022
联立以上各式得:
,,,,v,vmg,fsin,/mg,fsin,0,69、质量m,5×10kg的带电粒子以v,2m,s的速度从水平放置的平行金属板A、B中央水平飞人板间~0
如右图所示~已知板长L,10cm~板间距离d=2cm~当U,1000V时~AB
带电粒子恰好沿直线穿过板间~则:
(1)该粒子带什么电?
电荷量是多少?
(2)当板间电压在什么范围内时~此带电粒子能从板间飞出?
5
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