第一章静电场单元测试卷(附详细答案)Word格式.docx
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3.如图1-70所示,平行板电容器的两极板A、B接于电池两极,一带正电的小球悬挂在电容器内部,闭合S,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ,则下列说法正确的是()
A.保持S闭合,将A板向B板靠近,则θ增大
B.保持S闭合,将A板向B板靠近,则θ不变
C.断开S,将A板向B板靠近,则θ增大
D.断开S,将A板向B板靠近,则θ不变
4.如图1-71所示,一带电小球用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中,当小球静止后把悬线烧断,则小球在电场中将作()
A.自由落体运动 B.曲线运动
C.沿着悬线的延长线作匀加速运动 D.变加速直线运动
F
q
O
a
b
c
d
图1-72
5.如图是表示在一个电场中的a、b、c、d四点分别引入检验电荷时,测得的检验电荷的电量跟它所受电场力的函数关系图象,那么下列叙述正确的是()
A.这个电场是匀强电场
B.a、b、c、d四点的场强大小关系是Ed>
Ea>
Eb>
Ec
C.a、b、c、d四点的场强大小关系是Ea>
Ec>
Ed
D.无法确定这四个点的场强大小关系
6.以下说法正确的是()
A.由可知此场中某点的电场强度E与F成正比
B.由公式可知电场中某点的电势φ与q成反比
C.由Uab=Ed可知,匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大,则两点间的电势差也一定越大
D.公式C=Q/U,电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U无关
图2
图1-73
7.A、B在两个等量异种点电荷连线的中垂线上,且到连线的距离相等,如图1-73所示,则()
A.同一点电荷在A、B两点的电势能相等
B.把正电荷从A点移到B点,电势能先增大后减小
C.把正电荷从A点移到B点,电势能先减小后增大
D.A、B两点的连线上任意两点的电势差为零
8.一个电子在电场中A点具有80eV的电势能,当它由A运动到B克服电场力做功30eV,则()
A.电子在B点的电势能是50eVB.电子的电势能增加了30eV
C.B点的电势为110VD.B点的电势为-110V
图1-74
9.如图1-74所示,实线是一个电场中的电场线,虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹,若电荷是从a处运动到b处,以下判断正确的是()
A.电荷从a到b加速度减小 B.b处电势能大
C.b处电势高 D.电荷在b处速度小
10.如图1-75所示,质量为m,带电量为q的粒子,以初速度v0,从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中,粒子通过电场中B点时,速率vB=2v0,方向与电场的方向一致,则A,B两点的电势差为:
()
图1-75
二、填空题
11.氢原子中电子绕核做匀速圆周运动,当电子运动轨道半径增大时,电子的电势能,电子的动能增,运动周期.(填增大、减小、不变)
12.如图1-76所示,两平行金属板间电场是匀强电场,场强大小为
1.0×
104V/m,A、B两板相距1cm,C点与A相距0.4cm,若B接地,
则A、C间电势差UAC=____,将带电量为-1.0×
10-12C的点电荷置于
C点,其电势能为____.
13.带正电1.0×
10-3C的粒子,不计重力,在电场中先后经过A、B两点,飞经A点时动能为10J,飞经B点时动能为4J,则带电粒子从A点到B点过程中电势能增加了______,AB两点电势差为____.
图1-77
三、计算题)
14.如图1-77所示,在匀强电场中的M、N两点距离为2cm,两点间的电势差为5V,M、N连线与场强方向成60°
角,则此电场的电场强度多大?
图1-79
15.如图1-79所示,质量m=5.0X10-8千克的带电粒子,以初速Vo=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B的中央,水平飞入电场,已知金属板长0.1m,板间距离d=2X10-2m,当UAB=1000V时,带电粒子恰好沿直线穿过电场,若两极板间的电势差可调,要使粒子能从两板间飞出,UAB的变化范围是多少?
(g取10m/s2)
H
图1-80
16.如图1-80所示,质量为m、带电量为-q的小球在光滑导轨上运动,半圆形滑环的半径为R,小球在A点时的初速为V0,方向和斜轨平行.整个装置放在方向竖直向下,强度为E的匀强电场中,斜轨的高为H,试问:
(1)小球离开A点后将作怎样的运动?
(2)设小球能到达B点,那么,小球在B点对圆环的压力为多少?
(3)在什么条件下,小球可以以匀速沿半圆环到达最高点,这时小球的速度多大?
答案1.BD分析:
设一球A的带电量为Q,则另一球B的带电量可能为5Q或-5Q,由库仑定律如果两球接触后,A球的带电量可能为3Q或-2Q,B球的带电量可能为3Q或-2Q,由库仑定律:
或
2.C、解析在B的左侧,A产生的电场强度向左,B产生的电场强度向右,电场强度方向相反,但由于A的电量大于B的电量,且A较远,可知,在同一点电场强度大小可能相等,所以合场强可能为零.故C正确.
3.D解析 球在电场中平衡,则所受电场力、重力及绳的拉力的合力为零.由平衡条件得tanθ=mg(qE),故要判断θ的变化,只需判断电场强度E的变化即可.S闭合时,U不变,A向B靠近,d减小,由E=d(U),可知E增大,θ角增大,故A正确.S断开,则Q不变,A向B靠近,E不变,则θ角不变,故D项正确
4.C解析悬线烧断前,小球受重力、拉力、电场力平衡,重力和电场力的合力与拉力等值反向.烧断细线,物体受重力、电场力,两个力合力恒定,沿细线方向,合力方向与速度方向在同一条直线上,所以物体沿着悬线的延长线做匀加速直线运动.故C正确.A、B、D错误.
故选C.
5.B对于电扬中给定的位置,放入的检验电荷的电量不同,它受到的电场力不同,但是电场力F与检验电荷的电量q的比值F/q即场强E是不变的量,因为F=Eq,所以F跟q的关系的图线是一条过原点的直线,该直线的斜率的大小即表示场强的大小,由此可得出Ed>
Ec。
6.D
7.AD解析A、B、C等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线,同一电荷在A、B两点的电势能必定相等.故A正确,BC错误.
D、由于AB处在同一等势线上,A、B连线上的任意两点的电势差一定为零.故D正确.
故选AD
8.BD
9BD.电荷做曲线运动,必受到不等于零的合外力,即Fe≠0,且Fe的方向应指向运动轨迹的凹向。
因为检验电荷带负电,所以电场线指向是从疏到密。
再利用“电场线方向为电势降低最快的方向”判断a,b处电势高低关系是UA>UB,C选项不正确。
根据检验电荷的位移与所受电场力的夹角大于90°
,可知电场力对检验电荷做负功。
功是能量变化的量度,可判断由a→b电势能增加,B选项正确;
又因电场力做功与路径无关,系统的能量守恒,电势能增加则动能减小,即速度减小,D选项正确。
BD10.C11.增大、减小、增大12.40V-6.0×
10-11J13.6J6000V
14.500V/m.
15解:
(1)当UAB=103V时,带电粒子恰能做匀速直线运动,则有Eq=qU/d=mg得q=mgd/U=5×
10―8×
10×
0.02/103=1×
10―11C。
(2)当微粒正好从B出去,带电粒子在电场中受到竖直向上的电场力和竖直向下的重力,在电场中做类平抛运动,有水平方向L=v0t1竖直方向d/2=a1t12/2…②mg―qU1/d=ma1③
联立①、②、③代入数据得U1=200V。
(3)当粒子正好从A出去,带电粒子在电场中受到竖直向上的电场力和竖直向下的重力,在电场中做类平抛运动,水平方向L=v0t2…④竖直方向d/2=a2t22/2⑤
qU2/d―mg=ma2……………⑥
联立④、⑤、⑥代入数据得U2=1800V。
综上所述,AB间电压在[200V,1800V]之间
16
(1).当mg=qE时,小球做匀速直线运动;
当mg>
qE时,小球做匀加速直线运动;
当mg<
qE时,小球做类似斜抛的曲线运动
(2)当满足mg=Eq时,小球到达B点的速度为v0。
设小球在B点受到的圆环的支持力为N1,则有N1=mv0²
/R小球对轨道压力F1=N1,方向竖直向下。
当mg>
Eq时,设小球到达B点的速度为vB,对小球在从A点运动到B点的过程,由动能定理有mgh-qEh=mvB²
/2-mv0²
/2
设此时小球在B点受到的圆环的支持力为N2,由牛顿第二定律有
N2+Eq-mg=mvB²
/R
联立以上二式得N2=(2mgh-2qEh+mv0²
)/R+mg-qE
小球对轨道的压力F2=N2,方向竖直向下。
(3)当mg=Eq时,小球可以匀速沿半圆环到达最高点。
此过程中,小球到达B点时的速度仍为v0,然后小球只在半圆环的压力作用下作匀速圆周运动,速度为v0。
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