学人教版高中物理选修311静电场综合无答案Word格式.docx
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D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向
3.如图所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面.下列判断正确的是()
A.1、2两点的场强相等B.1、3两点的场强相等
C.1、2两点的电势相等D.2、3两点的电势相等
4.在下图中,实线和虚线分别表示等量异种点电荷的电场线和等势线,则下列有关P、Q两点的相关说法中正确的是( )
A.两点的场强等大、反向
B.P点电场更强
C.两点电势一样高
D.Q点的电势较低
5.如图所示,平行金属板A、B水平正对放置,分别带等量异号电荷.一带电微粒水平射入板间,在重力和电场力共同作用下运动,轨迹如图中虚线所示,那么()
A.若微粒带正电荷,则A板一定带正电荷
B.微粒从M点运动到N点电势能一定增加
C.微粒从M点运动到N点动能一定增加
D.微粒从M点运动到N点机械能一定增加
6.如图所示,在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点,M、N、P为直角三角形的三个顶点,F为MN的中点,∠M=30°
.M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示,已知φM=φN,φF=φP,点电荷Q在M、N、P三点所在平面内,则()
A.点电荷Q一定在MP的连线上
B.连接PF的线段一定在同一等势面上
C.将正试探电荷从P点搬运到N点,电场力做负功
D.φP大于φM
7.如图所示,在绝缘的水平面上方存在着匀强电场,电场方向如图所示,水平面上的带电金属块在水平拉力F的作用下沿水平面移动.已知金属块在移动的过程中,外力F做功32J,金属块克服电场力做功8.0J,金属块克服摩擦力做功16J,则在此过程中金属块的
A.动能增加8.0JB.电势能增加24J
C.机械能减少24JD.机械能增加48J
8.如图所示,图中五点均在匀强电场中,它们刚好是一个圆的四个等分点和圆心。
已知电场线与圆所在平面平行。
下列有关圆心O和等分点a的电势、电场强度的相关描述正确的是
A.a点的电势为6v
B.a点的电势为-2v
C.O点的场强方向指向a点
D.O点出场强方向指向电势为2v的点
9.如图所示,图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若带电粒子在运动过程中只受电场力作用,根据此图可做出的正确判断是( )
A.带电粒子所带电荷的正、负
B.带电粒子在a、b两点的受力方向
C.带电粒子在a、b两点的加速度何处较大
D.带电粒子在a、b两点的速度何处较大
10.两块大小、形状完全相同的金属板正对水平放置,构成一个平行板电容器,将两金属板分别与电源两极相连接,如图所示。
闭合开关S达到稳定后,在两板间有一带电液滴p恰好处于静止状态。
下列判断正确的是()
A.保持开关S闭合,减小两板间的距离,液滴向上运动
B.保持开关S闭合,减小两板间的距离,液滴向下运动
C.断开开关S,减小两板间的距离,液滴向上运动
D.断开开关S,减小两板间的距离,液滴向下运动
第II卷(非选择题共70分)
二、填空题(每空2分,共18分)
11.将一电荷量为-2×
10-8C的点电荷,从零电势点S移到M点要反抗电场力做功4×
10-8J,则M点的电势φM=V.若将该电荷从M点移到N点,电场力做功14×
10-8J,则N点的电势φN=V.该电荷在M点处具有的电势能为J.
12.如图所示,带电量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。
若图中a点处的电场强度为零,根据对称性,带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为______,方向______。
(静电力常量为k)
13.如图所示,用长L=0.50m的绝缘轻质细线,把一个质量m=1.0g带电小球悬挂在带等量异种电荷的平行金属板之间,平行金属板间的距离d=5.0cm,两板间电压U=1.0×
103V。
静止时,绝缘线偏离竖直方向θ角,小球偏离竖直距离a=1.0cm。
(θ角很小,为计算方便可认为tanθ≈sinθ,取g=10m/s2,需要求出具体数值,不能用θ角表示),则
(1)两板间电场强度的大小为_________V/m;
(2)小球带的电荷量_________C
(3)若细线突然被剪断,小球将在板间_________(填“类平抛运动”、“匀加速直线运动”或“匀速直线运动”)
14.如图所示,两块竖直放置的平行带电金属板A和B,间距为10cm,P为两板间点,距B板4cm。
若将带负电的B板接地,P点的电势为8V,现改将带正电的A板接地,则P点的电势为______V。
三、计算题(15题10分,16.17.18各14分)
15.如图所示,虚线方框内有一匀强电场,A、B、C为该电场中的三个点.已知φA=12V,φB=6V,φC=-6V.试在该方框中作出该电场的示意图(即画出几条电场线),并要求保留作图时所用的辅助线.若将一个电子从A点移到B点,电场力做多少电子伏特的功?
16.如图所示为一真空示波管的示意图,电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计),经灯丝与A板间的电压U1加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P点.已知M、N两板间的电压为U2,两板间的距离为d,板长为L,电子的质量为m,电荷量为e,不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力.
(1)求电子穿过A板时速度的大小;
(2)求电子从偏转电场射出时的侧移量;
(3)若要使电子打在荧光屏上P点的上方,可采取哪些措施?
17.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)小球从开始下落运动到下极板处的时间.
18.如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内,管口B、C的连线水平.质量为m的带正电小球从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R.从小球(小球直径小于细圆管直径)进入管口开始,整个空间中突然加上一个斜向左上方的匀强电场,小球所受电场力在竖直方向上的分力方向向上,大小与重力相等,结果小球从管口C处离开圆管后,又能经过A点.设小球运动过程中电荷量没有改变,重力加速度为g,求:
(1)小球到达B点时的速度大小;
(2)小球受到的电场力大小;
(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力.
静电场综合检测
1.BCD元电荷是指电子或质子所带的电荷量,数值为e=1.60×
10-19C,故A项错误,C项正确;
所有带电体的电荷量都等于元电荷的整数倍,B项正确;
电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的,D也正确。
2.AD[解析]由静电场的电场线与等势面垂直可知A正确.电势大小是由参考点和电场共同决定的,与场强的大小无关,B、C错误.沿电场线电势降低,且电势降落最快的方向为电场方向,D正确.
3.D本题考查电场线和等势面的相关知识.根据电场线和等势面越密集,电场强度越大,有E1>
E2=E3,但E2和E3电场强度方向不同,故A、B错误.沿着电场线方向,电势逐渐降低,同一等势面电势相等,故φ1>
φ2=φ3,C错误,D正确.
4.解析:
由电场线的密疏可知,Q点的场强更大,而两点的场强同向;
而中垂线是等势线,故两点电势一样高.
答案:
C
5.C[解析]本题是对带电微粒在复合场中的运动、动能定理、机械能守恒定律、受力分析的综合考查,通过图像中的运动轨迹,无法判断电场力的方向,只能判断出微粒所受的合外力方向竖直向下,运动过程中合力的方向与运动方向的夹角为锐角,合外力做正功,微粒的动能增加,A、B错误,C正确.由于不能判断出电场力的方向,所以机械能的变化也不能确定,D错误.
6.AD[解析]本题考查了电场问题.根据题意,点电荷Q必在MN的中垂线和PF的中垂线的交点处,过F作MN的垂直平分线交MP于O点,由几何关系可知ON恰好垂直平分PF,故点电荷Q一定位于O点,A项正确,由正点电荷的等势面分布特点可知B项错误;
因为是正电荷形成的电场,将正电荷从P点搬运到N点,电场力做正功,C项错误;
因为是正电荷形成的电场,越靠近场源电荷的等势面电势越高,D项正确.
7.A
8.AD
9.BCD 由电场线的疏密可知,a点的场强大,带电粒子在a点的加速度大,故C正确;
画出初速度方向结合运动轨迹的偏转方向,可判断带电粒子所受电场力的方向,但由于电场的方向未知,所以不能判断带电粒子的电性,故A错,B对;
利用初速度的方向和电场力方向的关系,可判断带电粒子由a到b做负功,动能减小,因此va>
vb,选项D正确.
10.
11.-25-1.0×
10-7
12.
13.
(1)2.0×
104V/m
(2)1.0×
10-8C(3)匀加速直线运动。
14.
15.
解析:
如图所示,用虚线连接AC.因φA=12V,φC=-6V,把AC线段分为三等份,得D点的电势φD=6V.
连接DB,则DB为一条等势线,可以画出与等势线垂直的电场线,如图中实线所示,电势降低的方向为场强方向.
将一电子从A点移到B点,电场力做的功W=-eUAB=-e×
(12-6)V=-6eV.
答案:
图见解析-6eV
16.解:
(1)设电子经电压U1加速后的速度为v0,由动能定理eU1=mv-0解得v0=.
(2)电子以速度v0进入偏转电场后,垂直于电场方向做匀速直线运动,沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动.设偏转电场的电场强度为E,电子在偏转电场中运动的时间为t,加速度为a,电子离开偏转电场时的侧移量为y.由牛顿第二定律和运动学公式
t= F=ma,F=eE,E=
a= y=at2 解得y=.
(3)由y=可知,减小加速电压U1和增大偏转电压U2均可增大y值,从而使电子打到屏上的位置在P点上方.
17.[答案]
(1)
(2)C(3)
[解析]
(1)由v2=2gh得v=
(2)在极板间带电小球受重力和电场力,有
mg-qE=ma0-v2=2ad
得E=
U=Ed
Q=CU
得Q=C
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