静电场单元测试.docx
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静电场单元测试
静电场
单元测试
一、选择题
1.一个电子在静电场中运动,且只受电场力作用,则在一段时间内,()
A.电子的速率可能增大B.电子的速率可能不变
C.电子的速率可能减小D.电子一定作匀变速运动
2.关于电场强度与电势的关系,下面各种说法中正确的是()
A.电场强度大的地方,电势一定高
B.电场强度不变,电势也不变
C.电场强度为零处,电势一定为零
D.电场强度的方向是电势降低最快的方向
3.一个带正电的质点,电量q=2.0×10-9C,在静电场中由a点移到b点,在这过程中,除电场力外,其他力做的功为6.0×10-5J,质点的动能增加了8.0×10-5J,则a、b两点间的电势差Ua-Ub为()
A.3×104VB.1×104VC.4×104VD.7×104V
4.如图1—B—1所示,a、b、c、d、e五点在一直线上,b、c两点间的距离等于d、e两点间的距离。
在a点固定放置一个点电荷,带电量为+Q,已知在+Q的电场中b、c两点间的电势差为U。
将另一个点电荷+q从d点移动到e点的过程中()
A.电场力做功qUB.克服电场力做功qU
C.电场力做功大于qUD.电场力做功小于qU
图1—B—1
5.两相同带电小球,带有等量的同种电荷,用等长的绝缘细线悬挂于O点,如图1—B—2所示。
平衡时,两小球相距r,两小球的直径比r小得多,若将两小球的电量同时各减少一半,当它们重新平衡时,两小球间的距离()
图1—B—2
A.大于r/2B.等于r/2C.小于r/2D.无法确定
6.一平行板电容器通过开关和电源连接,如图1—B—3所示,电源的电动势保持9V不变.先闭合开关,把一个厚0.5mm的金属板平行插入间距为1mm的两板之间(金属板的面积和电容器极板的相等)等稳定后再打开开关,拔出金属板设整个过程中金属板未和电容器极板相碰.则此时电容器极板间的电压是()
A.9VB.18VC.4.5VD.0V
图1—B—3
7.某静电场沿x方向的电势分布如图1—B—4所示,则()
A.在0—x1之间不存在沿x方向的电场。
B.在0—x1之间存在着沿x方向的匀强电场。
C.在x1—x2之间存在着沿x方向的匀强电场。
D.在x1—x2之间存在着沿x方向的非匀强电场。
图1—B—4
8.如图1—B—5所示,A为空心金属球,B为靠近A的另一个原来不带电的枕形金属壳。
将另一个带正电的小球C从A球开口处放入A球中央,但不触及A球。
则B出现的情况是()
A.靠近A的一端带正电,远离A的另一端带负电
B.靠近A的一端带负电,远离A的另一端带正电
C.靠近A的一端带负电,远离A的另一端不带电
D.靠近A的一端带正电,远离A的另一端不带电
9.如图1—B—6所示,某同学在研究电子在电场中的运动时,得到了电子由a点运动到b点的轨迹(图中实线所示),图中未标明方向的一组虚线可能是电场线,也可能是等势面,则下列说法正确的判断是()
图1—B—6
A.如果图中虚线是电场线,电子在a点动能较小
B.如果图中虚线是等势面,电子在b点动能较小
C.不论图中虚线是电场线还是等势面,a点的场强都大于b点的场强
D.不论图中虚线是电场线还是等势面,a点的电势都高于b点的电势
10.如图1—B—7所示,一带电粒子从平行带电金属板左侧中点垂直于电场线以速度v0射入电场中,恰好能从下板边缘以速度v1飞出电场。
若其它条件不变,在两板间加入垂直于纸面向里的匀强磁场,该带电粒子恰能从上板边缘以速度v2射出。
不计重力,则
()
A.2v0=v1+v2B.v0=
C.v0=
D.v0 图1—B—7 11.用恒定电流的电流场模拟静电场描绘等势线时,下列哪些模拟实验的设计是合理的() A.如图⑴所示圆柱形电极M、N都接电源的正极,模拟等量正点电荷周围的静电场 B.如图⑵所示圆柱形电极M接电源正极,圆环形电极N接电源负极,模拟正点电荷周围附近的静电场 C.如图⑶所示两个平行的长条形电极M、N分别接电源正、负极,模拟平行板电容器间的静电场 D.如图⑷所示圆柱形电极M接电源负极,模拟负点电荷周围的静电场 12.如图1—B—8所示,光滑绝缘、互相垂直的固定墙壁PO、OQ竖立在光滑水平绝缘地面上,地面上方有一平行地面的匀强电场E,场强方向水平向左且垂直于墙壁PO,质量相同且带同种正电荷的A、B两小球(可视为质点)放置在光滑水平绝缘地面上,当A球在平行于墙壁PO的水平推力F作用下,A、B两小球均紧靠墙壁而处于静止状态,这时两球之间的距离为L.若使小球A在水平推力T的作用下沿墙壁PO向着O点移动一小段距离后,小球A与B重新处于静止状态,则与原来比较(两小球所带电荷量保持不变)() A.A球对B球作用的静电力增大 B.A球对B球作用的静电力减小 C.墙壁PO对A球的弹力不变 图1—B—8 D.两球之间的距离减小,力F增大 二、填空题 图1—B—9 13.有三个质量分别为5M、3M、2M的小球A、B、C,其中B球带正电Q,其余两球不带电,用足够长的不会伸长的绝缘线连接,均置于竖直向下的匀强电场中,场强大小为E,如图1—B—9所示,释放A球,让三球由静止落下,下落一小段时间(球不相碰),此时三球的加速度大小分别为: aA_______,aB________,aC________;此时A、B间线的张力F=_______。 14.半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套一质量为m,带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图1—B—10所示,珠子所受静电力是其重力的3/4倍,将珠子从环上最低位置A点静止释放,则珠子所能获得的最大动能Ek=______. 图1—B—10 15.在同一直线上依次有a、b、c三点,且bc=3ab,在a点固定一个带正电的小球,在b点引入电量为2.0×10-8C的检验电荷,其所受电场力为2.0×10-6N。 将该检验电荷移去后,b点的场强为____,c点场强为____。 如果要使b点的场强为零,可在c点放一个电量是a点处带电小球的电量的____倍的____电荷。 16.真空中有两个体积相同的带电金属小球a、b,它们所带电量相等、电性相同。 现另有一相同的金属小球c,所带电量为a小球的5倍,电性相同。 使c小球顺次与a、b小球接触后,可知a、b两带电小球的静电力是原来的_______倍。 图1—B—11 17.真空中有一束电子流,以一定速度v沿与场强垂直的方向从O点射入匀强电场,如图1—B—11所示,以O为坐标原点,取x轴垂直于电场方向,y轴平行电场方向,在x轴上取OA=AB=BC,分别由A、B、C点做y轴的平行线交电子流轨迹于M、N、P点,电子流在这些点沿x轴方向的分速度之比是vMx: vNx: vPx=,沿y轴方向的分速度之比vMy: vNy: vPy= 三、计算题 18.在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m。 放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷所带电量的关系图象如图1—B—12中直线a,b所示,放在A点的电荷带正电,放在B点的电荷带负电。 图1—B—12 求: (1)B点的电场强度的大小和方向。 (2)试判断点电荷Q的电性,并说明理由。 (3)点电荷Q的位置坐标。 19.如图1—B—13所示,两块平行金属板A、B带有等量异种电荷,竖直固定在光滑绝缘的小车上,小车的总质量为M,整个装置静止在光滑的水平面上。 质量为m、带电量为q的小球以初速度v0沿垂直金属板的方向从B板底部小孔射入,且恰好不与A板相碰,求A、B金属板间的电势差? 图1—B—13 20.如图1—B—14所示,图(甲)A、B是真空中平行放置的金属板,加上电压后,它们之间的电场可视为匀强电场,A、B两板间距离d=15cm.今在A、B两板间加上如图(乙)所示的交变电压,周期为T=1.0×10-6s.t=0时,A板电势比B板电势高,电势差U0=1080V,一个荷质比q/m=1.0×108C/Kg的带负电的粒子在t=0的时刻从B板附近由静止开始运动,不计重力,问 (1)当粒子的位移为多大时,粒子的速度第一次达到最大? 最大速度为多大? (2)粒子撞击极板时的速度大小? 图1—B—14 21.如图1—B—15所示,是示波器工作原理的示意图,电子经电压U1从静止加速后垂直进入偏转电场,偏转电场的电压为U2,两极板间距为d,极板长度为L,电子离开偏转电场时的偏转量为h,每单位电压引起的偏转量(h/U2)叫示波器的灵敏度,试求: 该示波器的灵敏度,并探究可采用哪些方法提高示波器的灵敏度。 图1—B—15 22.如图1—B—16所示,ABCDF为一绝缘光滑轨道,竖直放置在水平方向的匀强电场中,BCDF是半径为R的圆形轨道,已知电场强度为E,今有质量为m的带电小球在电场力作用下由静止从A点开始沿轨道运动,小球受到的电场力和重力大小相等,要使小球沿轨道做圆周运动,则AB间的距离至少为多大? 图1—B—16 参考答案 一、选择题 1.ABC 2.D 3.BD 4.D 5.A 6.B 7.AC 8.B 9.C 10.B 11.BC 12.BC 二、填空题 13.aA=g+qE/8M,aB=g+qE/8M,aC=g,F=5qE/8 14. 15.100V/m,6.25V/m,9,正 16.6 17.1: 1: 1,1: 2: 3。 三、计算题 18.解: (1)由图可知,B点的电场强度 ,方向指向x负方向。 同理A点的电场强度EA=40N/C,方向指向x正方向。 (2)点电荷Q应位于A、B两点之间,带负电荷。 (3)设点电荷Q的坐标为x,由点电荷的电场E= 可知 解得x=2.6m。 (另解x=1舍去) 19.解: 由于水平面光滑,所以小车与小球系统水平方向动量守恒,即 mv0=(m+M)v 设两板间电势差为U,两板间距为d, 对车据动能定理: q S= Mv2 对小球据动能定理: q (S+d)= mv02- mv2 由上式联立解得: 20.解: (1)粒子经过T/3时第一次达到最大速度,S= =4cm;V= =2.4×10-5m/s (2)0至T/3时间内,粒子向A板加速4cm;T/3至2T/3时间内,粒子向A板减速4cm;2T/3至5T/6时间内,粒子向B板加速1cm;5T/6至T时间内,粒子向A板减速1cm,一个周期内前进的位移为6cm。 两个完整的周期后粒子前进的位移为12cm,距A板还剩余3cm,因此,粒子撞击极板时的速度即为由初速为0,经过3cm加速的末速度,大小为 ×105m/s。 21.解: 根据动能动理,电子进入偏转电场时的速度为v则 U1e=mv2/2 (1) 在偏转电场中电子的偏转量为 h=at2/2=U2EL2/2mdv2 (2) l联立 (1) (2)式得 h/U2=L2/4dU1(3) 由(3)式可知: 增大L、减小d、减小U1都可以提高示波器的灵敏度(写出两个方法给满分) 22.解: 要使小球在圆轨道上做圆周运动,小球在“最高”点不脱离圆环。 这“最高”点并不是D点,可采用等效重力场的方法进行求解。 重力场和电场合成等效重力场,其方向为电场力和重力的合力方向,与竖直方向的夹角(如图所示) 等效重力加速度 在等效重力场的“最高”点,小球刚好不掉下来时 从A到等效重力场的“最高”点,由动能定理
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