高中物理第一章静电场同步练习1新人教版选修3

1、第 1 章 静电场 综合练习实验：电场中等势线的描绘1、在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验中，在下列所给出的器材中，应该选用的是（）A 6 伏的交流电源B 6 伏的直流电源C 100 伏的直流电源D量程 0 3 安，零刻度在刻度盘左边的电流表E量程 0 300 微安，零刻度在刻度盘中央的电流表在实验过程中，要把复写纸、导电纸、白纸铺放在木板上，它们的顺序是（自上而下） _ _ _【答案】 BE； 导电纸、复写纸、白纸2、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（图9 6 5）是合理的（）(1)图 965A. 如图所示圆柱形电极 M、 N都接电源的正极，模拟等量正点

2、电荷周围的静电场B. 如图所示圆柱形电极 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【解析】 用电流场模拟静电场，在导电纸上必须形成电流由于、两个方案在导电纸上不会形成电流，因此设计不合理、两个设计是合理的选BC【答案】 BC3 、在“电场中等势线的描绘”实验中，下列说法正确的是（）A这是一个模拟实验，正负电极模拟正负点电荷B电源应为810 伏直流电C若把灵敏电流计换成伏特计，这个实验也是可行的D找等势点时，两个探针应该同

3、时移动，直至电流计示数指零【答案】 AC4、在用模拟法描绘静电场等势线的实验中，某同学发现描绘的等势线发生畸变，则产生误差的可能原因是（）用心爱心专心-1-A电流表的灵敏度不高B电极与导电纸接触不良C导电纸涂层不均匀D有一个电极靠近导电纸边缘【答案】 CD5、某同学进行了实验探究，描绘静电场的等势线，做了以下的实验：把两条长条形电极紧压在导电纸上（导纸铺在平木板上 ），并分别接在低压恒定直流电源两极，现取一金属环，将圆环放在两电极中间的导电纸上，再在灵敏电流计正、负接线柱上分别接两探针和（电源从灵敏电流计正接线柱流入时，指针右偏）作如下测试如图（图9 6 6）：图 96 6a 当两探针和与金属

4、环内导电纸上任意两点接触时，电流表指针将（填右偏、左偏或指零）b当两探针和与金属环上任意两点接触时，电流表指针将（填右偏、左偏或指零）c当两探针和分别与环上、环内导电纸接触时，电流表指针将（填右偏、左偏或指零）d当两探针和分别与环上、导电纸上a 点接触时，电流表指针将（填右偏、左偏或指零）【答案】 a.指零b.指零c.指零d.左偏用心爱心专心-2-【整合提升】一、选择题 （共 8 小题，每小题6 分，共 48 分 . 在每小题中只有一个选项符合要求）1、关于场强的三个公式FQUEq Ek r 2 Ed 的适用范围， 下列说法正确的是 （）A三个公式都只能在真空中适用B公式和只能在真空中适用，公

5、式在真空中和介质中都适用C公式和只能在真空中适用，公式在真空中和介质中都适用D公式适用于任何电场，公式只适用于点电荷形成的电场，公式只适用于匀强电场【答案】 D2、设电子在运动过程中只受电场力作用，则在下列哪个电场中，只要给电子一个适当的初速度它就能自始至终沿一条电场线运动；而给电子一个适当的初速度它就能始终沿某个等势面运动（）A匀强电场B正点电荷产生的电场C负点电荷产生的电场D以上都不可能【答案】 B3、如图9-1，把一带正电的小球a 放在光滑绝缘面上，欲使球a 能静止在斜面上，需在MN间放一带电小球b ，则 b 应（）A带负电，放在A 点B带正电，放在B 点C带负电，放在C 点D带正电 ，

6、放在 C 点【答案】 C图 914、 A、 B 两个小球带同种电荷，放在光滑的绝缘水平面上，A 的质量为 m， B 的质量为2m，它们相距为 d，同时由静止释放，在它们距离到2d 时， A 的加速度为 a，速度为 v，则（）A此时 B 的加速度为 a/4B此过程中电势能减小5mv2/8C此过程中电势能减小 mv2/4D此时 B 的速度为 v/2【解析】 相互作用的两小球在运动过程中的任一时刻，作用力大小相等，因此当质量为m 的A 球的加速度为a 时，质量为2m 的 B 球加速度为 a / 2；又因为系统动量守恒：0 mv ( 2m ) v'得 v' v / 2，电势能的减小量：

7、1 mv 21 ( 2m)( v ) 23 mv 2 2224【答案】 D5、（图 9 2） A、 B 两点各放有电量为+Q 和 +2Q 的点电荷， A、 B、 C、 D 四点在同一直线上，且 AC CD DB将一正电荷从 C 点沿直线移到 D 点，则（）A电场力一直做正功B电场力先做正功再做负功C电场力一直做负功图 92用心爱心专心-3-D电场力先做负功再做正功【解析】 通过计算AB 两点间两点电荷叠加的合场强为零的位置在C 和 D 点之间，故将一正电荷从 C 点沿直线移到D 点，电场力先做正功再做负功【答案】 B6、某电解电容器上标有“25V、 470F”的字样，对此，下列说法正确的是（）

8、A、此电容器只能在直流25V 及以下电压才能正常工作B、此电容器在交流电压的有效值为25V 及以下也能正常工作C、当工作 电压是 25V 时，电容才是470 FD、这种电容器使用时，不必考虑两个引出线的极性【解析】 由标称值可知，该电解电容器用于直流25V 及以下电压时才能正常工作；电容器的电容值由其内部构造所决定，在不被击穿的条件下，与其工作电压无关；电解电容器两引线有正、负极之分，使用时极性不能接错，也不能接交流电正确答案为A【答案】 A7、某研究性学习小组学习电学知识后进行对电工穿的高压作业服进行研究，发现高压作业服是用铜丝编织的，下列各同学的理由正确的是（）A甲认为铜丝编织的衣服不易拉

9、破，所以用铜丝编织B乙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用C丙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用D丁认为铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用【解析】 利用静电 平衡及静电屏蔽知识可得【答案】 C8、如图 9 3 所示， L 为竖直、固定的光滑绝缘杆，杆上 O 点套有一质量为 m、带电量为 q 的小环，在杆的左侧固定一电荷量为 +Q 的点电荷，杆上 a、b 两点到 +Q 的距离相等， Oa 之间距离为 h1， ab 之间距离为 h2，使小环从图示位置的 O 点由 静止释放后，通过a 的速率为 3gh1 则下列说法正确

10、的是（）A小环通过 b 点的速率为g(3h1 2h2 )图 93B小环从O 到 b，电场力做的功可能为零C小环在Oa 之间的速度是先增大后减小D小环在ab 之间的速度是先减小后增大【解析】 O 到 a 有： qU oa mgh 11mv a20 O 到 b 有 ： qU obmg ( h1 h2 )1mvb222因为 U oa U ob 联立可得 vbg (3h12h2 )【答案】 A二、填空题 （共 4 小题，每小题5 分，共20 分）9、真空中有两个相同的金属小球，带电量分别为88- 1.0× 10 C 和 3.0× 10C，相距 r 时，相互作用为0.30N，现将两球

11、相接触后再放回原处，则它们之间的相互作用力为N【答案】 0. 10N用心爱心专心-4-图 9-410、如图 9-4 所示，一质量为m电荷量为 +q 的小球从距地面为h 处，以初速度v0 水平抛出，在小球运动的区域里，加有与小球初速度方向相反的匀强电场，若小球落地时速度方向恰好竖直向下，小球飞行的水平距离为L，小球落地时动能EK=，电场强度E=【解析】 把小球的运动正交分解，水平方向做匀减速运动，竖直方向做自由落体运动小球在落地时的速度恰好竖直向下，说明水平方向恰好速度减为零，因此小球落地时速度由竖直方向运动决定，所以v22gh 得 Ek1 mv2mgh. 在水平方向上： L1 at2 在竖直方

12、向上：22h1 gt2 aL ， qEL g ， EmgL ）2ghmhqh【答案】 EkmghmgL， Eqh11、图 95 展示了等量异种点电荷的电场线和等势面，从图中我们可以看出，A、B 两点的场强、电势，C、D 两点的场强、电势（以上四空均填“相同”或“不同”）【答案】 相同；不同；不同；相同图 9512、如图 9 6 所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的粒子，从极板左侧中央以相同的水平速度 v 先后垂直地射入匀强电场中分别落在正极板的 a、b、c 处，粒子所受重力不能忽略，则可知粒子a、b、c 三个粒子在电场中的加速度有aaabac图 9 6（填“”、“”或“”），c 粒

13、子电（填“带正电” 、“ 带负电”或“不带电”）【解析】 三粒子作类平抛运动，因为 相同的水平初速度，所以飞行越远，时间越长，在竖直方向 ： h 1 at 2 ，有 a 2h2 因此 aa ab ac ，c 粒子带 负电2t【答案】； c 粒子带负电三、计算题 （共 4 小题，共52 分）13、（ 10 分）一个带正电的微粒，从A 点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图 9 7，AB与电场线夹角 =30°，已知带电微粒的质量m1.010 7 kg ，电量q 1.0 10 10 C ， A、 B 相距 L 20cm （取 g=10m/s2，结果保留二位有效数字）求：用心爱

14、心专心-5-图 97（ 1）说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由（ 2）电场强度的大小和方向？（ 3）要使微粒从 A 点运动到 B 点，微粒射入电场时的最小速度是多少？【解析】（ 1）微粒只在重力和电场力作用下沿AB方向运动， 在垂直于 AB方向上的重力和电场力必等大反向，可知电场力的方向水平向左，如题图所示，微粒所受合力的方向由B 指向 A，与初速度 v0 方向相反，微粒做匀减速运动（ 2）在垂直于 AB方向上，有：qE sinmg cos0所以电场强度E 1.710 4 N / C 电场强度的方向水平向左（ 3）微粒由 A 运动到 B 时的速度 v B0 时，要使微粒进入电场时的速度最

15、小，由动能定理得：mgL sinqEL cos1 mv 02代入数据，解得 v02 .8 m / s214、（ 12 分）一条长为 3l 的丝线穿着两个质量均为m 的金属环 A 和 B，将线的两端都系于同一点 O（图 9 8），当金属环带电后，由于静电斥力使丝线构成一等边三角形，此时两环处于同一水平面上，如不计环与丝线的摩擦，两环各带多少电量？OoF1ABABBF1FA图 98甲mg【解析】 因为两个小环完全相同，它们的带电情况相同，设每环带电为 q ，小环可看成点电荷斥开后如图甲所示，以 B 为研究对象受力分析，小球受重力、丝线的张力F1 和库仑力 F根据平衡条件，竖直方向有： F1 cos

16、300mg 水平方向有； F1 F1 sin 300F 其中 Fkq 2l 2因为是光滑小环，因此两个方向的丝线的张力相等，以上三式联立可得：q3mgl 2k【答案】 q3mgl 2k用心爱心专心-6-15、（ 14 分）如图99 所示，一半径为R 的绝缘圆形轨道竖直放置，圆轨道最低点与一条水平轨道相连，轨道都是光滑的轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，场强为E从水平轨道上的 A 点由静止释放一质量为m 的带正电的小球，为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动，求释放点A 距圆轨道最低点B 的距离 s已知小球受到的电场力大小等于小球重力的3 倍4【解析】 将电场和重力场等效为一个新的重力场E，小球刚好

17、沿圆轨道做圆周运动可视为小球ROm到达等效重力场“最高点”时刚好由等效重ABs力提供向心力（如图甲）可得：图 99qEmg / cos370m v2mgRo再对全过程运用动能定理即可求解：qE(s Rsin 370 )mg(RRcos370 )1 mv2 图甲2联立可得： s23 R6【答案】 s23 R616、（ 16 分）真空中有足够大的两个互相平行的金属板，a 、 b 之间的距离为d ，两板之间的电压为 U abU aU b ，按如图 9 10 所示的规律变化，其周期为 T , 在 t 0 时刻， 一带正电的的粒子仅在电场力作用下，由 a 板从静止向 b 板运动，并于 t nT （ n

18、为自然数）时刻恰好到达b 板，求：（ 1）若该粒子在t1 T 时刻才从 a 板开始运动，那么粒子经历同样长的时间，它能运动到6离 a 板多远的距离？（ 2）若该粒子在t1 T 时刻才从 a 板开始运动，那么粒子经历多长的时间到达b 板6用心爱心专心-7-U ab / VabU0Tt / s Ud图 910【解析】（1）当带正电粒子从在t 0 时刻，一带电的的粒子仅在电场力作用下，由a 板从静止向 b 板运动过程中， 前半个周期加速，后半个周期减速为零，如此 反复一直向前运动， 它在一个周期内的位移是：s21 a(T ) 21 aT 21 naT 2 （ n224所以dns1.2.3····）4若该粒子在 t1 T 时刻才从 a 板开始运动，则在每个周期内，前三分之二周期向前运动，6后三 分之一周期返回，一个周期的总位移：s' 1 a( T ) 22 1 a( T )221 aT 22326121粒子经历同样长的时间，总位移为；d 'ns'naT 2 （ n1.2.3····）1 d1 d12因此d '离 a 板距离为33（ 2 ）因为 d '1 d ，所以