（新教材）物理必修静电场中的能量练习含答案

2020--2021（新教材）物理必修第三册第10章静电场中的能量练习含答案（新教材）必修第三册第10章静电场中的能量1、如图所示，虚线为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV。当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8eV时，它的动能应为()A．8eV B．13eVC．20eV D．34eV2、在电场中，把电荷量为4×10－9C的正点电荷从A点移到B点，克服静电力做功6×10－8A．电荷在B点具有的电势能是6×10－8JB．B点电势是15VC．电荷的电势能增加了6×10－8JD．电荷的电势能减少了6×10－8J3、一对等量正点电荷的电场的电场线(实线)和等势线(虚线)如图所示，图中A、B两点电场强度分别是EA、EB，电势分别是φA、φB，负电荷q在A、B两点时的电势能分别是EpA、EpB，下列判断正确的是()A．EA>EB，φA>φB，EpA<EpBB．EA>EB，φA<φB，EpA<EpBC．EA<EB，φA>φB，EpA>EpBD．EA<EB，φA<φB，EpA>EpB4、用两节相同的电池分别给两个原来不带电的电容器C1和C2充电，已知C1＜C2。当达到稳定状态时，两电容器每极板的带电荷量分别为Q1和Q2，则()A．Q1＞Q2B．Q1＜Q2C．Q1＝Q2D．无法确定Q1与Q2的大小关系5、如图所示，质子(11H)和α粒子(24He)，以相同的初动能垂直射入偏转电场(不计粒子重力)，则这两个粒子射出电场时的偏转位移y之比为()A．1∶1B．1∶2C．2∶1D．1∶46、有一个充电的平行板电容器，两极板间的电压为3V，现设法使它的电荷量减少3×10－4C，于是其板间的电压降为原来的eq\f(1,3)，如果再使它的带电荷量增加，当板间的电压增加到16V时，它的带电荷量为元电荷的多少倍？*7、如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R＝0.1m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ。若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小E＝100V/m，则O、P两点的电势差可表示为()A．UOP＝－10sinθ(V) B．UOP＝10sinθ(V)C．UOP＝－10cosθ(V) D．UOP＝10cosθ(V)*8、如图所示为某静电场等势面的分布图，电荷量为×10－9CA．×10－8J B．－×10－8JC．×10－8J D．－×10－8J*9、一个已充电的电容器，若使它的带电荷量减少3×10－4C，则其电压减小为原来的eq\f(1,3)，则()A．电容器原来的带电荷量为9×10－4B．电容器原来的带电荷量为×10－4C．电容器原来的电压为1VD．电容器的电容变为原来的eq\f(1,3)*10、如图所示，一带电小球以速度v0水平射入接入电路中的平行板电容器中，并沿直线打在屏上O点，若仅将平行板电容器上极板平行上移一些后，让带电小球再次从原位置水平射入并能打在屏上，其他条件不变，两次相比较，则再次射入的带电小球()A．将仍打在O点B．将打在O点的上方C．穿过平行板电容器的时间将增加D．到达屏上时的动能将增加*11、如图所示，在某电场中画出了四条电场线，C、D两点是AB连线的三等分点。已知A点的电势为φA＝30V，B点的电势为φB＝0，则()A．C点的电势＝20VB．C点的电势<20VC．C点的电势>20VD．A、B、C都不正确12、在如图所示的匀强电场中，有A、B两点，且A、B两点间的距离为x＝0.2m，已知AB连线与电场线夹角为θ＝60°，今把一电荷量q＝－2×10－8C的检验电荷放入该匀强电场中，其受到的静电力的大小为F＝4×10－4(1)电场强度E的大小和方向；(2)若把该检验电荷从A点移到B点，电势能变化了多少；(3)若A点为电势零点，电荷量q′＝－2×10－8C2020--2021（新教材）物理必修第三册第10章静电场中的能量练习含答案（新教材）必修第三册第10章静电场中的能量1、如图所示，虚线为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV。当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8eV时，它的动能应为()A．8eV B．13eVC．20eV D．34eV解析：选C经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV，题图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，故电荷经过相邻两个等势面时的动能减小量为：ΔEk＝eq\f(26－5,3)eV＝7eV，故经过等势面3时的动能为12eV，总能量为12eV＋0＝12eV，由于只有电场力做功，所以电势能和动能之和守恒，当其电势能变为－8eV时，有：0＋12eV＝－8eV＋Ek；解得动能应为：Ek＝20eV。故C正确。2、在电场中，把电荷量为4×10－9C的正点电荷从A点移到B点，克服静电力做功6×10－8A．电荷在B点具有的电势能是6×10－8JB．B点电势是15VC．电荷的电势能增加了6×10－8JD．电荷的电势能减少了6×10－8J解析：选C电荷在电场中某点的电势能具有相对性，只有确定了零电势点，B点的电势、电荷在B点的电势能才是确定的数值，故A、B错误；由于电荷从A移到B的过程中克服静电力做功6×10－8J，故电荷电势能应该增加了6×10－8J，故C正确，D错误。3、一对等量正点电荷的电场的电场线(实线)和等势线(虚线)如图所示，图中A、B两点电场强度分别是EA、EB，电势分别是φA、φB，负电荷q在A、B两点时的电势能分别是EpA、EpB，下列判断正确的是()A．EA>EB，φA>φB，EpA<EpBB．EA>EB，φA<φB，EpA<EpBC．EA<EB，φA>φB，EpA>EpBD．EA<EB，φA<φB，EpA>EpB解析：选AA处电场线比B处密集，故EA>EB；离正电荷越近电势越高，故φA>φB；负电荷在A、B两处的电势能EpA<EpB，故A正确。4、用两节相同的电池分别给两个原来不带电的电容器C1和C2充电，已知C1＜C2。当达到稳定状态时，两电容器每极板的带电荷量分别为Q1和Q2，则()A．Q1＞Q2B．Q1＜Q2C．Q1＝Q2D．无法确定Q1与Q2的大小关系解析：选B相同的电池，则电压相同，故根据Q＝CU可知电容越大，充电量越大，即Q1＜Q2，B正确。5、如图所示，质子(11H)和α粒子(24He)，以相同的初动能垂直射入偏转电场(不计粒子重力)，则这两个粒子射出电场时的偏转位移y之比为()A．1∶1B．1∶2C．2∶1D．1∶4解析：选B由y＝eq\f(1,2)·eq\f(Eq,m)·eq\f(L2,v02)和Ek0＝eq\f(1,2)mv02，得y＝eq\f(EL2q,4Ek0)，可知，y与q成正比，B正确。6、有一个充电的平行板电容器，两极板间的电压为3V，现设法使它的电荷量减少3×10－4C，于是其板间的电压降为原来的eq\f(1,3)，如果再使它的带电荷量增加，当板间的电压增加到16V时，它的带电荷量为元电荷的多少倍？解析：根据C＝eq\f(Q,U)知：C＝eq\f(ΔQ,ΔU)＝eq\f(3×10－4,2)F＝×10－4F。电压增加到16V时，所带电荷量Q＝CU＝×10－4×16C＝×10－3C。带电荷量为元电荷的倍数：n＝eq\f×10－3,×10－19)＝×1016。答案：×1016*7、如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R＝0.1m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ。若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小E＝100V/m，则O、P两点的电势差可表示为()A．UOP＝－10sinθ(V) B．UOP＝10sinθ(V)C．UOP＝－10cosθ(V) D．UOP＝10cosθ(V)解析：选A本题主要考查匀强电场中电场强度与电势的关系，意在考查U＝Ed中d的物理意义。由题图知UOP＝－E·PO·sinθ＝－10sinθ(V)，A正确。*8、如图所示为某静电场等势面的分布图，电荷量为×10－9CA．×10－8J B．－×10－8JC．×10－8J D．－×10－8J解析：选B由于UAD＝φA－φD＝－40V－(－10)V＝－30V，所以从A至D，电场力对电荷做的功：WAD＝qUAD＝×10－9×(－30)J＝－×10－8J，B正确。*9、一个已充电的电容器，若使它的带电荷量减少3×10－4C，则其电压减小为原来的eq\f(1,3)，则()A．电容器原来的带电荷量为9×10－4B．电容器原来的带电荷量为×10－4C．电容器原来的电压为1VD．电容器的电容变为原来的eq\f(1,3)解析：选B平行板电容器的电荷量减少ΔQ＝3×10－4C，电压减小为原来的eq\f(1,3)，由C＝eq\f(Q,U)知，电荷量减少为原来的eq\f(1,3)，即减少了原来的eq\f(2,3)，则根据C＝eq\f(ΔQ,ΔU)知，电容器原来的带电荷量Q＝ΔQ＝×3×10－4C＝×10－4C，A错误，B正确；由已知条件无法求电压，电容反映电容器本身的特性，电容器极板上的电荷减少，电容器的电容不变，C、D错误。*10、如图所示，一带电小球以速度v0水平射入接入电路中的平行板电容器中，并沿直线打在屏上O点，若仅将平行板电容器上极板平行上移一些后，让带电小球再次从原位置水平射入并能打在屏上，其他条件不变，两次相比较，则再次射入的带电小球()A．将仍打在O点B．将打在O点的上方C．穿过平行板电容器的时间将增加D．到达屏上时的动能将增加解析：选D由题意可知，要考虑小球的重力，第一次重力与电场力平衡；第二次U不变，若仅将平行板电容器上极板平行上移一些，则极板间的距离d变大，场强变小，电场力变小，重力与电场力的合力偏向下，带电小球将打在O点的下方。由于水平方向运动性质不变，故时间不变；而由于第二次合力做正功，故小球的动能将增加。综上所述，只有选项D正确。*11、如图所示，在某电场中画出了四条电场线，C、D两点是AB连线的三等分点。已知A点的电势为φA＝30V，B点的电势为φB＝0，则()A．C点的电势＝20VB．C点的电势<20VC．C点的电势>20VD．A、B、C都不正确解析：选B由题图看出，AC段电场线比CD段、DB段电场线密，则AC段电场强度最大，根据公式U＝Ed可以知道，A、C间电势差UAC大于C、D间电势差UCD和D、B间电势差UDB。所以UAC＞eq\f(1,3)UAB＝eq\f(1,3)(φA－φB)＝10V，即(φA－φC)＞10V，又φA＝30V，可以知道φC＜20V。所以B选项是正确的。12、在如图所示的匀强电场中，有A、B两点，且A、B两点间的距离为x＝0.2m，已知AB连线与电场线夹角为θ＝60°，今把一电荷量q＝－2×10－8C的检验电荷放入该匀强电场中，其受到的静电力的大小为F＝4×10－4(1)电场强度E的大小和方向；(2)若把该检验电荷从A点移到B点，电势能变化了多少；(3)若A点为电势零点，电荷量q′＝－2×10－8C解析：(1)电场强度E的大小为E＝eq