教科版高二物理选修31文档《静电场》章末习题检测（基础篇）

06/707/7/《静电场》章末习题检测(基础篇)一、选择题1．一个点电荷，从静电场中a点移到b点，其电势能的变化为零，则()A．a、b两点的场强一定相等B．该点电荷一定沿等势面移动C．作用于该点电荷的电场力与其移动的方向总是垂直的D．a、b两点的电势一定相等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．关于电场线，下列说法中正确的是()A．电场线不是客观存在的B．电场线与电荷运动的轨迹是一致的C．电场线上某点的切线方向与电荷在该点的受力方向共线D．沿电场线方向，场强一定越来越大4．带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：①在电场线上运动；②在等势面上做匀速圆周运动．该电场可能由()A．一个带正电的点电荷形成B．一个带负电的点电荷形成C．两个分立的带等量负电荷的点电荷形成D．一个带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成5．如图所示，带电小球A、B的电荷量分别为QA、QB，OA=OB，都用长为L的细线悬挂在O点，静止时A、B相距为d．为使其平衡时AB间距离减为d／2，可采用以下哪些方法()A．将小球A、B的质量都增加到原来的2倍B．将小球B的质量增加到原来的8倍C．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D．将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍6．质量为m的物块，带正电荷为Q，开始时让它静止在倾角=60°的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平向左、大小为的匀强电场中，如图所示．斜面高为H，释放物块后，物块落地的速度大小为()A．B．C．D．7．如图，两电荷量分别为Q（Q＞0）和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b位于y轴O点上方。取无穷远处的电势为零，下列说法正确的是()A．b点的电势为零，电场强度也为零B．正的试探电荷在a点的电势能大于零，所受电场力方向向右C．将正的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功D．将同一正的试探电荷先后从O、b点移到a点，后者电势能的变化较大8．两带电小球，电荷量分别为＋q和－q，固定在一长度为l的绝缘杆两端，置于电场强度为E的匀强电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示，若此杆绕过O点垂直于杆的轴转过180°，则在此过程中静电力做功为()A．0B．qElC．2qElD．πqEl二、填空题9．如图所示，A、B两板间加速电压为U1，C、D两板间偏转电压为U2.一个静止的α粒子(eq\o\al(4,2)He)自A板起相继被加速、偏转，飞离偏转电场时的最大侧移为C、D板间距离一半，则它的出射速度的大小为________．10．如图，带正电的导体A位于原来不带电的金属球壳B的球心处。达到静电平衡状态时：a、b、c三点的电场强度大小Ｅa、Eb、Ec由大到小的顶序是；电势φa、φb、φc由高到低的顺序是三、解答题11．三个带正电的微粒，电荷量均为Q，放在边长为a的等边三角形的三个顶点位置，问在此三角形的中心应放置怎样的电荷。才能使这一点电荷系保持平衡．12．如图所示，带电量为的带电粒子（初速度为零，重力不计）质量为，经电压加速后以速度垂直进入偏转电场，两平行板间的距离为d＝1cm，偏转电压U2＝800V，板长L=10cm。求：（1）带电粒子进入偏转电场时的速度多大？（2）带电粒子离开电场时的偏转量y多大？13．如图所示，在真空室中的两个水平放置的金属板，板间的距离为h．有一质量为m的小油滴，带电荷量为q，自上极板的下表面处由静止开始自由下落，当它运动到两极板间距离的中点时，给两极板加电压U，使油滴受到向上的力，当电压等于多大，才能使小油滴在刚好接近下极板时，开始向上运动？14．一条长为的细线上端固定在O点，下端系一个质量为m的小球，将它置于一个很大的匀强电场中，电场强度为E，方向水平向右，已知小球在B点时平衡，细线与竖直线的夹角为，如图所示．求：（1）当悬线与竖直方向的夹角为多大时，才能使小球由静止释放后，细线到竖直位置时，小球速度恰好为零？（2）当细线与竖直方向成角时，至少要给小球一个多大的速度，才能使小球在竖直面内做圆周运动？15．如图所示，两块竖直放置的平行金属板A、B相距为d，两板间电压为U，一质量为m的带电小球从两板间的M点开始以竖直向上的初速度v0运动，当它到达电场中的N点时速度变为水平方向，大小变为2％，求M、N两点间的电势差和电场力对带电小球所做的功．（不计带电小球对金属板上的电荷均匀分布的影响，设重力加速度为g）【答案与解析】一、选择题1．【答案】D【解析】点电荷从静电场中a点移到b点，电势能变化为零，说明a、b两点电势相等，但场强不一定相等，而且电荷也不一定沿等势面移动，电场力所做的总功等于零，但并不是说电场力在何处都不做功，所以A、B、C均错，D对．2．【答案】D【解析】电场强度是从力的角度来描述电场性质的物理量，电势是从能的角度来描述电场性质的物理量，二者没有必然联系．场强大时电势不一定高，场强为零电势也不一定为零，场强不变电势也可能变，但是场强的方向是指向电势降低最快的方向．3．【答案】AC【解析】电场线是为了形象地描绘电场而假想的曲线．4．【答案】A【解析】负电荷在电场线上运动，说明电场是直线；负电荷在等势面上做匀速圆周运动，说明等势线是圆形曲线，能满足以上两种情况的场源电荷可以是一个带正电的点电荷，不可能是带负电的点电荷，所以A正确、B错误．两个分立的带等量正电荷的点电荷可以满足以上条件，而两个分立的带等量负电荷的点电荷不能使负电荷完成题中运动，所以C错误．D中情况的等势线不能使负电荷做匀速圆周运动，D错误．5．【答案】BD【解析】由B的共点力平衡图可知，而，可知，选B、D．6．【答案】C【解析】想要弄清物体的运动情况，必须先分析清楚物体的受力情况，否则就容易因思维定式而出错．此题易错的原因就是没有仔细分析物体的受力情况，而直接认为物体是沿斜面下滑．不少同学在做这道题时，一看到“固定光滑绝缘斜面”就想物块沿光滑斜面下滑不受摩擦力作用，由动能定理得，得，而错选A．其实“固定光滑绝缘斜面”是干扰因素，只要分析物块的受力就不难发现，物块根本不会沿斜面下滑，而是沿着重力和电场力合力的方向做匀加速直线运动，弄清了这一点，就很容易求得本题正确答案，故正确答案为C．7．【答案】BC【解析】因为等量异种电荷在其连线的中垂线上的电场方向为水平指向负电荷，所以电场方向与中垂线方向垂直，故中垂线为等势线，因为中垂线延伸到无穷远处，所以中垂线的电势为零，故b点的电势为零，但是电场强度不为零，A错误；等量异种电荷连线上，电场方向由正电荷指向负电荷，方向水平向右，在中点O处电势为零，O点左侧电势为正，右侧电势为负，又知道正电荷在正电势处电势能为正，故B正确；O点的电势低于a点的电势，电场力做负功，所以必须克服电场力做功，C正确；O点和b点的电势相等，所以先后从O、b点移到a点，电场力做功相等，电势能变化相同，D错误。8．【答案】C【解析】杆顺时针转动180°的过程中，静电力对两电荷做正功，W总＝W1＋W2＝2qU＝2qEL，故选项C正确．二、填空题9．【答案】【解析】在加速电场中由动能定理得：在偏转电场中，由动能定理得：解得：.10．【答案】则Ea＞Ec＞Eb，φa＞φb＞φc【解析】当静电平衡时，金属球壳B内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷，画出电场线的分布如图：由于a处电场线较密，c处电场线较疏，b处场强为零，则Ea＞Ec＞Eb．根据顺着电场线方向电势降低，整个金属球壳B是一个等势体，表面是一个等势面，分析可知电势关系是φa＞φb＞φc．三、解答题11．【答案】应放置一个电荷量为的负电荷【解析】如图所示，必须在等边三角形的中心放置一个负电荷．这一点电荷系才有可能平衡．分析Q1受力，根据共点力的平衡条件及力的平行四边形定则，得F3=2F1cos30°，而，，所以，即．此题既要用到共点力的平衡条件、力的平行四边形定则，还要应用三角函数的知识，稍有疏忽，就算不出正确答案．12．【答案】（1）；（2）【解析】（1）由动能定理得（2）带电粒子在电场中的加速度：带电粒子在电场的运动时间：带电粒子离开电场时的偏转量：13．【答案】【解析】方法一：油滴做自由落体运动至两板间中点时速度为v，由得，加上电压后油滴所受合力，油滴竖直向上的加速度，再经速度减为零，即．由以上各式得．方法二：分析油滴运动的整个过程由可知，前半程的加速度与后半程的加速度一定大小相等、方向相反，即，解得．方法三：前半程由动能定理得，后半程由动能定理得，可得．方法四：油滴从上极板到下极板的整个运动过程，对全过程应用动能定理得，，解得．14．【答案】（1）2（2）【解析】（1）小球在B点受力平衡，如图甲所示，由平衡条件有：因Fsin=qE；Fcos=mg，所以qE=mgtan．设小球由C点（细线与竖直线夹角为）运动至最低点A时速度恰为零，此过程小球的重力势能减少mg(1－cos)，电势能增加qEsin．由能量守恒有mg(1－cos)=qEsin．由以上各式得．即，则=2．方法二：由于小球是在匀强电场和重力场的复合场中运动，其等效重力加速度（复合场场强）g′=g／cos（见图乙），小球在A、C间的运动类比为一单摆，B点为振动的平衡位置，A、C点为最大位移处，由对称性即可得出结论：=2．（2