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人教版高中物理必修三第十章《静电场中的能量》测试题(有答案解析)

2022-01-24 来源:乌哈旅游


一、选择题

1.真空中,在x轴上x=0和x=8 m处分别固定两个电性相同的点电荷Q1和Q2。电荷间连线上的电场强度E随x变化的图象如图所示(x轴正方向为场强正方向),其中x=6 m处E=0。将一个正试探电荷在x=2 m处由静止释放(重力不计,取无穷远处电势为零)。则( )

A.Q1、Q2均为负电荷 B.Q1、Q2带电荷量之比为9:1 C.在x=6 m处电势为0

D.该试探电荷向x轴正方向运动时,电势能一直减小

2.如图,带电粒子p从a板边缘由静止开始经电压U1加速,沿AB两板中线方向进入偏转电场,并从板的右侧射出偏转电场。已知偏转电场的电场强度大小为E,板长为L,不计粒子重力,下列说法正确的是( )

A.该带电粒子一定带正电

B.该带电粒子一定从虚线的上方离开偏转电场 C.当U1EL时,粒子离开偏转电场时动能最大 D.仅增大加速电压U1,粒子射出偏转电场的动能可能减小

3.A、B在两个等量异种点电荷连线的中垂线上,且到连线上中点O的距离相等,如图所示,则( )

A.A、B连线上的任意两点的电势差为零 B.同一电荷在A的电势能比B点的电势能大

C.把正电荷从A点沿直线移动到B点,电场力先减小后增大 D.A、B两点的电场强度不相同

4.在静电场中,将一电荷只在电场力作用下,从a点移到b点,电场力做了负功,则( )

A.b点的电场强度一定比a点大 B.电场线方向一定从b指向a C.b点的电势一定比a点高 D.该电荷的动能一定减小

5.如图所示,以O为圆心、半径为R的虚线圆位于足够大的匀强电场中,圆所在平面与电场方向平行,M、N为圆周上的两点。带正电粒子只在电场力作用下运动,在M点速度方向如图所示,经过M、N两点时速度大小相等。已知M点电势高于O点电势,且电势差为U,下列说法正确的是( )

A.M点电势高于N点

B.粒子由M点运动到N点,电势能减小 C.该匀强电场的电场强度大小为2UR D.粒子在电场中可能从M点沿圆弧运动到N点

6.如图所示,虚线表示某电场中的一组等差等势线,实线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹。则下列判断正确的是( )

A.电场中A、B两点的电势关系为AB B.粒子在A点的加速度比在B点的加速度大 C.A处的电场线比B处的电场线密集

D.粒子运动的过程中,动能与电势能相互转化,总量保持不变,机械能守恒

7.一带电粒子在如图所示的点电荷的电场中,仅在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点,电荷的加速度、动能、电势能的变化情况是( ) (3)

A.加速度的大小增大,动能、电势能都增加 B.加速度的大小减小,动能、电势能都减少 C.加速度的大小增大,动能增加,电势能减少 D.加速度大小减小,动能减少,电势能增加

8.某一电场的电场线如图所示,M、N、P为电场线上的三个点,则M、N是同一电场线上两点。下列判断不正确的是( )

A.只受电场力作用时,同一负电荷在N点的加速度最大 B.M、N、P三点中N点的电势最高

C.正电荷从M点自由释放,不可能沿电场线运动到N点

D.只受电场力作用时,同一正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能

9.在点电荷Q的电场中,一个(42He)粒子通过时的轨迹如图实线所示,a、b为两个等势面,则下列判断中正确的是( )

A.Q可能为正电荷,也可能为负电荷 B.运动中粒子的加速度aa>ab C.粒子经过两等势面的动能Eka>Ekb D.粒子在两等势面上的电势能Epa>Epb

10.如图所示是一个由电池E、电阻R与平行板电容器组成的串联电路,平行板电容器中央有一个液滴处于平衡状态,当增大电容器两板间距离的过程中( )

A.电容器的电容变大

B.电阻R中有从b流向a的电流 C.液滴带正电 D.液滴向下加速运动

11.两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中C为ND段电势最低的点,则下列说法正确的是( )

A.q1、q2为等量异种电荷

B.N、C两点间场强方向沿x轴负方向

C.N、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大 D.将一正点电荷从N点移到D点,电势能先增大后减小

12.在匀强电场中平行电场方向建立一直角坐标系,如图所示。从坐标原点沿+y轴前进0.3m到A点,电势升高了12V,从坐标原点沿+x轴前进0.2m到B点,电势降低了6V,则下列说法正确的是( )

A.场强大小为50V/m C.场强方向由A→B

B.场强大小为502V/m D.场强方向由B→A

13.如图所示,平行板电容器的正极板接地,开关S闭合,某带电油滴静止在两极板间的P点。若保持N板不动,而将M板移至图中虚线所示位置,下列说法正确的是( )

A.P点的电势升高 B.油滴在P点的电势能增加

C.油滴仍然在P点静止

PM⊥PN,下列说法正确的是( )

D.油滴将竖直向上运动

14.如图,电荷量为q(q>0)的点电荷固定在P点,M、N是电场中的两点,且PM>PN、

A.沿MN直线从M点到N点,电场强度的大小逐渐减小 B.沿MN直线从M点到N点,电势逐渐升高

C.将正电荷从M点移动到N点,静电力先做负功后做正功 D.正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大

15.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.将负的试探电荷从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

二、填空题

16.在电场中A、B两点间的电势差为UAB75V,B、C两点间的电势差为

UBC200V,则A、C两点间的电势差为UAC______V。

17.两块平行金属板,相距2 cm,组成一个电容器。当将它接在200V的直流电压上时,它所带的电量是5×10-8C。那么,电容器的极板间的场强大小为___________ ,电容器的电容大小为___________。给这个电容器充电后与电源断开,再将电容器两极板间的距离增大一些,则下列各量的变化情况是:C___________,

U___________Q___________E___________(填:增大,减小,不变)若保持电容器两极板与电源相连,同样将电容器两极板间的距离增大一些,则下列各量的变化情况是: C___________,U___________,Q___________E___________(填:增大,减小,不变) 18.如图所示,水平平行线代表电场线,但未指明方向,带电量为10-8C的正电微粒,在电场中只受电场力的作用,由A运动到B,动能损失2104J,A点的电势为2103V,则微粒运动轨迹是虚线______(填“1”或“2”),B点的电势为______V。

19.将一个电荷量为1.0×10-10C的负电荷,从无穷远处移到电场中的A点,克服电场力做功2.0×10-8J,将该电荷从A点移到B点,电势能减少1.0×10-8J。则电场中A点的电势为______V;B点电势为______V。(取无穷远处为零电势点)

20.如图所示Q是带正电的点电荷,P1、P2为其电场中的两点。若E1、E2为P1、P2两点的电场强度的大小, 1、2为P1、P2两点的电势,则E1_____E2,1__________2(填“大于,小于,等于”)

21.如图所示A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点.已知A、B、C三点的电势分别为A15V,B3V,C3V,由此可知D点的电势D_______.

22.在电场中把一个电荷量为-6×10-8C的点电荷从A点移到B点,电场力做功为-3×10-

5

J,将此电荷从B点移到C点,电场力做功4.5×10-5J,则UAC =________.

23.均匀带电正方形框边长为R,所带电量为+Q,若取无穷远处电势为零,则其两条对角线交点处的电势___零, (选填“大于”、“小于”或“等于”);今在其一边中点挖去一个长为r(r<24.一平行板电容器板长为L,两板间距离为d将其倾斜放置,如图所示,两板间形成一匀强电场.现有一质量为m,电量为 +Q的油滴以初速度v.自左侧下板边缘处水平进入两板之间,沿水平方向运动并恰从右侧上板边缘处离开电场.那么,两板间电势差的大小为________.

25.如图,带箭头的线段表示电场线,一带电粒子只在电场力作用下由 A点运动到B点,图中虚线为其运动轨迹,可判断粒子带______电(填“正”或“负”),粒子在_________点加速度较大(填A或B).

26.如图所示的电子元件名称叫_________, 它的两个重要参数的意义分别是:__________,__________.

三、解答题

27.如图所示,相距为d的两块平行金属板M、N与电源相连,开关S闭合后,M、N间有匀强电场,一个带电粒子以垂直电场方向从M板边缘射入电场,恰好能飞出电场,若不计重力,为了使粒子恰打在N板中点,N板应向上移动多少?

28.如图所示,平行板电容器电容为C,电荷量为Q0,极板长为L,极板间距离为d,极板与水平面成60°角,现有一质量为m的带电液滴沿两极板的中线从P点由静止出发到达Q点,P、Q两点都恰在电容器的边缘处,忽略边缘效应,求: (1)液滴的电荷量;

(2)液滴到达Q点时的速度大小。

29.如图所示是一个示波管工作原理图,电子经电压U11.810V加速后以速度v0沿两极板的中线进入电压U2720V,间距为d1.0cm,板长L5cm的平行金属板组成的偏转电场,离开电场后打在距离偏转电场s10cm的屏幕上的P点,(e=1.6×10-19C ,m=0.9×10-30kg)求:

(1)电子进入偏转电场时的速度v0; (2)射出偏转电场时速度的偏角tan; (3)打在屏幕上的侧移位移OP。

4

30.如图所示,在xOy平面的第一象限内放置平行金属网,OA与y轴重合,边缘落在坐标原点,两网正对,长度和间距均为L,AO和BC间的电势差恒为U0(U0>0);第二象限内正对放置平行金属板MN和PQ,板长和板间距离也均为L,PQ与x轴重合,边缘P点坐标为(-

L,0),PQ与MN间电势差也为U0电子可以自OA和BC间任意位置由静止出发,2L)出发,求电子到达x轴的位置坐标。 2设电子通过金属网时不与网发生碰撞,不考虑平行板电容器的边缘电场,不计电子所受重力。若电子自(L,

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