静电场检测题10528232932.docx
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静电场检测题10528232932
章末检测(六)
(时间:
90分钟满分:
100分)
一、选择题(每题3分,共36分)
1.一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中
虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此
带电油滴从a运动到b的过程中,能量的变化情况为:
()
A.动能减小
B.电势能增加
C.动能和电势能之和减小
D.重力势能和电势能之和增加
答案:
C
解析:
该油滴从a点进入电场,根据其轨迹的弯曲趋势,可以判
断静电力一定竖直向上,且静电力大于重力,所以油滴带负电荷.运
动过程中合力向上做正功,根据动能定理,油滴动能变大,A错误;
静电力做正功,电势能必然减少,B错误;该处能量定恒的形式表现
为电势能、机械能(动能+重力势能)之和守恒.根据能量守恒定律,
升,重力势能变大,动能和电势能之和必然减少.
2.如图所示,在y轴上关于0点对称的A、B两点有等量同种点电荷+Q,在x轴上C点有点电荷一Q,且C0=0D,/ADO=60°下列判断正确的是()
A.O点电场强度为零
B.D点电场强度为零
C.若将点电荷+q从O移向C,电势能增大
D.若将点电荷一q从O移向C,电势能增大
答案:
BD
解析:
A、B两点处的点电荷在0点处形成的电场的合场强为零,因此0点处的电场强度应等于C点处的点电荷在0点形成的电场的电场强度.A错;A、B、C三处点电荷在D点处形成的电场强度分别为Eda=萃Edb=kQ,Edc=年,所以D点合电场强度为Eq=kp—2kQ2cos60°=0,故B对;将点电荷+q从O移向C时,电场力做正功,故电势能减小,C错;将点电荷一q从O移向C时,电场力做负功,故电势能增大,D对.
3.(2010天津理综)在静电场中,将一正电荷从a点移到b点,电场力做了负功,贝S
()
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
答案:
C
解析:
电场力做负功,该电荷电势能增加,正电荷在电势高处电势能较大,C正确;电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用,总功不一定为负,由动能定量可知,动能不一定减小,D错;电势高低
与场强大小无必然联系,A错;b点电势高于a点,但a、b可能不在同一条电场线上,B错.
4.如图所示,a、b是两个带有同种电荷的小球,用绝缘细线系
于同一点,两球静止时它们在同一水平面上,与竖直方向的夹角依次为a=30°匸60°若同时剪断细线,不琢:
计空气阻
力,则下列说法中正确的是().
A.a、b两小球将同时落到同一水平地面上
B.下落过程中a小球水平飞行的距离比b小球大
C.下落过程中a、b小球库仑力做功相等
D.落地瞬间a小球重力的瞬时功率大于b小球重力的瞬时功率
答案:
AD
解析:
竖直方向只受重力,A正确;由mFg=tana,知ma>mb,库仑力F相同,水平方向的加速度aa
5.如图所示,在光滑绝缘水平面上,两个带
等量正电的点电荷M、N,分别固定在A、B两点,,-.
O为AB连线的中点,CD为AB的垂直平分线,在:
"
CO之间的F点由静止释放一个带负电的小球P(设不改变原来的电场分布),在以后的一段时间内,P在CD连线上做往复运动,若()
A.小球P的带电荷量缓慢减小,则它往复运动过程中振幅不断减小
B.小球P的带电荷量缓慢减小,则它往复运动过程中每次经过
0点时的速率不断减小
C.点电荷M、N的带电荷量同时等量地缓慢增大,则小球P往复运动过程中周期不断减小
D.点电荷M、N的带电荷量同时等量地缓慢增大,则小球P往复运动过程中振幅不断减小
答案:
BCD
解析:
本题考查电场力与电荷量、场强的关系,电场力做功与动能的关系.若小球P的带电荷量缓慢减小,则小球运动到某位置时受
到的电场力减小,小球从平衡位置运动到最大位移过程中克服电场力
做的功少了,故能够到达更远处,振幅增大,A项错误;此种情况,
小球从最大位移向平衡位置运动的过程中,由于电场力做的功减小,
所以到达平衡位置的动能减小,速度减小,B项正确;点电荷M、N
的带电荷量同时等量地缓慢增大,小球在某位置受到的电场力逐渐增
大,回复加速度增大,故周期减小,此种情况小球从平衡位置到最大位移过程中因电场力增大,故能到达的最大位移减小,振幅减小,C、
D项均正确.
6.两个质量相同的小球用不可伸长的长为L的绝缘细线连接,置于场强为E的匀强电场中,小球1和小球2均带负电,电荷量分别为qi和q2(qi>q2).将细线拉直并使之与电场方向平行,如图所示,若将两小球同时从静止释放,则释放后细线中张力T为(不计重力及
两小球间的库仑力)()
1
A.T=2(qi—q2)EB.T=(qi—q2)E
1
C.T=2(qi+q2)ED.T=(qi+q2)E
答案:
A
解析:
由牛顿第二定律,对球2有T+Eq2=ma
对球1、2整体有Eqi+Eq2=2ma
两式联立得T=Eqi2业,A正确.
7.如图所示,A、B两个带电小球的质量均为m,所带电量分别为+q和-q,两球间用绝缘细线连接,
A球又用绝缘细线悬挂在天花板上,细线长均为L.现在两球所在的空间加上一方向向左的匀强电场,电场强度E=mqg,A、B两球最后会达到新的平衡位置,则在这个过程中,两个小球()
A.总重力势能增加了2z2^mgL
B.总重力势能增加了*mgL
2—
C.总电势能减少了一mgL
J2
D.总电势能减少了"2mgL
答案:
AD
解析:
A、B两个带电小球所受电场力为零,故OA线竖直、B球向右偏45处最后静止,贝S总重力势能增加了mg(L—Leos45°=
8.示波管可以视为加速电场和偏转电场的组合,若已知前者的电压为Ui,后者的电压为U2,极板长为L,间距为d,电子加速前速度可忽略,则示波管的灵敏度(偏转电场中每单位偏转电压所引起的偏转量称为“灵敏度”)与加速电场和偏转电场的关系,正确的是
()
A.L越大,灵敏度越大B.d越大,灵敏度越大
C.Ui越小,灵敏度越大D.灵敏度与Ui无关
答案:
AC
转量为y,则Uie=|mv2,y=1
2,可得:
可见,
解析:
设电子进入偏转电场的速度为v,电子射出偏转电场时偏
越大,灵敏度越大,d越小,灵敏度越大,Ui越小,灵敏度越大,故
A、C正确.
9.如图所示,用电池对电容器充电,电路a、b―
之间接有一灵敏电流表,两极板间有一个电荷q处于——x
静止状态.现将两极板的间距变大,则()2
A.电荷将向上加速运动
B.电荷将向下加速运动
C.电流表中将有从a到b的电流
D.电流表中将有从b到a的电流
答案:
BD
解析:
充电后电容器的上极板A带正电,不断开电源,增大两板间距,U不变、d增大,由E=号知两极板间场强减小,场强减小会使电荷q受到的电场力减小,电场力小于重力,合力向下,电荷q向
下加速运动,由C=盂知电容C减小,由Q=CU知极板所带电荷
量减少,会有一部分电荷返回电源,形成逆时针方向的电流,电流表中将会有由b到a的电流,选项B、D正确.
10.如图所示,有一带电粒子贴着A板沿水平方向
射入匀强电场,当偏转电压为Ui时,带电粒子沿①轨■
②
迹从两板正中间飞出;当偏转电压为U2时,带电粒子
沿②轨迹落到B板中间;设粒子两次射入电场的水平速度相同,则两次偏转电压之比为()
A.U1:
U2=1:
8
所以U为士可知A项正确.
11.
如图所示,一个平行板电容器,板间距离为d,当对其加上电压后,A、B两板的电势分别为+©和—©下述结论正确的是()
A.电容器两极板间可形成匀强电场,电场强度大小为E=0d
B.电容器两极板间各点的电势,有的相同,有的不同;有正的,有负的,有的为零
C.若只减小两极板间的距离d,该电容器的电容C要增大,极板上带的电荷量Q也会增加
D.若有一个电子水平射入穿越两极板之间的电场,则电子的电势能一定会减小
答案:
BCD
解析:
由题意可知,两板间电压为2©,电场强度为E=曽,A错误;板间与板平行的中线上电势为零,中线上方为正,下方为负,故B正确;由C=话知,d减小,C增大,由Q=CU知,极板带
电荷量Q增加,C正确;电子水平射入穿越两极板之间的电场时,电
场力一定对电子做正功,电子的电势能一定减小,D正确.
12.如图所示,一电容为C的平行板电容器,:
1—-
两极板A、B间距离为d,板间电压为U,B板电/联找二丄
IH丄
势高于A板,两板间有M、N、P三点,MN连线'
平行于极板,N、P连线垂直于极板,M、P两点间距离为L,ZPMN=Q以下说法正确的是()
A.电容器带电量为U
D.若将带电量为+q的电荷从M移到P,该电荷的电势能减少了qULsinB
了d
答案:
CD
解析:
由电容器电容的定义式可知,电容器的带电量为Q=CU,
A项错误;两板间的电场为匀强电场,根据匀强电场场强与电势差的关系可知,两板间电场强度E=U,B项错误;MP两点间的电势差
ill_sinB
就等于NP间的电势差,即Ump=ELsin0=d,C项正确;由于
下板带正电,因此板间场强方向竖直向上,将带电量为+q的电荷从
M点移到P点,电场力做正功,电势能减少量就等于电场力做的功,
即为qUMP=d,D项正确.本题较易.
二、填空题(每题4分,共12分)
13.如图所示是一个平行板电容器,其电容为C,—.
带电荷量为Q,上极板带正电,两极板间距为d.现将一个检验电荷+q由两极板间的A点移动到B点,A、r
°Qs
2Cd,
B两点间的距离为s,连线AB与平行极板方向的夹角为30°则电场力对检验电荷+q所做的功等于.
答案:
qQs
2Cd
解析:
电容器两板间电势差u=Q,场强e=d=Cd,
而A、
B两点间电势差
Uab=Essin30
电场力对+q所做功为W=qUAB=2Cd"
14.一电子以4X106m/s的速度沿与电场垂直的方向从A点水平垂直于场强方向飞入,并从B点沿与场强主山
方向成150°的方向飞出该电场,如图所示,贝SA、B两点的电势差为
J(电子的质量为9.1x10_31kg,电荷量为—1.6X10-19C)
答案:
—136.5
解析:
设电子射入电场时的速度为VA,射出电场时的速度为VB,
从图可知vb=sin3o=2va,根据动能定理,有
W=eUAB①
1212W=qmvB—qmvA②
、121232
由式①②得eUAB=2mvB—qmvA=qmvA
3mvA23X9.1x10—31x4X1062右=-V
=—136.5V
15.
如图所示,地面上某区域存在着匀强电场,其等势面与地面平行等间距.一个质量为m、电荷量为q的带电小球以水平方向的初速度Vo由等势线上的
O点进入电场区域,经过时间t,小球由O点到达同一竖直平面上的另一等势线上的P点.已知连线OP与水平方向成45°夹角,重力加速度为g,则OP两点的电势差为
2
答案:
2mvo—mgvot
q
解析:
因为Vy=2vo,由动能定理可得:
*m(Vy2+Vo2)—*mvo2=mgvot
场中运动,可利用合运动与分运动的关系,把曲线转化为直线运动,简化运动过程.
三、计算题(共5题,共52分)
16.(10分)质量都是m的两个完全相同、带等量异种电荷的小球
A、B分别用长I的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为21的M、N
两点,平衡时小球A、B的位置如图甲所示,线与竖直方向夹角a=
30°当外加水平向左的匀强电场时,两小球平衡位置如图乙所示,线与竖直方向夹角也为a=30°求:
(1)A、B小球电性及所带电荷量Q;
(2)
答案:
外加匀强电场的场强E.
解析:
(1)A球带正电,B球带负电两小球相距
d=2I-2lsin30=l
由A球受力平衡可得:
Q2
mgtana=kp"
⑵外加电场时,两球相距d‘=2I+2lsin30=3I一Q2
根据A球受力平衡可得:
QE-mgtana
解得:
E=
17.(10分)在一个水平面上建立x轴,在过原点,-
ie
O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场,场「
强大小E=6.0X105N/C,方向与x轴正方向相同.在■.:
―8―2
O处放一个电荷量q=—5.0X10C,质量m=1.0X10kg的绝缘
物块,物块与水平面间的动摩擦因数尸0.20,沿x轴正方向给物块
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