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等势面
等势面
一、单项选择题(共18题)
1.如下图所示,带电粒子在匀强电场中以初动能20J穿过等势面L3,到达等势面L1时速度为零。
三个等势面等距,且U2=0。
当此带电粒子的电势能为6J时,它的动能为
A.16JB.4JC.14JD.6J
答案:
B
2.在电场中等势线的描绘的实验中,所用的电源是
A.电压约6V的直流电源
B.电压约6V的交流电源
C.220V交流电源
D.220V直流电源
答案:
A
3.在电场中等势线的描绘的实验中,为了确定等势点,可以选用下列哪些电表
A.量程0~3V,零刻度在刻度盘中央的电压表
B.量程0~0.6A,零刻度在刻度盘中央的电流表
C.量程0~300μA,零刻度在刻度盘中央的电流表
D.量程0~300μA,零刻度在刻度盘最左边的电流表
答案:
C
4.关于静电场的下列说法,哪是正确的
A.带电粒子沿电场线运动,电势能可能增加
B.匀强电场中,两点间电势差仅与两点间距离有关
C.电势降低的方向就是场强方向
D.一点电荷在电场中由a点移动到b点,电势能增量为零,则该电荷一定是沿着等势面移动的。
答案:
A
5.如下图所示,两个等量异号的点电荷在真空中相隔一定的距离,竖直线代表两点电荷连线的中垂面,在此中垂面上各点的电力线处处与该平面垂直,在两点电荷所存在的某平面取如图所示的1、2、3三点,则这三点的电势大小关系是
A.U1>U2>U3B.U2>U3>U1C.U2>U1>U3D.U3>U2>U1
答案:
D
6.一个点电荷从静电场中的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.a、b两点的电势一定相等
C.该电荷一定是沿等势面移动的
D.该电荷所受的电场力一定总与其移动的方向垂直
答案:
B
7.如下图所示,带电粒子在匀强电场中以初动能20焦穿过等势面L3,到达等势面L1时速度为零。
三个等势面等距,且U2=0。
当此带电粒子的电势能为6焦时,它的动能为
A.16焦B.4焦C.14焦D.6焦
答案:
B
8.在下图中的实线表示电场线,虚线表示等势线,过a、b两点等势面的电势分别为Ua=40V,Ub=30V.则a、b连线中点c的电势值
A.等于35V B.大于35V
C.小于35V D.等于15V
答案:
C
9.一点电荷从电场中的a点移到b点时,电场力做功为零,则
A.a、b两点的场强一定相等
B.一定沿等势面移动
C.电荷所受的电场力一定与移动方向总是垂直
D.a、b两点电势一定相等
答案:
D
10.如下图所示。
真空中一个点电荷Q在空间激发电场,在以Q为圆心的的同心圆上,分别有A、B、C三点。
比较这三点的电势,以下有几个判断
(1)若Q为正电荷,则有UA (2)若Q为正电荷,则有UA>UB>UC (3)若Q为负电荷,则有UA>UB>UC (4)若Q为负电荷,则有UA A. (1)(3)正确B. (2)(4)正确 C. (1)(4)正确D. (2)(3)正确 答案: B 11.如下图所示,带箭头的曲线表示一个带负电粒子通过一个点电荷Q所产生的电场时的运动轨迹,虚线表示点电荷电场的两个等势面,下列说法中正确的是 A.等势面UA B.等势面UA C.等势面UA>UB,粒子动能EKA D.等势面UA>UB,粒子动能EKA>EKB 答案: D 12.下图为描绘电场中等势线的装置,所用的电流表电流从哪一接线柱流入,其指针就向哪一侧偏。 在寻找基准点O的另一等势点时,探针I与O点接触,另一探针I与导电纸上的C点接触,如下图所示,电流计的指针向负接线柱一侧偏转,为了尽快探测到新等势点,探针I应由C点逐渐 A.向上移动B.向下移动C.向左移动D.向右移动 答案: C 13.关于探测等势点的操作方法,下列说法中,哪些是正确的? A.将两个探针压在导电纸上同时慢慢移动,当看到电流表指针指零的时候,手就停止滑动,并把两个表笔的位置同时复印在白纸上,如此反复滑动,便可得到许多等势点,描出等势线 B.将探针1始终与一个圆柱形电极接触,让探针II在导电纸上慢慢移动,每发现电流表指针指零时,探针就停下来,并把该位置复印在白纸上,把这些位置用平滑曲线连在一起,就是等势线 C.将探针1压在某一个基准点上,让探针II在导电纸上慢慢滑动,滑到一个位置电流表指针无偏转时,这点就是该基准点的等势点,把这一位置复印在白纸上后,就以这一点为新的基准点,再探测新的等势点,依次在每侧得到5个势点 D.将探针I压在某一基准点,让探针II在导电纸上慢慢移动,当电流表指针无偏转时,就找到了一个等势点,把这一位置复印在白纸上,然后用探针II再探测新的等势点 答案: D 14.如下图所示。 a.b.c.d.e为电场中的五个等势面。 一个质子和一个a粒子同时从a等势面上由静止开始运动。 设质子和a粒子在运动的过程中只受电场力的作用。 则 A.质子和a粒子在通过相邻的两个等势面的过程中,电势能的变化量之比为1: 1 B.质子和a粒子运动到同一个等势面时,动能之比为2: 1 C.质子和a粒子到达等势面d时,动量的大小之比为1: 2 D.质子和a粒子运动到等势面e时,电场力对它们所做的功之比为1: 答案: C 15.如下图所示,真空中有竖直向下的匀强电场,A、B两等势面间距离5cm,电势差为25V,在电场中P点固定放置一电量为5×10-9C的负电荷,则此时电场中有一点场强为零,此点在P点的: (K=9×109Nm2/C2)。 A.上方30cmB.下方30cmC.上方25cmD.下方25cm 答案: B 16.在下图中A、B、C三点都在匀强电场中,已知AC⊥BC,∠ABC=60°,BC=20cm.把一个电量q=10-5C的正电荷从A移到B,电场力做功为零;从B移到C,电场力做功为-1.73×10-3J,则该匀强电场的场强大小和方向是 A.865V/m,垂直AC向左 B.865V/m,垂直AC向右 C.1000V/m,垂直AB斜向上 D.1000V/m,垂直AB斜向下 答案: D 17.如下图所示,带箭头的线段表示电场线,虚线表示等势线。 若一带电粒子在电场力作用下由A运动到B的径迹如图中AB实线所示。 粒子在A点的加速度为aA,动能为EA,在B点的加速度为aB,动能为EB,则 A.粒子带正电,aA>aB,EA>EB B.粒子带负电,aA>aB,EA>EB C.粒子带正电,aA D.粒子带负电,aA 答案: D 18.如下图所示,有一带负电的导体Q,Q附近的等势面用图中的虚线表示,关于在二等势线上a点与b点的电场强度的大小,电势高低,以及电子在a、b两点电势能的大小的正确说法是 A.Eb>Ea B.Ub>Ua C.εa>εb D.εa<εb 答案: A 二、多项选择题(共13题) 1.如下图所示,ABCD为匀强电场中相邻的四个等势面,一个电子垂直经过等势面D时,动能为20ev,飞经等势面C时,电势能为负10ev,飞至等势面B时速度恰好为0,已知相邻等势面间的距离为5cm,则下列说法正确的是: A.等势面A的电势为负10V B.匀强电场的场强为200伏/米 C.电子再次飞经D等势面时,动能为10ev D.电子的运动为匀变速直线运动 答案: ABD 2.电场中有一条直线,在直线上有M、N两点,若将一检验电荷q从直线外的P点分别移到M、N两点,电场力对q做功相等,则 A.该电场若是匀强电场,则M、N所在的直线一定与电场线平行 B.该电场若是匀强电场,则M、N所在的直线一定与电场线垂直 C.该电场若是由一个点电荷产生的,则M、N两点的电势和场强大小都相等 D.该电场若是由一个点电荷产生的,则M、N两点的电势相等,电场强度不同 答案: BCD 3.下列说法中正确的是 A.在静电场中沿电力线方向的各点电势一定不相等,场强大小一定不相等 B.在静电场中沿电力线方向的各点电势一定降低,场强大小不一定相等 C.在静电场中同一等势而上各点电势一定相等,场强大小不一定相等 D.在静电场中,点电荷q沿任意路径从a点移至b点,只要a、b在同一等势面上,则电场力一定不做功 答案: BCD 4.下列说法中正确的是 A.场强为零的点,电势一定为零 B.电势为零的点,场强一定为零 C.场中某两点的电势相等,这两点的场强的大小可以不等 D.场中某两点场强相等,电势不一定相等 答案: CD 5.如下图所示,a.b.c.d为匀强电强中的四点,b.c.d位于同一等势线上,使一个负点电荷在这些点间移动,比较电场力做的功 A.由d到a电场力做的功比由c到a做的功多 B.由d到a电场力做的功比由c到a做的功一样多 C.由d到c电场力做的功比由c到b做的功多 D.由d到c电场力做的功比由c到b做的功一样多 答案: BD 6.如下图,M、N两点分别在点电荷-Q的周围两等势面上,则 A.M点的场强较N大 B.M点电势较N高 C.正电荷从M点移至N点时,其电势能减少 D.要比较M、N哪一点电势高,与零电势的选择有关 答案: BC 7.如下图所示,虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面,它们的电势分别为Ua、Ub和Uc,Ua>Ub>Uc,一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN所示.由下图可知 A.粒子从K到L的过程中,电场力做负功 B.粒子从L到M的过程中,电场力做负功 C.粒子从K到L的过程中,静电势能增加 D.粒子从L到M的过程中,动能减少 答案: AC 8.如下图所示,在点电荷Q形成的电场中,a、b两点的同一等势面上,c、d两点在另外同一等势面上,甲、乙两带电粒子的运动轨迹分别为acb和adb曲线。 若两粒子通过a点时具有相同的动能,则 A.甲、乙两粒子带异号电荷 B.甲粒子经过c点时与乙粒子经过d点时的动能相同 C.两粒子经过b点时的动能相同 D.若取无穷远处为零电势,则甲粒子在c点的电势能小于乙粒子在d点时的电势能 答案: ACD 9.固定的等量异号电荷连线的中垂线为MN。 P、Q是MN上两点如下图,则: A.Q点电场强度大于P点电场强度 B.P、Q两点场强方向相同 C.P点电势比Q点电势低 D.P、Q两点电势相等 答案: ABD 10.如下图所示,一带电粒子沿着图中A、B曲线穿过一匀强电场,a、b、c、d均为等势线,且Ua>Ub>Uc>Ud,不计粒子重力。 则: A.粒子一定带负电 B.从A到B粒子的动能增加 C.从A到B粒子的电势能减少 D.在运动过程中粒子的动能与电势能之和不变 答案: AD 11.在实验中,适当增加加在两电极之间的电压 A.对实验结果没有一点影响 B.描绘出的等势线形状与原来不同 C.描绘出的等势线形状与原来相同 D.会提高探测等势点的精确度 答案: CD 12.利用一个内阻较大的电压表,可以检测电极与导电纸的接触是否良好。 下列说法正确的是 A.先把电压表接在A、B两个电极上,读出电压表的示数,然后再把电压表接在两电极附近的导电纸上,若电压表示示数无明显变化,表示两个电极与导电纸的接触均良好 B.先把电压表接在A、B两个电极上,读出电压表的示数,然后再把电压表接在两电极附近的导电纸上,若电压表示数明显减小,表明两个电极与导电纸接触均不好 C.先把电压表接在A、B两个电极上,读出电压表的示数,然后再把B电极相连的导线改接在B电极附近的导电纸上,若电压表的读数无明显变化,表明B电极与导电纸接触良好 D.先把电压表接在A、B两个电极上,读出电压表的示数,然后再把A电极相连的导线改接在A电极附近的导电纸上,若电压表的读数无明显减小,表明B电极与导电纸接触不好 答案: AC 13.如下图所示,在同一直线上有M、Q、N、P四点,且MO=ON=NP。 在O点放一负点电荷,则在它形成的电场中 A.M、N两点的场强相同 B.M、N两点的电势相等 C.把检验电荷从M点移到P点与从N点移到P点,电场力做功一样多 D.P点场强大小是M点的1/4。 答案: BCD 三、非选择题(填空)(共8题) 1.如下图所示,实线为电场线,虚线为等势面,相邻两个等势面之间的电势差相等。 有一个运动的正电荷在等势面L3某点的动能为20J,运动到等势面L1上的某一点时的动能为0。 若取L2为零电势面,则此电荷的电势能为4J时,其动能为________。 答案: 6J 2.在用电流场模拟静电场描绘电场中等势线的实验中,所用的器材除了木板、白纸、复写纸、圆柱形电极、导线、电池、电键外、还必须有________、_________和________。 答案: 导线,摆针,灵敏电流计 3.在下图中所示电场中,实线为电场线,虚线为等势面.已知UA=20V,一个电子在电场力作用下从A到B,电场力做功30eV.B点电势UB=____. 答案: 50V 4.在点电荷+Q电场中,以+Q为心的同一个球面上有A、B、C、D四点(如下图所示).把检验电荷从球内P点移到A、B、C、D各点时电场力做功的大小关系是_______. 答案: 相等 5.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_________(用器材前的字母表示): (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0~0.5伏,零刻度在刻度盘中央的电压表 (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(自上而下)是 (1)_________ (2)_________(3)_________。 在实验中,按下电键,接通电路。 若一个探针与基准点o接触,另一探针已分别在基准点o的两侧找到了实验所需的两点a、b(如图),则当此探针与a点接触时,电表的指针应_________(左偏、指零、右偏);当此探针与b点接触时,电表的指针应_________(左偏、指零、右偏)。 答案: BE,导电纸,复写纸,白纸,指零,指零 6.如下图所示,在匀强电场中有a、b、c三点。 bc距离20cm。 θ=300,把一个带电量为10-5C的正电荷从a沿ab移到b的过程中,电场力做功为零;从b移到c的过程中,克服电场力做功为2.0×10-3J。 则匀强电场的场强大小为_________________N/C,方向__________________。 答案: 200,垂直于ab斜向上 7.在下图中所示电场中,实线为电场线,虚线为等势面.已知UA=20V,一个电子在电场力作用下从A到B,电场力做功30eV.电子在A到B的过程中,受到的电场力_______,电子的加速度_______,电子的速度_______,电子的电势能_______(均填增大、减小或不变). 答案: 减小减小增加减小 8.A、B、C三点是边长为a的等边三角形的三个顶点(如下图所示),匀强电场与纸面平行.一个有初速的电子在电场力作用下从A移到B,动能减少W;一个有初速的质子在电场力作用下从A移到C,动能增加W.则电场强度E=_______,其方向_______. 答案: 垂直BC从A指向BC 四、非选择题(解答)(共8题) 1.在下图中所示电场中,实线为电场线,虚线为等势面.已知UA=20V,一个电子在电场力作用下从A到B,电场力做功30eV.在图中画出电场线方向; 答案: 2.下图中三曲线表示三条等势线,其电势UC=0,UA=UB=10V,UD=-30V.把一个电量q=10-7C的负电荷放在A、B、C、D四处时,具有的电势能各多大? 答案: -10-6J-10-6J03×10-6J 3.下图中三曲线表示三条等势线,其电势UC=0,UA=UB=10V,UD=-30V.把这个电荷从C移到D,电场力做功多少? 答案: -3×10-6J 4.下图中三曲线表示三条等势线,其电势UC=0,UA=UB=10V,UD=-30V.把这个电荷从D移到B再移到A,电场力做功多少? 答案: 4×10-6J. 5.如下图所示,a、b、c为一匀强电场中的三个点,其中a点电势为16V,b点电势为4V,c点电势为-2V。 试画出a、b、c三点所在的等势面和该匀强电场电场线的分布。 答案: 6.如下图所示,正点电荷Q固定在O点。 在过O点的竖直平面内有一个质量为m,电量为q的质点从A点由静止释放。 实线是该质点的运动轨迹。 虚线是以O为圆心,以R为半径的圆。 轨迹与圆交于B、C两点。 已知O、C两点在同一水平线上,且∠COB=30°若该质点在C点的速度大小为v,求它在B点的速度大小。 答案: vB= 7.如下图所示,虚线是某一匀强电场的等势面.质子、氘核、α粒子分别以与等势面平行的方向,以相同的初速度从A点进入电场.试求它们从上端进入电场到从下端通过BC线离开电场的过程中动量大小改变量之比和动能改变量之比.(重力忽略不计) 答案: 根据动量定理: 根据动能定理: 8.如下图所示,虚线是某一匀强电场的等势面.质子、氘核、α粒子分别以与等势面平行的方向,经过相同的电压加速后从A点进入电场.试求它们从上端进入电场到从下端通过BC线离开电场的过程中动量大小改变量之比和动能改变量之比.(重力忽略不计) 答案:
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