第十章 静电场中的能量单元综合（练习题）淘宝格致课堂（新人教版）

第十章  静电场中的能量

章末检测

一、单项选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)

1.静电场中某电场线如图所示。把点电荷从电场中的A点移到B点，其电势能增加1.2×10－7 J，则该点电荷的电性及在此过程中电场力做功分别为(　　)

A.正电　－1.2×10－7 J   B.负电　－1.2×10－7 J

C.正电　1.2×10－7 J                       D.负电　1.2×10－7 J

2.某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为φP和φQ，则(　　)

A.EP>EQ，φP>φQ    B.EP>EQ，φP<φQ

C.EP<EQ，φP>φQ    D.EP<EQ，φP<φQ

3.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的点电荷形成

D．一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成

4.如图所示，在孤立的点电荷产生的电场中有a、b两点，a点的电势为φa，场强大小为Ea，方向与连线ab垂直，b点的电势为φb，场强大小为Eb，方向与连线ab的夹角为30°.则a、b两点的场强大小及电势高低的关系是(　　)

A．φa>φb，Ea＝   B．φa<φb，Ea＝

C．φa>φb，Ea＝4Eb   D．φa<φb，Ea＝4Eb

5.如图所示，以O点为圆心，以R＝0.20 m为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d，该圆所在平面内有一匀强电场，场强方向与x轴正方向成θ＝60°角，已知a、b、c三点的电势分别为4 V、4 V、－4 V，则下列说法正确的是(　　)

A.该匀强电场的场强E＝40 V/m

B.该匀强电场的场强E＝80 V/m

C.d点的电势为－2 V

D.d点的电势为－4 V

6.如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角.若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则(　　)

A.θ增大，E增大   B.θ增大，Ep不变

C.θ减小，Ep增大   D.θ减小，E不变

7.如图1所示，在两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，当两板间的电压分别如图2中甲、乙、丙、丁所示，电子在板间运动(假设不与板相碰)，下列说法正确的是(　　)

图1                                  图2

A.电压是甲图时，在0～T时间内，电子的电势能一直减少

B.电压是乙图时，在0～时间内，电子的电势能先增加后减少

C.电压是丙图时，电子在板间做往复运动

D.电压是丁图时，电子在板间做往复运动

8.如图所示，一种β射线管由平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成。放射源O在A极板左端，可以向各个方向发射不同速度、质量为m的β粒子(电子)。若极板长为L，间距为d，当A、B板加上电压U时，只有某一速度的β粒子能从细管C水平射出，细管C离两板等距。已知元电荷为e，则从放射源O发射出的β粒子的这一速度为(　　)

A.    B.

C.   D.

9.第七届中国(上海)国际超级电容器产业展览会于2016年8月23日至25日在上海新国际博览中心举行．如图所示为超级平行板电容器，相距为d的两极板M、N分别与电压为U的恒定电源两极连接，极板M带正电．现有一质量为m的带电油滴在极板中央处于静止状态，且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k，则(　　)

A．油滴带正电

B．油滴带电荷量为

C．电容器的电容为

D．将极板N向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动

10.在竖直平面内有一方向斜向上且与水平方向夹角为α＝30°的匀强电场，电场中有一质量为m，电荷量为q的带电小球，用长为L的不可伸长的绝缘细线悬挂于O点，如图所示．开始时小球静止在M点，细线恰好水平．现用外力将小球拉到最低点P，然后由静止释放，则以下判断正确的是(　　)

A．小球再次到M点时，速度刚好为零

B．小球从P到M过程中，合外力对它做的功为mgL

C．小球从P到M过程中，其机械能增加了mgL

D．如果小球运动到M点时，细线突然断裂，小球将做匀变速直线运动

二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分．每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得4分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)

11.如图所示为一产生聚焦电场的装置，由电极A1、A2、A3、A4构成。图中虚线为等势线，关于中心线z轴上下对称，相邻等势线间电势差相等。图中P、Q、R是一个从左侧进入聚焦电场的带正电粒子的运动轨迹上的三点，则可以确定(　　)

A.该装置是由两个平行板电容器A1A2、A3A4构成

B.该聚焦电场方向在中心线上与z轴方向一致

C.带正电粒子从Q点到R点的过程中电势能减少

D.若将带正电粒子束从右侧射入聚焦电场，则一定被会聚

12.如图所示，一带电荷量为q的带电粒子以一定的初速度由P点射入匀强电场，入射方向与电场线垂直。粒子从Q点射出电场时，其速度方向与电场线成30°角。已知匀强电场的宽度为d，P、Q两点的电势差为U，不计重力作用，设P点的电势为零。下列说法正确的是(　　)

A.带电粒子在Q点的电势能为－Uq

B.带电粒子带负电

C.此匀强电场的电场强度大小为E＝

D.此匀强电场的电场强度大小为E＝

13.一个质量为m，电荷量为＋q的小球以初速度v0水平抛出，在小球经过的竖直平面内，存在着若干个如图所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区，两区域相互间隔，竖直高度相等，电场区水平方向无限长．已知每一电场区的场强大小相等，方向均竖直向上，不计空气阻力，下列说法正确的是(　　)

A．小球在水平方向一直做匀速直线运动

B．若场强大小等于，则小球经过每一电场区的时间均相同

C．若场强大小等于，则小球经过每一无电场区的时间均相同

D．无论场强大小如何，小球通过所有无电场区的时间均相同

14.如图所示，粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，在x轴上的电势φ与坐标x的关系用图中曲线表示，图中斜线为该曲线过点(0.15，3)的切线．现有一质量为0.20 kg，电荷量为＋2.0×10－8 C的滑块P(可视为质点)，从x＝0.10 m处由静止释放，其与水平面的动摩擦因数为0.02.取重力加速度g＝10 m/s2.则下列说法正确的是(　　)

A．x＝0.15 m处的场强大小为2.0×106 N/C

B．滑块运动的加速度逐渐减小

C．滑块运动的最大速度约为0.1 m/s

D．滑块最终在0.3 m处停下

三、非选择题(本题共3小题，共40分)

15.（10分）如图所示，两平行金属板A、B间有一匀强电场，C、D为电场中的两点，且CD＝4 cm，其连线的延长线与金属板A成30°角．已知电子从C点移到D点的过程中电场力做功为－4.8×10－17 J，元电荷e＝1.6×10－19 C．求：

(1)C、D两点间的电势差UCD、匀强电场的场强大小E；

(2)若选取A板的电势φA＝0，C点距A板1 cm，电子在D点的电势能为多少？

16.(15分)如图所示，光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接，在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场，现有一质量为m、电荷量为＋q的小球从水平轨道上A点由静止释放，小球运动到C点离开圆轨道后，经界面MN上的P点进入电场(P点恰好在A点的正上方，小球可视为质点，小球运动到C点之前电荷量保持不变，经过C点后电荷量立即变为零).已知A、B间距离为2R，重力加速度为g，在上述运动过程中，求：

(1)电场强度E的大小；

(2)小球在圆轨道上运动时的最大速率；

(3)小球对圆轨道的最大压力的大小.

17.(15分)如图所示，虚线MN左侧有一场强为E1＝E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2＝2E的匀强电场，在虚线PQ右侧距PQ为L处有一与电场E2平行的屏．现将一电子(电荷量为e，质量为m，重力不计)无初速度地放入电场E1中的A点，最后电子打在右侧的足够大的屏上，A点到MN的距离为，AO连线与屏垂直，垂足为O，求：

(1)电子到MN的速度大小；

(2)电子从释放到打到屏上所用的时间；

(3)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角θ的正切值tan θ；

(4)电子打到屏上的点P′到点O的距离x.