静电场检测题1(20200528232932)

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, 既然动能增加，贝憧力势能与电势能之和一定减少, D错误；油滴上升，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,X 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E DA =萃E DB = k Q, E DC =年，所以D点合电场强度为E Q= kp —2k Q2cos 60°= 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aC. 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m F g=tan a,知m a>m b，库仑力F相同，水平方向的加速度a a<a b，所以a球水平飞行距离小，B错；库仑力大小相等，但位移不等，故C错；P= mgv，速度在竖直方向的分量相同，故P A>P B, D对.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q i和q2（q i>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）（）1A . T= 2(q i —q2)E B. T= (q i —q2)E1C. T= 2(q i + q2)ED. T= (q i + 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Eq i + 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 = m q g , 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 2z 2^mgLB .总重力势能增加了 *mgL2 —C .总电势能减少了 一 mgLJ2 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 — Leos 45 °=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U i ,后者的电压为U 2,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 . U i 越小，灵敏度越大D .灵敏度与U i 无关 答案：AC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 2—”mgL ，故A 项正确，总电势能减少了 mgL ,故D 项正确.转量为 y ,则 U i e = |mv 2, y =12,可得: 可见,越大，灵敏度越大，d越小，灵敏度越大，U i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（） _______ 2A .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U i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 U1: U2= 1 : 4C. U i : U2= 1 : 2答案：AU i : U2= 1 : 12解析：由y=款=鵲2得: 2mv o2dyql2，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= 0dB .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I H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,Z PMN =Q 以下说法正确的是（）A.电容器带电量为UB .两极板间匀强电场的电场强度大小为U Lsin 0C. M、P两点间的电势差为ULs in 05D .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 qULsi n B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_ sin B就等于NP 间的电势差，即U MP = ELsin 0= 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qU MP = 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 、 rB 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 ，°Qs2Cd，电场力对+ q 所做功为 W = qU AB = 2Cd"14. 一电子以4X 106 m/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 山而A 、B 两点间电势差 U AB = E s sin 30方向成150°的方向飞出该电场，如图所示，贝S A 、B 两点的电势差为 ________ J （电子的质量为9.1 x 10_31 kg ，电荷量为—1.6X 10-19 C ）答案：—136.5解析：设电子射入电场时的速度为 V A ,射出电场时的速度为V B , 从图可知V B = s i n 3o =2V A ，根据动能定理，有W = eU AB ①1 2 1 2 W = qmv B — qmv A ②、 1 2 1 2 3 2 由式①②得 eU AB = 2mv B — qmv A = qmv A3mv A 2 3X 9.1 x 10— 31 x 4X 106 2 右= - V =—136.5 V15. 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 V o 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 2mv o — mgv o t q解析：因为V y = 2v o,由动能定理可得：*m （V y 2 + V o 2）—*mv o 2 = mgv o t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）所以U AB = —1.6X 10— 19x 2答案: + qU op ，所以 U OP = 2mv o 2 — mgv o t带电粒子在电场与重力场的复合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) 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 - 2lsi n 30 =l Q2mgtana= kp"⑵外加电场时，两球相距 d ‘ = 2I + 2lsi n 30 = 3I 一 Q 2根据A 球受力平衡可得：QE -mgtan a解得：E =17. (10分)在一个水平面上建立x 轴，在过原点,- i E 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 = 6.0X 105 N/C ,方向与x 轴正方向相同.在 ■. .......... :―8 ― 2 O 处放一个电荷量q = — 5.0X 10 C ,质量m = 1.0X 10 kg 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 甲乙答案:由A 球受力平衡可得:。