高中物理电容器和电场中能量问题培优测试题
高中物理学考复习优化练习17电容器的电容带电粒子在电场中的运动含答案
优化集训17电容器的电容带电粒子在电场中的运动基础巩固1.(2020年浙江1月学考)下列器材属于电容器的是()2.下列物理量的单位中,属于电容器电容单位的是()A.kWB.FC.mA·hD.T3.如图所示是一只“超级电容器”,从图中的信息可知()A.对该电容器充电时,所能充的电荷量越多,它的电容就越大B.该电容器两极的电压一旦超过2.7 V时,就要被击穿而损坏C.将该电容器与电动势为2 V的电源相连,充电完毕后,所带电荷量为20 CD.将该电容器充好电后再对电阻放电,则放电过程中,其电压和电容均不断减小4.如图所示的电解电容器是电气设备电路中常用的电子元件,该电容器的标识为“68 μF400 V”,则该电容器()A.没有正、负极B.未接入电路时电容为0C.只能接在400 V的电压上D.在额定电压下所带电荷量为2.72×10-2 C5.如图所示为我国自主研发、全球首创的“超级电容器”,这种电容器安全性高,可反复充放电100万次以上,使用寿命长达十二年,且容量超大(达到9 500 F),能够在10 s内完成充电。
则该“超级电容器”()A.充电过程中电流是恒定电流B.充电过程中两极的电压逐渐增大C.充电时电容器的正极应接电源的负极D.放电过程中电容器的化学能转化为电能6.如图所示,在真空中水平放置一对金属板MN、PQ,把两板接到电源上,两板间出现匀强电场。
现有一带电粒子沿水平方向射入电场,a、b为其运动轨迹(图中虚线所示)上的两点。
下列说法正确的是()A.粒子带正电B.a点电势比b点高C.粒子在a点的加速度比b点大D.粒子在a点的电势能比b点大7.喷墨打印机的简化模型如图所示,重力可忽略的墨汁微滴,经带电室带负电荷后,以速度v垂直匀强电场飞入极板间,最终打在纸上。
关于微粒的运动,下列说法不正确的是()A.若增大两极板间的电场强度,微粒仍会到达纸上同一位置B.运动速度先逐渐增大,再保持不变C.运动时间与电场强度大小无关D.运动轨迹与所带电荷量有关8.静电喷涂机原理如图所示,静电喷涂机接高压电源,工作时涂料微粒会向带正电的被喷涂工件高速运动,微粒最后被吸附到工件表面。
最新人教版高中物理必修三素养培优练(二) 静电场中的能量
素养培优练(二)静电场中的能量一、电势能、电势和电势差(物理观念)1.如图所示在某匀强电场中有M、N、P三点，在以它们为顶点的三角形中，∠M ＝30°、∠P＝90°，直角边NP的长度为4 cm。
电场方向与三角形所在平面平行。
已知M、N和P点的电势分别为3 V、15 V和12 V，则电场强度的大小为()A．150 V/m B．75 V/m C．225 3 V/m D．75 3 V/m【解析】选A。
过P点作斜边MN的垂线交MN于O点，由几何知识可知，N、O间的距离NO＝2 cm，M、O间的距离MO＝6 cm，由匀强电场的特点和几何关系得O点的电势为φO＝12 V，即O、P两点在同一等势面上，电场强度E＝φO－φMOM＝150 V/m，选项A正确，B、C、D错误。
2.如图所示的匀强电场场强为1.0×103N/C，ab平行于电场线，ab＝cd＝4 cm，ac＝bd＝3 cm。
则下述计算结果正确的是()A．a、b之间的电势差为40 VB．a、c之间的电势差为50 VC．将q＝－5×10－3C的点电荷沿矩形路径abdca移动一周，电场力做的功是－0.25 JD．将q＝－5×10－3C的点电荷沿abd从a移到d，电场力做的功是0.25 J【解析】选A。
由U ab＝Ed得U ab＝1.0×103×0.04 V＝40 V，A正确；因为a、c 在同一等势面上，所以U ac＝0，B错误；将点电荷沿abdca移动一周，位移为0，故电场力做的功为0，C错误；W ad＝W ab＝qU ab＝(－5×10－3)×40 J＝－0.2 J，D 错误。
3.如图所示，绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球(不计重力)。
开始时，两小球分别静止在A、B位置。
现外加一匀强电场E，在静电力作用下，小球绕轻杆中点O转到水平位置，取O点的电势为0。
下列说法正确的有()A．电场E中A点电势高于B点B．转动中两小球的电势能始终相等C．该过程静电力对两小球均做负功D．该过程两小球的总电势能增加【解析】选B。
高中物理第十章 静电场中的能量精选测试卷(提升篇)(Word版 含解析)
高中物理第十章 静电场中的能量精选测试卷（提升篇）（Word 版 含解析）一、第十章 静电场中的能量选择题易错题培优（难）1．两电荷量分别为q 1和q 2的点电荷放在x 轴上的O 、M 两点，两点电荷连线上各点电势φ随x 变化的关系如图所示，其中P 、N 两点的电势为零，NF 段中Q 点电势最高，则( )A ．P 点的电场强度大小为零B ．q 1和q 2为等量异种电荷C ．NQ 间场强方向沿x 轴正方向D ．将一负电荷从N 点移到F 点，电势能先减小后增大 【答案】D 【解析】 【详解】A ．φ-x 图线的斜率等于电场强度，故可知P 点的电场强度大小不为零，A 错误；B ．如果1q 和2q 为等量异种电荷，点连线中垂线是等势面，故连线的中点是零电势点；由于OP PM >，故12q q >，故B 错误；C ．沿着电场线的方向，电势降低，由于从N 到Q 电势升高，故是逆着电场线，即NQ 间场强方向沿x 轴正方向；D ．由于从N 到F ，电势先增加后减小，将一负电荷从N 点移到F 点，根据公式P E q ϕ=电势能先减小后增大，故D 正确。
故选D 。
【点睛】电势为零处，电场强度不一定为零。
电荷在电场中与电势的乘积为电势能。
电场力做功的正负决定电势能的增加与否。
2．位于正方形四角上的四个等量点电荷的电场线分布如右图所示，ab 、cd 分别是正方形两条边的中垂线，O 点为中垂线的交点，P 、Q 分别为cd 、ab 上的点，且OP ＜OQ . 则下列说法正确的是A ．P 、O 两点的电势关系为p o ϕϕ<B ．P 、Q 两点电场强度的大小关系为E Q <E PC ．若在O 点放一正点电荷，则该正点电荷受到的电场力不为零D ．若将某一负电荷由P 点沿着图中曲线PQ 移到Q 点，电场力做负功 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A ．根据电场叠加，由图像可以知道ab 、cd 两中垂线上各点的电势都为零，所以P 、O 两点的电势相等，故A 错；B ．电场线的疏密表示场强的大小，根据图像知E Q <E P ，故B 正确；C ．四个点电荷在O 点产生的电场相互抵消，场强为零，故在O 点放一正点电荷,则该正点电荷受到的电场力为零，故C 错误.D ．P 、Q 电势相等，若将某一负电荷由P 点沿着图中曲线PQ 移到Q 点，电场力做功为零，故D 错误； 故选B.点睛：根据电场线的方向确定场源电荷的正负.电势的高低看电场线的指向,沿着电场线电势一定降低.电场线的疏密表示场强的大小,;根据电势高低判断功的正负.3．如图甲所示，平行金属板A 、B 正对竖直放置，C 、D 为两板中线上的两点。
高中物理第十章 静电场中的能量精选测试卷(培优篇)(Word版 含解析)
高中物理第十章静电场中的能量精选测试卷（培优篇）（Word版含解析）一、第十章静电场中的能量选择题易错题培优（难）1．在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A 点竖直向上抛出，其运动的轨迹如图所示，小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点，小球抛出时的动能为8.0J，在M点的动能为6.0J，不计空气的阻力，则（）A．从A点运动到M点电势能增加 2JB．小球水平位移x1与x2的比值 1：4C．小球落到B点时的动能 24JD．小球从A点运动到B点的过程中动能有可能小于 6J【答案】D【解析】【分析】【详解】将小球的运动沿水平和竖直方向正交分解，水平分运动为初速度为零的匀加速直线运动，竖直分运动为匀变速直线运动；A．从A点运动到M点过程中，电场力做正功，电势能减小，故A错误；B．对于初速度为零的匀加速直线运动，在连续相等的时间间隔内位移之比为1：3，故B 错误；C．设物体在B动能为E kB，水平分速度为V Bx，竖直分速度为V By。
由竖直方向运动对称性知12mV By2=8J对于水平分运动Fx1=12mV Mx2-12mV AX2F（x1+x2）=12mV Bx2-12mV AX2x1：x2=1：3解得：Fx1=6J；F（x1+x2）=24J 故E kB =12m （V By 2+V Bx 2）=32J 故C 错误；D ．由于合运动与分运动具有等时性，设小球所受的电场力为F ，重力为G ，则有：Fx 1=6J2262 J 1F t m⋅⋅= Gh =8J 221 8J 2G t m⋅⋅= 所以：32F G =由右图可得：tan FGθ=所以3sin 7θ=则小球从 A 运动到B 的过程中速度最小时速度一定与等效G ’垂直，即图中的 P 点，故2201124sin J 6J 227kmin min E mv m v θ===（）＜ 故D 正确。
故选D 。
2．如图所示,虚线AB 和CD 分别为椭圆的长轴和短轴,相交于O 点,两个等量异号点电荷分别位于椭圆的两个焦点M 、N 上.下列说法中正确的是( )A ．O 点的电场强度为零B ．A 、B 两点的电场强度相同C ．将电荷+q 沿曲线CAD 从C 移到D 的过程中,电势能先减少后增加 D ．将电荷+q 沿曲线CBD 从C 移到D 的过程中,电势能先增加后减少 【答案】B 【解析】 【详解】AB.由等量异种电荷的电场线分布情况可知，A 、B 两点的电场强度相同， O 点的电场强度不为零，故A 错误；B 正确；CD. 由等量异种电荷的等势面分布情况可知，A C DB φφφφ>=>正电荷在电势高的地方电势能大，所以将电荷+q 沿曲线CAD 从C 移到D 的过程中,电势能先增大后减少，将电荷+q 沿曲线CBD 从C 移到D 的过程中,电势能先减少后增大，故CD 错误。
电容器、带电粒子在电场中的运动》练习题
电容器、带电粒子在电场中的运动》练习题电、带电粒子在电场中的运动》练题一、单选题：1.把一个带正电的小球放入原来不带电的金球壳内，其结果可能是()A。
只有球壳外表面带正电B。
只有球壳内表面带正电C。
球壳的内、外表面都带正电D。
球壳的内表面带正电，外表面带负电2.在一电场强度有E的匀强电场中放一金空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中两点，则()A。
a、b两点的电场强度都为零B。
a点电场强度为零，b点不为零C。
a点电场强度不为零，b点为零D。
a、b两点电场强度均不为零3.用一带负电荷的物体，可以使另一个不带电的导体()A。
只能带正电B。
只能带负电C。
既可带正电，也可带负电D。
无法使其带电4.一个电，当所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U，如果所带电荷量增大为2Q，则()A。
电电容增大为原来的2倍，两极板间电势差保持不变B。
电电容减少为原来的1/2，两极板间电势差保持不变C。
电电容保持不变，两极板间电势差增大为原来的2倍D。
电电容保持不变，两极板间电势差减少为原来的1/25.一个电带电量为Q时，两极板间的电压为U，若使其带电量增加4×10^-7C，电势差增加2V，则它的电容是() A。
1×10^-8FB。
2×10^-8FC。
4×10^-8FD。
8×10^-8F6.两块平行金属板带等量异号电荷，要使两板间的电压加倍，而板间的电场强度减半，可采用的办法有()A。
两板的电量加倍，而距离变为原来的4倍B。
两板的电量加倍，而距离变为原来的2倍C。
两板的电量减半，而距离变为原来的4倍D。
两板的电量减半，而距离变为原来的2倍7.在两块带电平行金属板间，有一束电子沿Ox轴方向射入电场，在电场中的运动轨迹为OCD。
已知OA=AB，则电子在OC段和CD段动能的增加量之比△EkC:△EkD为() A。
1:4B。
1:3C。
1:2D。
1:18.原来都是静止的质子和α粒子，经过同一电压的加速电场后，它们的速度大小之比为()A。
高中物理第十章 静电场中的能量精选测试卷(培优篇)(Word版 含解析)
高中物理第十章 静电场中的能量精选测试卷（培优篇）（Word 版 含解析）一、第十章 静电场中的能量选择题易错题培优（难）1．一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动，取该直线为x 轴，起始点O 为坐标原点，其电势能p E 与位移x 的关系如图所示，下列图象中合理的是( )A ．B ．C ．D ．【答案】D【解析】【分析】【详解】粒子仅受电场力作用，做初速度为零的加速直线运动，电场力做功等于电势能的减小量，故：P E F x∆=∆ 即p E x -图象上某点的切线的斜率表示电场力；A.p E x - 图象上某点的切线的斜率表示电场力，故电场力逐渐减小，根据F E q=故电场强度也逐渐减小，故A 错误；B.根据动能定理，有： k F x E ⋅∆=∆故k E x -图线上某点切线的斜率表示电场力；由于电场力逐渐减小，与B 图矛盾，故B 错误；C.按照C 图，速度随着位移均匀增加，根据公式2202v v ax -=匀变速直线运动的2x v ﹣图象是直线，题图v x -图象是直线；相同位移速度增加量相等，又是加速运动，故增加相等的速度需要的时间逐渐减小，故加速度逐渐增加；而电场力减小导致加速度减小；故矛盾，故C 错误；D.粒子做加速度减小的加速运动，故D 正确．2．如图所示，匀强电场中有一个以O 为圆心、半径为R 的圆，电场方向与圆所在平面平行，圆上有三点A 、B 、C ，其中A 与C 的连线为直径，∠A ＝30°。
有两个完全相同的带正电粒子，带电量均为q （q ＞0），以相同的初动能E k 从A 点先后沿不同方向抛出，它们分别运动到B 、C 两点。
若粒子运动到B 、C 两点时的动能分别为E kB ＝2E k 、E kC ＝3E k ，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，则匀强电场的场强大小为A ．k E qRB ．2k E qRC ．3 3k E qRD ．23 3kE qR【答案】D【解析】【分析】【详解】 从A 点到B 点应用动能定理有：2-AB k k k qU E E E ==从A 点到C 点应用动能定理有：32-AC k k k qU E E E ==所以2AC AB U U =做出等势面和电场线如图所示：则从A 点到B 点应用动能定理有：,32k k R qEd qE AD E qE E ===即解得233kEEqR=。
高中物理第十章 静电场中的能量第十章 静电场中的能量精选测试卷培优测试卷
高中物理第十章 静电场中的能量第十章 静电场中的能量精选测试卷培优测试卷一、第十章 静电场中的能量选择题易错题培优（难）1．在真空中有水平放置的两个平行、正对金属平板，板长为l ，两板间距离为d ，在两极板间加一交变电压如图乙，质量为m ，电荷量为e 的电子以速度v 0 （v 0接近光速的1/20）从两极板左端中点沿水平方向连续不断地射入两平行板之间．若电子经过两极板间的时间相比交变电流的周期可忽略不计，不考虑电子间的相互作用和相对论效应，则（ ）A ．当U m ＜222md v el 时，所有电子都能从极板的右端射出B ．当U m ＞222md v el 时，将没有电子能从极板的右端射出C ．当2222m md v U el =时，有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为1：2D ．当222m md v U =时，有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为12【答案】A 【解析】A 、B 、当由电子恰好飞出极板时有：l =v 0t ，2122d at =，m eU a md=由此求出：222m md v U el =，当电压大于该最大值时电子不能飞出，故A 正确，B 错误；C 、当2222m md v U el =，一个周期内有12的时间电压低于临界电压222md v el ，因此有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为1：1，故C 错误,D 、若222m md v U =，有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为21121=-，则D 选项错误．故选A ． 【点睛】该题考查了带电粒子的类平抛运动，和平抛运动具有相同规律，因此熟练掌握平抛运动规律是解决这类问题的关键．2．如图所示，真空中有一个边长为L 的正方体，正方体的两个顶点M 、N 处分别放置电荷量都为q 的正、负点电荷．图中的a 、b 、c 、d 是其他的四个顶点，k 为静电力常量．下列表述正确是（ ）A ．a 、b 两点电场强度大小相等，方向不同B ．a 点电势高于b 点电势C ．把点电荷+Q 从c 移到d ，电势能增加D ．同一个试探电荷从c 移到b 和从b 移到d ，电场力做功相同 【答案】D 【解析】A 、根据电场线分布知，a 、b 两点的电场强度大小相等，方向相同，则电场强度相同．故A 错误．B 、ab 两点处于等量异种电荷的垂直平分面上，该面是一等势面，所以a 、b 的电势相等．故B 错误．C 、根据等量异种电荷电场线的特点，因为沿着电场线方向电势逐渐降低，则c 点的电势大于d 点的电势．把点电荷+Q 从c 移到d ，电场力做正功，电势能减小，故C 错误．D 、因cb bd U U 可知同一电荷移动，电场力做功相等，则D 正确．故选D ．【点睛】解决本题的关键知道等量异种电荷周围电场线的分布，知道垂直平分线为等势线，沿着电场线方向电势逐渐降低．3．如图所示，匀强电场中有一个以O 为圆心、半径为R 的圆，电场方向与圆所在平面平行，圆上有三点A 、B 、C ，其中A 与C 的连线为直径，∠A ＝30°。
2022年人教版高中物理必修第三册同步培优第十章静电场中的能量第2节电势差
第十章 2合格考训练(25分钟·满分60分)一、选择题(本题共6小题，每题7分，共42分)1．(2021·上海市金山中学高二上学期期中)关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是( B )A ．电势差是矢量，电场力做的功是标量B ．在两点间移动电荷，电场力不做功，则两点间的电势差为零C ．在两点间被移动的电荷的电荷量越少，则两点间的电势差越大D ．在两点间移动电荷时，电场力做正功，则两点间的电势差大于零 解析：电势差是标量，电场力做功也是标量。
故A 错误；根据U AB ＝W ABq知，在两点间移动电荷，电场力不做功，则两点间的电势差为零。
故B 正确；两点间的电势差与移动的电荷量无关，由电场本身决定。
故C 错误；根据U AB ＝W ABq知，电场力做正功，电势差不一定大于零，若电荷带负电，电势差小于零。
故D 错误。
2．如图所示，正点电荷电场中有A 、B 两点，将一电荷量为q ＝＋3.2×10－19C 的试探电荷从电场中的A 点移至B 点，电场力做功为W ＝6.4×10－20J ，则A 、B 两点间的电势差U等于( B )A ．0.5 VB ．0.2 VC ．5 VD ．2 V解析：U AB ＝W AB q ＝6.4×10－203.2×10－19V ＝0.2 V ，所以选项A 、C 、D 错误，选项B 正确。
3．(2021·广东实验中学高二上学期期中)在电场中A 、B 两点间的电势差为U AB ＝75 V ，B 、C 两点间的电势差为U BC ＝－200 V ，则A 、B 、C 三点电势高低关系为( C )A ．φA ＞φB ＞φC B ．φA ＜φC ＜φB C ．φC ＞φA ＞φBD ．φC ＞φB ＞φA解析：由题意，U AB ＝φA －φB ＝75 V ，则得：φA ＞φB ；U BC ＝φB －φC ＝－200 V ，则得：φB＜φC ；又U AC ＝U AB ＋U BC ＝(75－200) V ＝－125 V ，则得：φA ＜φC ；故有：φC ＞φA ＞φB ；故A 、B 、D 错误，C 正确。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电容器和电场中能量问题培优测试题
班级_____________姓名____________
1、如图所示，由五个电容器组成的电路，其中14C F μ=，26C F μ=，310C F μ=，求AB 间的总电
容。
2、在极板面积为S ，相距为d 的平行板电容器内充满三种不同的介质，如图所示。
⑴如果改用同一种介质充满板间而电容与之前相同，这种介质的介电常数应是多少？⑵如果在3ε和1ε、2ε之间插有极薄的导体薄片，⑴问的结果应是多少？
3、球形电容器由半径为r 的导体球和与它同心的球壳构成，球壳内半径为R ，其间
一半充满介电常数为ε的均匀介质，如图所示，求电容。
4、如图是一个无限的电容网络，每个电容均为C ，求A 、
B 两点间的总电容。
5、如图所示为共轴的两导体圆柱面组成的电容器。
长l 、半径分别为r 和R 。
两圆筒间充满介电常数为ε的电介质。
求此电容器的电容。
6、半径分别为a 和b 的两个球形导体，分别带有电荷a q 、b q ，将其相距很远地放置，现用一金属导线连接，试求连接后每球上的电荷量及系统的电容。
7、平行板电容器的极板面积为S ，板间距离为D 。
其间充满介质，介质的介电常数是变化的，在一个极板处为1ε，在另一个极板处为2ε，其他各处的介电常数与到介电常数为1ε处的距离成线性关系，如图所示。
试求此电容器的电容C 。
8、电容为C 的平行板电容器的一个极板上有电量q +，而另一个极板上有电量4q +，求电容器两极板间的电势差。
9、三个电容分别为1C 、2C 、3C 的未带电的电容器，如图示方式相连，再接到点A 、
B 、D 上。
这三点电势分别为A U 、B U 、D U 。
则公共点O 的电势是多大？。