选修31静电场经典计算题

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高中物理选修3-1第一章静电场经典习题(含详细答案))汇编

2018年08月09日a颜颜颜的高中物理组卷一．选择题（共17小题）1．下列叙述正确的是（）A．任何起电方式都是电荷转移的过程B．摩擦起电是创造电荷的过程C．玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电D．带等量异号电荷的两个导体接触后，两个导体将不带电，原因是电荷消失了2．下列关于点电荷的说法中正确的是（）A．点电荷是一个理想化物理模型B．点电荷的电荷量一定是1.6×10﹣19CC．体积大的带电体一定不能看做点电荷D．研究带电体的相互作用时，所有带电体都可以看作点电荷3．两个相同的金属小球，带电量之比为1：7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的（）A．B．C．D．4．某电场的电场线如图所示，M、N两点相距为d，则（）A．M点场强小于N点场强B．M点电势低于N点电势C．正电荷在M点受到的电场力方向由M指向ND．若E为M点的场强，则M、N两点间电势差等于E•d5．化纤衣服很容易沾上灰尘，这是因为它（）A．容易积累静电荷 B．具有一定的粘性C．具有大量的微孔 D．质地柔软6．如图所示，取一对用绝缘柱支撑的导体A 和B，使它们彼此接触，起初它们不带电，分别贴在导体A、B 下部的金属箔都是闭合的．现将带正电的物体C 移近A，下列描述正确的是（）A．稳定后只有A 下部的金属箔张开B．稳定后只有B 下部的金属箔张开C．C移近A后，再把B与A分开，稳定后A、B下部的金属箔都张开D．C移近A后，再把B与A分开，稳定后A、B下部的金属箔都闭合7．如图所示，平行板电容器两极板M、N间距为d，两极板分别与电压为U的恒定电源两极相连，则下列能使电容器的电容减小的措施是（）A．减小d B．增大UC．将M板向左平移D．在板间插入介质8．如图所示，平行板电容器两极板接在直流电源两端。

下列操作能使电容器电容减小的是（）A．增大电源电压B．减小电源电压C．在两极板间插入陶瓷D．增大两极板间的距离9．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。

选修3-1静电场计算题

静电场计算题1、如图所示，绝缘水平面上静止着两个质量均为m ，电量均为+Q 的物体A 和B （A 、B 均可视为质点），它们间的距离为r ，与平面间的动摩擦因数均为μ，求：①图示A 、B 静止时A 受的摩擦力为多大？②如果将A 的电量增至+4Q ，两物体开始运动，当它们的加速度第一次为零时，A 、B 各运动了多远？2、质量为m 、带电量为+q 的小球从距地面高为h 处以一定的初速度水平抛出．在距抛出点水平距离为l 处，有一根管口比小球直径略大的上下都开口的竖直细管，管的上口距地面12h ．为使小球能无碰撞地从管子中通过，可在管子上方的整个区域里加一个电场强度方向水平向左的匀强电场，如图所示．求：小球的初速度v 0、电场强度E 的大小及小球落地时的动能E k ．3、如图所示，空间存在着强度E =2.5×102N/C 方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长为L =0.5m 的绝缘细线，一端固定在O 点，一端拴着质量m =0.5kg 、电荷量q =4×10－2C 的小球.现将细线拉直到水平位置，使小球由静止释放，当小球运动最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂.取g =10m/s 2.求：（1）小球的电性；（2）细线能承受的最大拉力；（3）当小球继续运动后与O 点水平方向距离为L 时，小球距O 点的高度.4、如图所示．半径为r 的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有质量为m 的带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，珠子所受静电力是其重力的3/4倍．将珠子从环上最低点A 静止释放，求珠子所能获得的最大动能E k .。

E O5、在一个水平面上建立x轴，在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一匀强电场，场强大小E=6×105N/C，方向与x轴正方向相同，在O处放一个带电量q=－5×10－8C，质量m=10g的绝缘物块。

物块与=2m/s，如图水平面间的滑动摩擦系数μ=0.2，沿x轴正方向给物块一个初速度v所示，求物块最终停止时的位置。

选修3-1第一章静电场第7-9节练习题附解析人教版

选修3-1第一章静电场第7-9节练习题（附解析人教版）习题课基础练1.如图1所示，电子由静止开始从A板向B板运动，到达B板的速度为v，保持两板间的电压不变，则()图1A．当增大两板间的距离时，速度v增大B．当减小两板间的距离时，速度v减小C．当减小两板间的距离时，速度v不变D．当减小两板间的距离时，电子在两板间运动的时间增大答案C解析由动能定理得eU＝12mv2.当改变两极板间的距离时，U不变，v就不变，故C项正确；粒子做初速度为零的匀加速直线运动，v＝dt，v2＝dt，即t＝2dv，当d减小时，电子在板间运动的时间变小，故D选项不正确．2.图2为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空．A为发射电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极，A、K间电压为U，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K的小孔中射出时的速度大小为v.下面的说法中正确的是()图2A．如果A、K间距离减半而电压仍为U，则电子离开K时的速度仍为vB．如果A、K间距离减半而电压仍为U，则电子离开K时的速度变为v/2C．如果A、K间距离不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为22vD．如果A、K间距离不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为v/2答案AC3．几种混合带电粒子(重力不计)，初速度为零，它们从同一位置经同一电场加速后，又都垂直场强方向进入另一相同的匀强电场，设粒子射出偏转电场时都打在荧光屏上，且在荧光屏上只有一个亮点，则到达荧光屏的各种粒子()A．电荷量一定相等B．质量一定相等C．比荷一定相等D．质量、电荷量都可能不等答案D解析只要带同种电荷；粒子经同一电场加速又经同一电场偏转，则偏移量相同．4．如图3所示，氕、氘、氚的原子核自初速度为零经同一电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么()图3A．经过加速电场过程，电场力对氚核做的功最多B．经过偏转电场过程，电场力对三种核做的功一样多C．三种原子核打在屏上时的速度一样大D．三种原子核都打在屏上的同一位置上答案BD解析同一加速电场、同一偏转电场，三种粒子带电荷量相同，在同一加速电场中电场力对它们做的功都相同，在同一偏转电场中电场力对它们做的功也相同，A错，B 对；由于质量不同，所以打在屏上的速度不同，C错；再根据偏转距离公式或偏转角公式y＝l2U′4dU，tanφ＝lU′2dU知，与带电粒子无关，D对．5.两个共轴的半圆柱形电极间的缝隙中，存在一沿半径方向的电场，如图4所示．带正电的粒子流由电场区域的一端M射入电场，沿图中所示的半圆形轨道通过电场并从另一端N射出，由此可知()图4A．若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的质量一定相等B．若入射粒子的电荷量相等，则出射粒子的动能一定相等C．若入射粒子的电荷量与质量之比相等，则出射粒子的速率一定相等D．若入射粒子的电荷量与质量之比相等，则出射粒子的动能一定相等答案BC解析由图可知，该粒子在电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力qE＝mv2R得R＝mv2qE，R、E为定值，若q 相等则12mv2一定相等；若qm相等，则速率v一定相等，故B、C正确．6．在平行板电容器A、B两板上加上如图5所示的交变电压，开始B板的电势比A板高，这时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动，设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下述说法正确的是(不计电子重力)()图5A．电子一直向A板运动B．电子一直向B板运动C．电子先向A板运动，然后向B板运动，再返回A板做周期性来回运动D．电子先向B板运动，然后向A板运动，再返回B板做周期性来回运动答案B解析电子先向B板做匀加速运动，然后向B板做匀减速运动，以后一直重复这两种运动，所以B选项正确．7.如图6所示，匀强电场场强方向竖直向下，在此电场中有a、b、c、d四个带电粒子(不计粒子间的相互作用)，各以水平向左、水平向右、竖直向上和竖直向下的速度做匀速直线运动，则下列说法错误的是()图6A．c、d带异种电荷B．a、b带同种电荷且电势能均不变C．d的电势能减小，重力势能也减小D．c的电势能减小，机械能增加答案AC解析a、b、c、d均做匀速直线运动，所以它们受的重力与电场力平衡，都带负电．a、b所受电场力不做功，c所受电场力做正功，因此可判断A、C说法是错误的．【提升练】8.如图7所示，有一质量为m、带电荷量为q的油滴，被置于竖直放置的两平行金属板间的匀强电场中．设油滴是从两板中间位置，并以初速度为零进入电场的，可以判定()图7A．油滴在电场中做抛物线运动B．油滴在电场中做匀加速直线运动C．油滴打在极板上的运动时间只取决于电场强度和两板间距离D．油滴打在极板上的运动时间不仅取决于电场强度和两板间距离，还取决于油滴的比荷答案BD解析粒子从静止开始，受重力和电场力作用，两个力都是恒力，所以合力是恒力，粒子在恒力作用下做初速度为零的匀加速直线运动，选项B、D对9.如图8所示，一带负电的液滴，从坐标原点O以速率v0射入水平的匀强电场中，v0的方向与电场方向成θ角，已知油滴质量为m，测得它在电场中运动到最高点P时的速率恰为v0，设P点的坐标为(xP，yP)，则应有()图8A．xP0B．xP0C．xP＝0D．条件不足无法确定答案A解析由于液滴在电场中既受电场力又受重力，由动能定理得：－mgh＋W电＝mv20/2－mv20/2＝0.即W电＝mgh，电场力做正功．由于是负电荷所受电场力方向向左，要使电场力做正功，因而位移方向必须也向左，则必有xP0，故A正确，B、C、D错．10．α粒子的质量是质子质量的4倍，电荷量是质子电荷量的2倍，它们从静止起，经同一电场加速，获得的动能之比Eα∶EP＝________，获得的速度之比vα∶vP ＝________.答案2∶11∶2解析qU＝Ek，所以Ek∝q，则Eα∶EP＝2∶1.又Ek＝12mv2，所以vα∶vP＝1∶2.11.如图9带电小颗粒质量为m，电荷量为q，以竖直向上的初速度v0自A处进入方向水平向右的匀强电场中．当小颗粒到达B处时速度变成水平向右，大小为2v0，那么，该处的场强E为________，A、B间的电势差是________．图9答案2mg/q2mv20/q解析由动能定理：qU－mgh＝12m(2v0)2－12mv20.又h＝v202g，所以U＝2mv20q，所以E＝Ud＝U2h＝2mgq. 12．两个半径均为R的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d，极板间的电势差为U，板间电场可以认为是匀强电场．一个α粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心．已知质子电荷量为e，质子和中子的质量均视为m，忽略重力和空气阻力的影响，求：(1)极板间的电场强度E；(2)α粒子在极板间运动的加速度a；(3)α粒子的初速度v0.答案(1)Ud(2)eU2md(3)R2deUm解析(1)极板间场强E＝Ud(2)α粒子带电荷量为2e，质量为4m所受电场力F＝2eE＝2eUdα粒子在极板间运动的加速度a＝F4m＝eU2md(3)由d＝12at2得t＝2da＝2dmeUv0＝Rt＝R2deUm13.如图10所示，一质量为m、带电荷量为q的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线向左与竖直方向成θ角，重力加速度为g.图10(1)判断小球带何种电荷．(2)求电场强度E.(3)若在某时刻将细线突然剪断，求经过t时间小球的速度v.答案(1)负电(2)mgtanθ/q(3)gt/cosθ解析(1)负电．(2)小球受力如右图所示，其中电场力F＝qE，由平衡条件得：F＝mgtanθ，E＝mgtanθ/q.(3)剪断细线后小球做初速度为零的匀加速直线运动F合＝mg/cosθ＝ma，v＝at，所以v＝gt/cosθ速度方向与竖直方向夹角为θ斜向左下方．。

高二物理(人教版选修31)第一章静电场第8节电容器的电容典型例题深度分析(含解析)

高二物理（人教版选修31）第一章静电场第8节电容器的电容典型例题深度解析（含解析）【典型例题】【例 1】平行板电容器所带的电荷量为Q＝4×10-8，电容器两板间C的电压为 U＝2V ，则该电容器的电容为；若是将其放电，使其所带电荷量为原来的一半，则两板间的电压为，两板间电场强度变为原来的倍，此时平行板电容器的电容为。

【解析】由电容器电容的定义式得： C Q 410 8F 2 108FU2电容的大小取决于电容器自己的构造，与电容器的带电量无关，故所带电荷量为原来一半时，电容不变。

而此时两极板间的电压为：U /Q/Q/2 1U 1VC C2板间为匀强电场，由场强与电压关系可得：/ U /1U1E2d dE 2【答案】 2×10-8F、1V 、1/2 、2×10-8F【例 2】如图电路中， A、B 为两块竖直放置的金属板， G 是一只静电计，开关 S 合上时，静电计张开一个角度，下述情况中可使指针张角增大的是A、合上 S，使 A、B 两板凑近一些B、合上 S，使 A、B 正对面积错开一些C、断开 S，使 A、B 间距增大一些D、断开 S，使 A、B 正对面积错开一些【解析】图中静电计的金属杆接 A 板，外壳与 B 板均接地，静电计显示的是 A、B 两板间的电压，指针的张角越大，表示两板间的电压越高。

当闭合 S 时，A 、B 两板间的电压等于电源两端电压不变。

故静电计的张角保持不变。

当断开S 时，A 、B 两板构成的电容器的带电量保持不变，若是板间的间距增大，或正对面积减小，由平板电容器电容的决定式CS可知，电容都将减小，再由UQ可知，板4 kd C间电压都将增大，即静电计的张角应当变大。

【答案】 C、D【例 3】一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地。

两板间有一个正电荷固定在P 点，以下列图，以 E 表示两板间的场强， U 表示电容器两板间的电压， W 表示正电荷在 P 点的电势能，若保持负极板不动，将正极板向下移到图示的虚线地址则：（）A、U 变小， E 不变B、E 变小， W 不变C、U 变小， W 不变D、U 不变， W 不变【解析】题意：一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，说明电容器的带电量将保持不变，负极板为零电势。

(完整版)高中物理选修3-1静电场测试题单元测试及答案

静电场单元测试一、选择题1．以下列图，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，c为ab的中点，a、b点的电势分别为φa＝5 V，φ b＝3 V，以下表达正确的选项是( )A．该电场在 c 点处的电必然定为 4 VB．a点处的场强必然大于 b 处的场强C．一正电荷从 c 点运动到 b 点电势能必然减少D．一正电荷运动到 c 点时碰到的静电力由 c 指向 a2．以下列图，一个电子以100 eV 的初动能从A点垂直电场线方向飞入匀强电场，在B点离开电场时，其速度方向与电场线成150°角，则A与B两点间的电势差为( )A． 300 V B．－300 V100C．－ 100 V D．－ 3V3．以下列图，在电场中，将一个负电荷从C点分别沿直线移到A点和B点，战胜静电力做功相同．该电场可能是 ( )A．沿y轴正向的匀强电场B．沿x轴正向的匀强电场C．第Ⅰ象限内的正点电荷产生的电场D．第Ⅳ象限内的正点电荷产生的电场4．以下列图，用绝缘细线拴一带负电小球，在竖直平面内做圆周运动，匀强电场方向竖直向下，则( )A．当小球运动到最高点 a 时，线的张力必然最小B．当小球运动到最低点 b 时，小球的速度必然最大C．当小球运动到最高点 a 时，小球的电势能最小D．小球在运动过程中机械能不守恒5．在静电场中a、 b、c、d 四点分别放一检验电荷，其电量可变，但很小，结果测出检验电荷所受电场力与电荷电量的关系以下列图，由图线可知()A． a、 b、 c、d 四点不可以能在同一电场线上B．四点场强关系是E c＝ E a>E b>E dC．四点场强方向可能不一样样D．以上答案都不对6．以下列图，在水平放置的圆滑接地金属板中点的正上方，有带正电的点电荷一表面绝缘带正电的金属球 (可视为质点，且不影响原电场 )自左以速度金属板上向右运动，在运动过程中() A．小球做先减速后加速运动B．小球做匀速直线运动C．小球受的电场力不做功D．电场力对小球先做正功后做负功Q，v0开始在7．以下列图，一个带正电的粒子以必然的初速度垂直进入水平方向的匀强电场．若不计重力，图中的四个图线中能描绘粒子在电场中的运动轨迹的是()8．图中虚线是用实验方法描绘出的某一静电场中的一簇等势线，若不计重力的带电粒子从 a 点射入电场后恰能沿图中的实线运动， b 点是其运动轨迹上的另一点，则下述判断正确的选项是()A． b 点的电必然定高于 a 点B． a 点的场强必然大于 b 点C．带电粒子必然带正电D．带电粒子在 b 点的速率必然小于在 a 点的速率9．以下列图，在粗糙水平面上固定一点电荷Q，在 M 点无初速度释放一带有恒定电量的小物块，小物块在 Q 的电场中运动到 N 点静止，则从M 点运动到 N 点的过程中() A．小物块所受电场力逐渐减小B．小物块拥有的电势能逐渐减小C． M 点的电必然定高于N 点的电势D．小物块电势能变化量的大小必然等于战胜摩擦力做的功10．以下列图， A， B 两个带有异种电荷的小球分别被两根绝缘细线系在木盒内，且在同一竖直线上，静止时木盒对地面的压力为F N，细线对 B 的拉力为 F.若将系 B 的细线断开，下列说法中正确的选项是()A．刚断开时木盒对地的压力等于F NB．刚断开时木盒对地的压力等于 F ＋ FNC．刚断开时木盒对地的压力等于F N－ FD．在 B 向上运动的过程中，木盒对地的压力逐渐变大11．有一匀强电场，其场强为E，方向水平向右，把一个半径为r 的圆滑绝缘环，竖直放置于场中，环面平行于电场线，环的极点 A 穿有一个质量为 m，电量为 q( q>0) 的空心小球，以下列图，当小球由静止开始从 A 点下滑 1/4 圆周密 B 点时，小球对环的压力大小为： ()A.2 mgB.qE ．C.2mg+qED.2mg+3 qE12．以下列图，一金属球原来不带电．现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN ，金属球感觉电荷产生的电场在球内直径上a、b、c 三点的场富强小分别为E a、E b、E c，三者对照，则： ()A. E最大B.E 最大a bC.E c最大D. E a=E b=E c二、填空题13．带正电 1.0 ×10－3C 的粒子，不计重力，在电场中先后经过 A B两点，飞经A点时动能、为 10 J，飞经B点时动能为 4 J，则带电粒子从A点到B点过程中电势能增加了______，A、B 两点电势差为 ____．14．在两块平行竖直放置的带等量异种电荷的金属板M 、 N 间的匀强电场中有A、 B 两点，AB 连线与水平方向成30°角， AB 长为 0.2cm，以下列图．现有一带电量为4×10－8C 的负电荷从 A 沿直线移到 B 点，电场力做正功 2.4 ×10－6J，则 A、B 两点间的电势差大小为________，________点电势高．若此电荷 q 沿任意路径从 B 到 A 点，电荷电势能变化情况是________，此匀强电场的场富强小为 ________，若两金属板相距0.3cm，则两板电势差为 ________．15．如图，带电量为＋ q 的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线经过板的几何中心．若图中 a 点处的电场强度为零，依照对称性，带电薄板在图中 b 点处产生的电场强度大小为 ________，方向 ________． (静电力恒量为k)16．以下列图，质量相等的三个小球A 、 B、 C，放在圆滑的绝缘水平面上，若将 A 、 B 两球固定，释放 C 球， C 球的加速度为 1m/s2，方向水平向左．若将B、C 球固定，释放 A 球，A 球的加速度为 2m/s2，方向水平向左．现将 A 、 C 两球固定，释放 B 球，则 B 球加速度大小为 ________m/s2，方向为 ________．三、计算题17．以下列图，用长 L 的绝缘细线拴住一个质量为m，带电荷量为 q 的小球，线的另一端拴在水平向右的匀强电场中，开始时把小球、线拉到和 O 在同一水平面上的 A 点 (线拉直 )，让小球由静止开始释放，当摆线摆到与水平线成60°角到达 B 点时，球的速度正好为零．求：(1)、A两点的电势差；B(2)匀强电场的场富强小．18．以下列图，竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为 R，下端与圆滑绝缘水平面圆滑连接，整个装置处于方向竖直向上的匀强电场 E 中．一质量为 m、带电荷量为＋ q 的物块 (可视为质点) ，从水平面上的 A 点以初速度 v0水平向左运动，沿半圆形轨道恰好经过最高点大小为 E(E 小于mgq)．C，场强(1) 试计算物块在运动过程中战胜摩擦力做的功．(2) 证明物块走开轨道落回水平面过程的水平距离与场富强小E 没关，且为一常量．19．一质量为 m 、电荷量为 +q 的小球，从 O 点以和水平方向成 α角的初速度 v 0 抛出，当达到最高点 A 时，恰进入一匀强电场中，如图．经过一段时间后，小球从 A 点沿水平直线运动到与 A 相距为 S 的 A ′点后又折返回到 A 点，紧接着沿原来斜上抛运动的轨迹逆方向运动又落回原抛出点．求(1) 该匀强电场的场强 E 的大小和方向； (即求出图中的 θ角，并在图中注明 E 的方向 )(2) 从 O 点抛出又落回 O 点所需的时间．φ ＋ φb1． C [ 该电场不用然是匀强电场，aφ c 不用然等于 2 ＝ 4 V ，故 A 、B 错误；由 φa ＞ φb知，电场线由 a 指向 b ，正电荷在c 点的受力也应由c 指向 b ，选项 D 错误；由 E ＝ q φ 知p选项 C 正确． ]2． B [ 电子做类平抛运动，在B 点，由速度分解可知v ＝cos 60 °＝ 2v ，因此 E ＝ 4E ＝Bv AAkBkA400 eV ，由动能定理得 U AB ( － e ) ＝E kB － E kA ，因此 U AB ＝－ 300 V ，B 对． ]3． AD [ 由题意知 φA ＝φB ， A 、 B 应处在同一等势面上，又 W CA ＝ qU CA ＜ 0， q ＜ 0，故 U CA ＞ 0，即 φC ＞ φA ，吻合条件的可能是选项 A 、 D.] 4． CD [ qE ＝ mg ，小球将做匀速圆周运动，球在各处对细线的拉力相同大；若 qE ＜ mg ，球在 a 处速度最小，对细线的拉力最小；若＞，球在 a 处速度最大，对细线的拉力最大，故qEmgC 正确；小球在运动过程中除A 、B 错； a 点电势最高，负电荷在电势最高处电势能最小，故重力外，还有静电力做功，机械能不守恒，D 正确． ]5.B 解析：场强与检验电荷电量的大小没关．6.BC解析：金属板在点电荷的电场中达到静电平衡状态后，其表面是一个等势面，依照电场线与等势面垂直，则带电小球沿金属板表面搬动时所受电场力的方向竖直向下，因此带电小球所受的重力、支持力和电场力均在竖直方向上，合力为零．故带电小球做匀速直线运动，∴B 正确；又由于电场力与表面垂直，对小球不做功，故 C 正确， D 错误．7.答案：C8. 答案： BD解析：由等势线的分布画出电场线的分布以下列图，可知 a 点的场富强， B 正确，依照轨迹可判断电场力指向左方，电场力做负功， a 点速率大于 b 点速率， D 正确．但不知粒子电性，也无法判断场强的详尽方向，故无法确定a、 b 两点电势的高低，A、 C 错误．9.答案： ABD解析：电场力做正功，摩擦力做负功，大小相等(始末速度为零)．10.答案： BD解析：刚断开时， A，B 间的库仑力不变．未断开时，对 A，B 和木盒整体进行受力解析，有：F N＝ G 木＋ G A＋ G B，对于 B， F 库＝ GB＋ F.断开时，对 A 与木箱整体进行受力解析，有：N ＝G＋ G A，由于 F 库不变．因此 B 正确，在 B 向上运动过程中 F 库变大，因此 DF′木＋F库正确．11.D12.C13． 6 J－6 000 V14.答案： 60V ， B，增加， 2 3× 104V/m ,60 3V15.答案：kq2，水平向左 (或垂直薄板向左 ) d16.解析：把 A、B、C 球作为一个系统，三个小球之间的相互作用力为系统内力．依照牛顿第三定律，每两个小球之间存在一对作用力和反作用力，其大小相等、方向相反．这样系统的内力之和为零．系统的外力之和也为零设三个小球所受的合外力分别为F1、 F2、 F3，则F1＝ ma122F ＝ ma33F ＝ maF1＋ F2＋ F3＝ m(a1＋ a2＋ a3)＝ 0 设向右为正2a2＝－ a1－a3＝ 1＋ 2＝ 3(m/s )B 球的加速度大小为3m/s2，方向向右．3mgL3mg17． (1)(2)2q q解析 (1)由动能定理得：mgL sin 60°－ qU BA＝0因此 U BA ＝3mgL 2q(2) U ＝ EL (1 －cos 60 °)BA得： E ＝3mgq.18. 答案： (1)Wf ＝ 1 m v20＋ 5 (Eq － mg)R (2)s ＝ 2R2 2 解析： (1)物块恰能经过圆弧最高点 C 时，圆弧轨道与物块间无弹力作用，物块碰到的重力v2C和电场力供应向心力mg － Eq ＝ m R ①物块在由 A 运动到 C 的过程中，设物块战胜摩擦力做的功为Wf ，依照动能定理有11 Eq ·2R － Wf － mg ·2R ＝2mv2C － 2mv20②15由①②式解得 Wf ＝ 2mv20＋ 2(Eq － mg)R ③(2)物块走开半圆形轨道后做类平抛运动，设水平位移为 s ，则水平方向有 s ＝ vCt ④1Eq竖直方向有 2R ＝ (g －m ) ·t2⑤2由①④⑤式联立解得s ＝ 2R ⑥因此，物块走开轨道落回水平面的水平距离与场富强小 E 没关，大小为 2R.19.解析： (1)斜上抛至最高点 A 时的速度 vA ＝ v0cos α①水平向右由于 AA ′段沿水平方向直线运动，因此带电小球所受的电场力与重力的合力应为一水平向左的恒力：mgF ＝＝ qEcos θ，②带电小球从 A 运动到 A ′过程中作匀减速运动有 (v0cos α)2＝ 2qEcos θs/m ③由以上三式得：v40cos4 α＋ 4g2s2E ＝ m2qs2gsθ＝ arctan v20cos2 α 方向斜向上(2)小球沿 AA ′做匀减速直线运动，于A ′点折返做匀加速运动2v0sin α4s所需时间 t ＝g＋v0cos α。

高中物理选修3-1静电场专项练习(含答案)

静电场练习题一、选择题1．（3分）如图，在E＝2.0×103N/C的匀强电场中有A、M和B三点，其中BM与电场线垂直，AM与电场线成30°角，AM＝4cm，BM＝2cm，把一电量q＝2×10﹣9C的正电荷从A移动到M点，再从M移动到B点，整个过程中电场力做功为（）A．8×10﹣8J B．8×10﹣8J C．1.6×10﹣7 J D．2.4×10﹣7 J 2．（3分）如图所示，正电荷在电场中沿某一条电场线从A点运动到B点，下面说法正确的是（）A．电场力大小不断变化B．电场力大小保持不变C．电荷克服电场力做功D．电荷的电势能不断减小3．（3分）下列说法中正确的是（）A．将电荷从电场中一点移到另一点，电势能的改变量与零电势点的选择无关B．在电场中，电场强度为零的地方电势也一定为零C．电荷在电场中电势较高的地方，具有的电势能较大D．沿着负点电荷的电场线方向，电势升高4．（3分）关于等势面下列说法正确的是（）A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功B．等势面上各点的场强相等C．等差等势面越密的地方，场强越大D．在负的点电荷形成的电场中，电场线由低等势面指向高等势面5．（3分）如图所示，粗糙且绝缘的斜面体ABC在水平地面上始终静止。

在斜面体AB边上靠近B点固定一点电荷，从A点无初速度释放带负电且电荷量保持不变的小物块（视为质点），运动到P点时速度恰为零。

则小物块从A到P运动的过程（）A．水平地面对斜面体没有静摩擦作用B．小物块的电势能先减小后增大C．小物块所受到的合外力减小后增大D．小物块损失的机械能等于增加的电势能6．（3分）如图所示，某一带正电粒子（不计重力）在一平行板间的运动轨迹如图中曲线，P、Q两点为轨迹上两点，则（）A．A板带负电，B板带正电B．粒子在P点电势能大于在Q点电势能C．粒子在P点动能大于在Q点动能D．粒子在P点受力大于在Q点受力7．（3分）如图所示，a、b、c、d、e五点在一条直线上，b、c两点间的距离等于d、e两点间的距离。

人教版高中物理选修3-1第一章静电场单元练习(含答案)

人教版选修3-1 第一章静电场一、单选题1.在x轴上存在与x轴平行的电场，x轴上各点的电势随x点位置变化情况如图所示．图中－x1～x1之间为曲线，且关于纵轴对称，其余均为直线，也关于纵轴对称．下列关于该电场的论述正确的是()A．x轴上各点的场强大小相等B．从－x1到x1场强的大小先减小后增大C．一个带正电的粒子在x1点的电势能大于在－x1点的电势能D．一个带正电的粒子在－x1点的电势能大于在－x2的电势能2.在电场中的某点放入电荷量为－q的试探电荷时，测得该点的电场强度为E；若在该点放入电荷量为＋3q的试探电荷时，此时测得该点的场强为()A．大小为3E，方向和E相反B．大小为E，方向和E相同C．大小为3E，方向和E相同D．大小为E，方向和E相反3.某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是()A．c点的电场强度大于b点的电场强度B．若将一试探电荷＋q由a点静止释放，它将沿电场线运动到b点C．b点的电场强度大于d点的电场强度D．a点和b点的电场强度的方向相同4.如图所示，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线．取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是()A．A点电势大于B点电势B．A、B两点的电场强度相等C．q1的电荷量小于q2的电荷量D．q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能5.如图所示，a、b和c表示电场中的三个等势面，a和c的电势分别为φ和φ，a、b的电势差等于b、c的电势差．一带电粒子从等势面a上某处以速度v释放后，仅受电场力作用而运动，经过等势面c时的速率为2v，则它经过等势面b时的速率为()A．vB．·vC．·vD． 1.5v6.正电荷Q周围的电场线如图所示，由图可知，下列判断正确的是（）A．Ea＞EbB．Ea=EbC．Ea＜EbD．无法确定7.某一电解电容器如图甲所示，接入如图乙所示的电路，下列说法正确的是()A．该电容器只有在电压为45 V时，电容才是33 μFB．该电容器能容纳的最大电荷量为3.3×10－5CC．接通电路后，电容器的电容仍是33 μFD．接通电路后，灯泡能持续发亮8.真空中两个点电荷，它们之间的静电力为F，如果将两个点电荷的距离增大为原来的2倍，电量都增大为原来的2倍.它们之间静电力的大小为( )A．F/2B．FC． 2FD． 4F9.A、B两个点电荷间距离恒定，当其他电荷移到A、B附近时，A、B之间的库仑力将() A．可能变大B．可能变小C．一定不变D．不能确定10.如图所示，A是带正电的小球，B是不带电的绝缘导体，设此时B的电势为φ1；用手摸绝缘导体的左端，B的电势变为φ2；放开手后，再将A移走，B的电势又变为φ3；则()A．φ1＝φ2＝φ3B．φ1＞φ2＝φ3C．φ1＞φ2＞φ3D．φ1＜φ2＜φ3二、多选题11.(多选)在两块带等量异性电荷的平行金属板M、N之间，垂直于金属板放置一个原来不带电的金属棒AB，如图所示．当达到静电平衡后，以下说法中正确的是()A．金属棒上A端电势高于B端电势B．金属棒上A、B两端电势相等C．由于静电感应，金属棒的A端带正电荷D．由于静电感应，金属棒的A端带负电荷12.(多选)如图所示，光滑的水平轨道AB与半径为R的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点，AB水平轨道部分存在水平向右的匀强电场，半圆形轨道在竖直平面内，B为最低点，D为最高点．一质量为m、带正电的小球从距B点x的位置在电场力的作用下由静止开始沿AB向右运动，恰能通过最高点，则()A．R越大，x越大B．R越大，小球经过B点后瞬间对轨道的压力越大C．m越大，x越小D．m与R同时增大，电场力做功增大13.(多选)空间某一静电场的电势φ随x变化情况如图所示，下列说法中正确的是()A．空间各点场强的方向均与x轴垂直B．电荷沿x轴从O移到x1的过程中，电场力不做功C．正电荷沿x轴从x1移到x2的过程中，电场力做正功，电势能减小D．负电荷沿x轴从x1移到x2的过程中，电场力做负功，电势能增加三、填空题14.如图，A、B、C为一条电场线上的三点，以A点为电势零点，一个质子从A点移到B点和C点静电力分别做功3.2×10－19J和9.6×10－19J，则电场线的方向____________，B、C两点的电势差UBC＝__________ V.15.如图所示，a、b、c表示点电荷电场中的三个等势面，它们的电势分别为φ、φ和φ(φ>0)，该点电荷的电性为________．一带电粒子从等势面a上某处由静止释放，仅受到电场力作用而运动，已知带电粒子经过等势面b时的速率为v，它经过等势面c时的速率为________．16.如图所示，在带电体C的右侧有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上．若先将C移走，再把A、B分开，则A电，B电．若先将A、B分开，再移走C，则A电，B 电．17.如图所示，把电荷量为－5×10－9C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能________(选填“增大”“减小”或“不变”)；若A点的电势φA＝15 V，B点的电势φB＝10 V，则此过程中静电力做的功为________ J.18.如图所示，电场中某一电场线为一直线，线上有A、B、C三个点，电荷q1＝10－8C，从B点移到A点时静电力做了10－7J的功；电荷q2＝－10－8C，在B点的电势能比在C点时大10－7J，那么：(1)比较A、B、C三点的电势高低，由高到低的排序是________；(2)A、C两点间的电势差是________ V；(3)若设B点的电势为零，电荷q2在A点的电势能是________ J.四、计算题19.在方向水平的匀强电场中，一不可伸长的不导电细线一端连着一个质量为m、电荷量为＋q的带电小球，另一端固定于O点．将小球拉起直至细线与场强平行，然后无初速度释放，则小球沿圆弧做往复运动．已知小球摆到最低点的另一侧，此时线与竖直方向的最大夹角为θ(如图)．求：(1)匀强电场的场强；(2)小球经过最低点时细线对小球的拉力．20.示波管的主要结构由电子枪、偏转电极和荧光屏组成．在电子枪中，电子由阴极K发射出来，经加速电场加速，然后通过两对相互垂直的偏转电极形成的电场，发生偏转．其示意图如图(图中只给出一对yy′方向偏转的电极)所示．已知：电子质量为m，电量为e，两个偏转电极间的距离为d，偏转电极边缘到荧光屏的距离为L.没有加偏转电压时，电子从阴极射出后，沿中心线打到荧光屏上的O点时动能是E0.设电子从阴极发射出来时的初速度可以忽略，偏转电场只存在于两个偏转电极之间．求：(1)电子枪中的加速电压U是多少？(2)如果yy′方向的偏转电极加的偏转电压是Uy，电子打到荧光屏上P点时的动能为Et.求电子离开偏转电场时，距中心线的距离sy为多少？21.一个电容器所带的电荷量为4×10－8C，两极板间的电压是2 V，那么这个电容器的电容是多少？如果电容器的电荷量减少了1×10－8C，则板间电压变成多少？答案解析1.【答案】B【解析】φ－x图象的斜率等于电场强度大小，故x轴上的电场强度不同，故A错误；从－x1到x1场强斜率先减小后增大，故场强先减小后增大，故B正确；由图可知，场强方向指向O，根据电场力做功可知，一个带正电的粒子在x1点的电势能等于在－x1点的电势能，故C、D错误.2.【答案】B【解析】当在电场中某点放入电荷量为－q的试探电荷时，测得该点的场强为E，若在同一点放入电荷量为＋3q的试探电荷时，电场强度的大小和方向都不变，即该点的场强大小仍为E，方向与E 相同．3.【答案】C【解析】电场线的疏密表征了电场强度的大小，由题图可知Ea＜Eb，Ed＞Ec，Eb＞Ed，Ea＞Ec，故选项C 正确，选项A错误．由于电场线是曲线，由a点静止释放的正电荷不可能沿电场线运动，故选项B错误．电场线的切线方向为该点电场强度的方向，a点和b点的切线方向不在同一条直线上，故选项D错误．4.【答案】C【解析】由于电场力做负功，所以Q应带负电荷，由负点电荷产生电场的电场线的分布规律可判断出φB>φA，故A项错误；由E＝k，r不相等，所以EA≠EB，B项错误；由φA＝、φB＝，因为WA→∞<WB→∞<0，φA<φB<0，所以>，即q1<q2，故C项正确；由于外力克服电场力做功相等，且无穷远处电势能为零，所以q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能，故D项错误．5.【答案】B【解析】由动能定理知从a到c：qUac＝m(4v2－v2)＝1.5mv2＝0.8qφ，设该粒子经过等势面b时的速率为v b，则qUab＝m(v－v2)＝0.4qφ，联立可得：v b＝·v，B正确．6.【答案】A【解析】根据公式E=k可知，E与r的平方成反比，则距点电荷越近处电场强度越大．故A正确，BCD错误．7.【答案】C【解析】无论电容器是否充电，其电容都是33 μF，选项A错误，C正确；该电容器能容纳的最大电荷量Q＝CU≈1.5×10－3C，选项B错误；电容器仅在充电时灯泡发光，充电结束后，灯泡熄灭，选项D错误.8.【答案】B【解析】由库仑定律的公式F=k知，将它们的电量都增大为原来的2倍，它们之间的距离增加为原来的2倍，则它们之间的静电力大小变为，故B正确.9.【答案】C【解析】两个点电荷之间的作用力不因第三个电荷的存在而改变．10.【答案】C【解析】把一个在绝缘支架上不带电的绝缘导体放在带正电的导体A附近，达到静电平衡后，绝缘导体是个等势体．带正电的导体产生的是发散的电场，产生的电场的电场线如图所示，由于沿着电场线电势降低，以无穷远处的电势为零，那么电场中的所有电势都是正值，即φ1＞0；用手摸绝缘导体的左端，手与大地相连，则B的电势为零，即φ2＝0，当放开手后，再将A移走，B带负电，则B的电势小于零，即φ3＜0；所以φ1＞φ2＞φ3，故A、B、D均错误，C正确．11.【答案】BD【解析】达到静电平衡后，导体为等势体，导体上的电势处处相等，所以可以得到φA＝φB，由于正电荷在左边，所以棒A端带负电，B端带正电，所以B、D正确，A、C错误．12.【答案】AD【解析】小球在BCD部分做圆周运动，在D点，mg＝m，小球由B到D的过程中有：－2mgR ＝mv－mv，解得v B＝，R越大，小球经过B点时的速度越大，则x越大，选项A正确；在B点有：F N－mg＝m，解得F N＝6mg，与R无关，选项B错误；由Eqx＝mv，知m、R越大，小球在B点的动能越大，则x越大，电场力做功越多，选项C错误，D正确．13.【答案】CD【解析】因电势有变化，则沿x方向有场强的分量，场强不可能与x轴垂直．故A错误；由O到x1电势降低，电势能变化，必有电场力做功．故B错误；正电荷沿x轴从x1移到x2的过程中，电势降低，则电势能减小，则电场力做正功．故C正确；负电荷从x1移到x2的过程中，电势降低，则电势能增加，电场力做负功．故D正确．14.【答案】从A到C4【解析】质子带正电，从A点移到B点和C点静电力分别做功3.2×10－19J和9.6×10－19J，电场力做正功，说明电场线的方向从A到C；UAB＝；UAC＝；所以UBC＝UAC－UAB＝＝＝4 V.15.【答案】正v【解析】沿着电场线的方向电势降低，由题中关系可知场源电荷为正电荷；由动能定理得q(φa－φb)＝mv2①q(φa－φc)＝mv②由①②得：v c＝v16.【答案】不带；不带；带负；带正【解析】解：若先移走C，此时导体A和B中的电荷又发生中和，不再带电，再把导体A和B分开，同样不再带电，所以此时A不带电，B不带电．先把导体A和B分开，再移走C，导体A和B由于感应起电带上异种电荷，所以此时A带负电，B 带正电．17.【答案】增大－2.5×10－8【解析】负电荷受到的静电力方向逆着电场线的方向，电荷从A点移到B点的过程中，静电力对其做负功，电势能增大；静电力做功WAB＝qUAB＝(－5×10－9)×(15－10) J＝－2.5×10－8J.18.【答案】(1)φC＞φB＞φA(2)－20(3)10－7【解析】从B点移到A点时静电力做正功，电势能减小，根据电荷的电性可以判断A点电势最低，C点电势最高．19.【答案】(1)(2)mg(3－)【解析】设细线长为l，匀强电场的场强为E，因带电小球的电荷量为正，故匀强电场的场强的方向为水平向右．从释放点到左侧最高点，由动能定理有WG＋WE＝ΔE k＝0，故mgl cosθ＝qEl(1＋sinθ)解得E＝(2)设小球运动到最低点的速度为v，此时细线的拉力为F T，由动能定理可得mgl－qEl＝mv2，由牛顿第二定律得F T－mg＝m，联立解得F T＝mg(3－)．20.【答案】(1)(2)【解析】(1)由E0＝eU得：U＝(2)偏转电场的场强为：E＝带电粒子在偏转电场中运动时由动能定理得：Eesy＝Et－E0所以：sy＝＝.21.【答案】2×10－8F 1.75 V【解析】C＝＝F＝2×10－8F又因C＝得ΔU＝＝V＝0.25 V所以U′＝U－ΔU＝2 V－0.25 V＝1.75 V.。