新教材高一物理下學(xué)期暑假訓(xùn)練7靜電場(chǎng)中的能量含答案-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

7 靜電場(chǎng)中的能量例1．(多選)如圖所示，實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)線，且AB＝BC，電場(chǎng)中A、B、C三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)分別為EA、EB、EC，電勢(shì)分別為φA、φB、φC，AB、BC間的電勢(shì)差分別為UAB、UBC，則下列關(guān)系中正確的有(　　)A．φA＞φB＞φCB．EA＞EB＞ECC．UAB＜UBC D．UAB＝UBC例2．靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的，用其指針張角的大小來(lái)定性顯示其金屬球與外殼之間的電勢(shì)差大小。如圖所示，A、B是平行板電容器的兩個(gè)金屬板，G為靜電計(jì)。開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合，靜電計(jì)指針張開(kāi)一定角度，為了使指針張開(kāi)的角度增大些，下列采取的措施可行的是(　　)A．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S后，將A、B兩極板分開(kāi)些B．保持開(kāi)關(guān)S閉合，將A、B兩極板分開(kāi)些C．保持開(kāi)關(guān)S閉合，將A、B兩極板靠近些D．保持開(kāi)關(guān)S閉合，將變阻器滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)1．下列說(shuō)法中正確的是(　　)A．電場(chǎng)線密集處場(chǎng)強(qiáng)大，電勢(shì)高B．沿電場(chǎng)線方向場(chǎng)強(qiáng)減小，電勢(shì)降低C．在電勢(shì)高處電荷具有的電勢(shì)能也大D．場(chǎng)強(qiáng)為零處，電勢(shì)不一定為零2．某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示，圖中P、Q兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別為EP和EQ，電勢(shì)分別為φP和φQ，則(　　)A．EP＞EQ，φP＞φQ B．EP＞EQ，φP＜φQC．EP＜EQ，φP＞φQ D．EP＜EQ，φP＜φQ3．(多選)位于A、B處的兩個(gè)帶有不等量負(fù)電荷的點(diǎn)電荷在平面內(nèi)電勢(shì)分布如圖所示，圖中實(shí)線表示等勢(shì)線，相鄰等勢(shì)線間電勢(shì)差相等，則(　　)A．a點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B．正電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，靜電力做正功C．負(fù)電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，靜電力做正功D．正電荷從e點(diǎn)沿圖中虛線移到f點(diǎn)，電勢(shì)能先減小后增大4．如圖所示，先接通S使電容器充電，然后斷開(kāi)S。當(dāng)增大兩極板間距離時(shí)，電容器所帶電荷量Q、電容C、兩極板間電勢(shì)差U、兩極板間場(chǎng)強(qiáng)E的變化情況是(　　)A．Q變小，C不變，U不變，E變小B．Q變小，C變小，U不變，E不變C．Q不變，C變小，U變大，E不變D．Q不變，C變小，U變小，E變小5．如圖所示，實(shí)線為方向未知的三條電場(chǎng)線，虛線分別為等勢(shì)線1、2、3，已知MN＝NQ，a、b兩帶電粒子從等勢(shì)線2上的O點(diǎn)以相同的初速度飛出。僅在靜電力作用下，兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則(　　)A．a一定帶正電，b一定帶負(fù)電B．a加速度減小，b加速度增大C．MN兩點(diǎn)電勢(shì)差|UMN|等于NQ兩點(diǎn)電勢(shì)差|UNQ|D．a粒子到達(dá)等勢(shì)線3的動(dòng)能變化量比b粒子到達(dá)等勢(shì)線1的動(dòng)能變化量小6．(多選)兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1和Q2固定在x軸上O、D兩點(diǎn)，兩者之間連線上各點(diǎn)電勢(shì)高低如圖中曲線所示(OB＞BD)，取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，由圖可知(　　)A．B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零B．Q1為負(fù)電荷，Q2為正電荷C．Q1電荷量一定大于Q2電荷量D．將電子沿x軸從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，靜電力一直做正功7．如圖所示，平行板電容器帶有等量異種電荷，與靜電計(jì)相連，靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地，在兩極板間有一固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷，以E表示兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度，Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，θ表示靜電計(jì)指針的偏角。若保持下極板不動(dòng)，將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置，則(　　)A．θ增大，E增大 B．θ增大，Ep不變C．θ減小，Ep增大 D．θ減小，E不變8．(多選)如圖，電荷量分別為q和－q(q＞0)的點(diǎn)電荷固定在正方體的兩個(gè)頂點(diǎn)上，a、b是正方體的另外兩個(gè)頂點(diǎn)。則(　　)A．a點(diǎn)和b點(diǎn)的電勢(shì)相等B．a點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等C．a點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同D．將負(fù)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電勢(shì)能增加9．一長(zhǎng)為L的絕緣細(xì)線，一端固定于O點(diǎn)，另一端拴一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球，處于如圖所示的水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。開(kāi)始時(shí)，將線與小球拉成水平，小球靜止在A點(diǎn)，釋放后小球由靜止開(kāi)始向下擺動(dòng)，當(dāng)細(xì)線轉(zhuǎn)過(guò)60°角時(shí)，小球到達(dá)B點(diǎn)速度恰好為零。試求：(重力加速度為g)(1)A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB；(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小。
例1．(多選)【答案】AC【解析】沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來(lái)越低，所以A點(diǎn)電勢(shì)最高，C點(diǎn)電勢(shì)最低，A正確；電場(chǎng)線越密集的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng)，由圖可知，C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最強(qiáng)，A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最弱，B錯(cuò)誤；由于BC間的電場(chǎng)強(qiáng)度大于AB間的電場(chǎng)強(qiáng)度，由U＝Ed可知，UAB＜UBC，C正確，D錯(cuò)誤。例2．【答案】A【解析】要使靜電計(jì)的指針張開(kāi)角度增大些，必須使靜電計(jì)金屬球和外殼之間的電勢(shì)差增大，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后，將A、B兩極板分開(kāi)些，電容器的帶電量不變，電容減小，電勢(shì)差增大，A正確；保持開(kāi)關(guān)S閉合，將A、B兩極板分開(kāi)或靠近些，靜電計(jì)金屬球和外殼之間的電勢(shì)差不變，B、C錯(cuò)誤；保持開(kāi)關(guān)S閉合，將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向右或向左移動(dòng)，靜電計(jì)金屬球和外殼之間的電勢(shì)差不變，D錯(cuò)誤。1．【答案】D【解析】電場(chǎng)線密集處場(chǎng)強(qiáng)大，電勢(shì)不一定高，A錯(cuò)誤；沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，但場(chǎng)強(qiáng)不一定減小，B錯(cuò)誤；正電荷在電勢(shì)高處具有較大電勢(shì)能，但對(duì)于負(fù)電荷，此現(xiàn)象正好相反，C錯(cuò)誤；場(chǎng)強(qiáng)大小與電勢(shì)高低無(wú)必然關(guān)系，D正確。2．【答案】A【解析】圖中P點(diǎn)電場(chǎng)線密，電場(chǎng)強(qiáng)度大，EP＞EQ，沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低，φP＞φQ。3．(多選)【答案】CD【解析】a點(diǎn)的等勢(shì)面比b點(diǎn)的稀疏，故a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的小，而且兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向也不同，A項(xiàng)錯(cuò)誤；c點(diǎn)電勢(shì)低于d點(diǎn)，正電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，即正電荷向高電勢(shì)處移動(dòng)，靜電力做負(fù)功，B項(xiàng)錯(cuò)誤；a點(diǎn)電勢(shì)低于c點(diǎn)，從a到c，把負(fù)電荷移向高電勢(shì)處，靜電力做正功，C項(xiàng)正確；從e沿題圖中虛線到f，電勢(shì)先變低后變高，故沿此方向移動(dòng)正電荷，靜電力先做正功后做負(fù)功，電勢(shì)能先減小后增大，D項(xiàng)正確。 4．【答案】C【解析】電容器充電后再斷開(kāi)S，其所帶電荷量Q不變，由C∝可知，d增大時(shí)，C變小，又U＝，所以U變大；由于E＝，U＝＝，所以E＝，故d增大時(shí)，E不變。選項(xiàng)C正確。5．【答案】B【解析】由帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，結(jié)合曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知帶電粒子所受的靜電力方向，因?yàn)殡妶?chǎng)線的方向不確定，故不能判斷帶電粒子帶電的性質(zhì)，故A錯(cuò)誤；由電場(chǎng)線的疏密可知，a加速度將減小，b加速度將增大，故B正確；因?yàn)槭欠莿驈?qiáng)電場(chǎng)，故MN兩點(diǎn)電勢(shì)差并不等于NQ兩點(diǎn)電勢(shì)差，故C錯(cuò)誤；因?yàn)榈葎?shì)線1與2之間的電場(chǎng)強(qiáng)度比2與3之間的電場(chǎng)強(qiáng)度要大，故1、2之間的電勢(shì)差要大于2、3之間的電勢(shì)差，但兩粒子的帶電荷量大小不確定，故無(wú)法比較動(dòng)能變化量的大小，故D錯(cuò)誤。6．(多選)【答案】BCD【解析】由E＝知，B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，A錯(cuò)誤；因無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，所以負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電勢(shì)為負(fù)，正點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電勢(shì)為正，結(jié)合題圖可知，Q1為負(fù)電荷，Q2為正電荷，B正確；由題圖可知，電勢(shì)零點(diǎn)離D點(diǎn)較近，故Q1電荷量一定大于Q2電荷量，C正確；將電子沿x軸從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，電勢(shì)一直升高，電子的電勢(shì)能一直減小，靜電力一直做正功，D正確。7．【答案】D【解析】若保持下極板不動(dòng)，將上極板向下移動(dòng)一小段距離，根據(jù)C＝可知，C變大；根據(jù)Q＝CU可知，在Q一定的情況下，兩極板間的電勢(shì)差減小，則靜電計(jì)指針偏角θ減??；根據(jù)E＝，Q＝CU，C＝聯(lián)立可得E＝，可知E不變；P點(diǎn)離下極板的距離不變，E不變，則P點(diǎn)與下極板的電勢(shì)差不變，P點(diǎn)的電勢(shì)不變，故Ep不變；由以上分析可知，選項(xiàng)D正確。8．(多選)【答案】BC【解析】b點(diǎn)距q近，a點(diǎn)距－q近，則b點(diǎn)的電勢(shì)高于a點(diǎn)的電勢(shì)，A錯(cuò)誤；如圖所示，a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度可視為E3與E4、E1與E2的合場(chǎng)強(qiáng)。其中E1∥E3，E2∥E4，且知E1＝E3，E2＝E4，故合場(chǎng)強(qiáng)Ea與Eb大小相等、方向相同，B、C正確；由于φa＜φb，負(fù)電荷從低電勢(shì)移至高電勢(shì)過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，D錯(cuò)誤。9．【解析】(1)小球由A到B過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：mgLsin 60°＋qUAB＝0解得：UAB＝－。(2)根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，可得：E＝＝。

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