第十章 靜電場中的能量 章末檢測題 一、單選題 1．如圖所示，在正四面體的A、B兩點固定兩等量異種點電荷，其中E、F、G分別為AB、BC、CD的中點，則關(guān)于C、D、E、F、G五點的場強和電勢說法正確的是（????） A．C、D兩點的電勢相等，場強大小相等，方向不同 B．D、G兩點的電勢相等，場強大小不等，方向相同 C．E、G兩點的電勢不等，場強大小不等，方向相同 D．E、F兩點的電勢不等，場強大小相等，方向不同 2．如圖所示，真空中有兩個點電荷C和C。分別固定在x坐標軸的和的位置上。以下說法正確的是（　　） ?? A．兩個點電荷間某點的電場強度為零 B．（6cm，12cm）區(qū)域內(nèi)電場強度的方向沿x軸正方向 C．電子在兩個點電荷之間向右運動時，電勢能先增大后減小 D．電子從位置向右運動時，電勢能先減小后增大 3．某電場等勢面分布情況如圖所示，A、B分別為場中兩點，一帶電粒子在此電場中的軌跡如虛線所示，下列判斷正確的是（　　） A．帶電粒子帶負電 B．帶電粒子在B點的加速度大于在A點的加速度 C．帶電粒子運動到B點的速度大于在A點的速度 D．負的點電荷在B點由靜止釋放，只在電場力的作用下電荷將沿著等勢面e運動 4．避雷針是利用尖端放電原理保護建筑物避免雷擊的一種設(shè)施。雷雨天當帶有負電的烏云飄過一棟建筑物上空時，避雷針的頂端通過靜電感應(yīng)會帶上大量電荷，在避雷針周圍形成電場。圖中虛線為避雷針周圍的等勢線，相鄰兩等勢線間的電勢差相等。則（　?。? A．避雷針附近的電場是勻強電場 B．避雷針的頂端帶負電 C．a(chǎn)、b、c、d四個等勢面中，a的電勢最低 D．一帶負電的雨滴從烏云中落下，電場力做負功 5．如圖所示，將一個半徑為r的不帶電的金屬球放在絕緣支架上，金屬球的右側(cè)放置一個電荷量為Q的帶正電的點電荷，點電荷到金屬球表面的最近距離也為r。由于靜電感應(yīng)在金屬球上產(chǎn)生感應(yīng)電荷。設(shè)靜電力常量為k。則關(guān)于金屬球內(nèi)的電場以及感應(yīng)電荷的分布情況，以下說法中正確的是（　　） ?? A．金屬球的球心處電場強度大小為 B．感應(yīng)電荷在金屬球球心處激發(fā)的電場場強，方向向右 C．感應(yīng)電荷全部分布在金屬球的表面上 D．金屬球右側(cè)表面的電勢高于左側(cè)表面 6．沿著x軸的一電場的圖像如圖甲所示，沿著x軸的另一電場的圖像如圖乙所示，下列說法不正確的是（　?。? A．甲圖中，至電場的方向沿著x軸的負方向 B．甲圖中，O至電場強度的大小為 C．乙圖中，O至電場的方向沿著x軸的負方向，至電場的方向沿著x軸的正方向 D．乙圖中，坐標原點O處與處之間的電勢差為 7．如圖所示，在勻強電場中有直角三角形BOC，電場方向與三角形所在平面平行，若三角形三頂點處的電勢分別為φ0=4.5V、φB=0V、φC=9V，且邊長，，則下列說法中正確的是（　?。??? A．電場強度的大小為 B．一個電子在O點由靜止釋放后會做曲線運動 C．電場強度的大小為100V/m D．一個電子在O點由靜止釋放后會沿直線OB運動 8．如圖所示的閉合電路中，A，B為豎直放置平行正對金屬板，兩板間距為d，D為理想二極管，R為滑動變阻器，A，B兩板間有一輕繩懸掛質(zhì)量為m，電荷量為的帶電小球，閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，細繩與豎直方向的夾角，已知重力加速度為g。小球始終不會碰到極板，下列說法正確的是（　?。??? A．兩極板間的電壓為 B．若僅將A板向左移動，帶電小球靜止時角大于 C．若僅將R的滑片右移，帶電小球靜止時角仍為 D．若將開關(guān)斷開，帶電小球靜止時角仍為 二、多選題 9．關(guān)于等量異種電荷和等量同種電荷的等差等勢面，下圖可能正確的是（　?。?A． B． C． D． 10．如圖所示，正六棱柱上下底面的中心為O和，A、D兩點分別固定等量異號的點電荷，下列說法正確的是（????） ?? A．點與點的電場強度大小相等 B．點與點的電場強度方向相同 C．點與點的電勢差小于點與點的電勢差 D．將試探電荷由F點沿直線移動到O點，其電勢能先增大后減小 11．已知兩點電荷M、N固定在x軸上的-3x、3x處，其中A、B、C為x軸上的三點，坐標值為-2x、x、2x，B點的切線水平，已知點電荷在空間某點的電勢為，Q為場源電荷的電荷量，r為某點到場源電荷的間距，A點的電勢為φ0。則下列說法正確的是（　?。??? A．M、N為異種電荷 B． C．B點的電勢為 D． 12．如圖所示的兩個平行板電容器水平放置，A板用導(dǎo)線與板相連，B板和板都接地。已知A板帶正電，在右邊電容器間有一個帶電油滴N處于靜止狀態(tài)。AB間電容為，電壓為，帶電量為；間電容為，電壓為，帶電量為，若將左邊電容器間的絕緣介質(zhì)抽出，則（　?。??? A．減小，增大 B．減小，增大 C．減小，增大 D．N原來所在位置處的電勢升高且N向上運動 三、實驗題 13．在“用傳感器觀察電容器的充放電過程”實驗中，按圖1所示連接電路。電源電壓恒為6.0V，單刀雙擲開關(guān)S先跟2相接，某時刻開關(guān)改接1，一段時間后，把開關(guān)再改接2。實驗中使用了電流傳感器來采集電流隨時間的變化情況。 ?? （1）傳感器將電流信息傳入計算機，屏幕上顯示出電流隨時間變化的曲線。曲線與兩坐標軸圍成的面積代表電容器的______； A．電壓????B．電容????C．電量 （2）開關(guān)S先跟2相接，若由實驗得到的數(shù)據(jù)，在圖2中描出了12個點（用“×”表示），可以估算出當電容器兩端電壓為6.0V時該電容器所帶的電荷量約為______C，從而算出該電容器的電容約為______F；（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字） （3）在下列四個圖像中，表示充放電實驗過程中通過傳感器的電流隨時間變化的圖像和兩極板間的電壓隨時間變化的圖像，其中正確的有______。 ?? 14．電容儲能已經(jīng)在電動汽車，風(fēng)、光發(fā)電、脈沖電源等方而得到廣泛應(yīng)用。某同學(xué)設(shè)計圖甲所示電路，探究不同電壓下電容器的充、放電過程，器材如下： ?? 電容器C（額定電壓，電容標識不清）； 電源E（電動勢，內(nèi)阻不計）； 電阻箱（阻值）； 滑動變阻器（最大阻值，額定電流）； 電壓表V（量程，內(nèi)阻很大）； 發(fā)光二極管，開關(guān)，電流傳感器，計算機，導(dǎo)線若干。 ?? 回答以下問題： （1）按照圖甲連接電路，閉合開關(guān)，若要升高電容器充電電壓，滑動變阻器滑片應(yīng)向___________端滑動（填“a”或“b”）。 （2）調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片位置，電壓表表盤如圖乙所示，示數(shù)為___________V（保留1位小數(shù)）。 （3）繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片位置，電壓表示數(shù)為時，開關(guān)擲向1，得到電容器充電過程的圖像，如圖丙所示。借鑒“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中估算油膜面積的方法，根據(jù)圖像可估算出充電結(jié)束后，電容器存儲的電荷量為___________C（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。 （4）本電路中所使用電容器的電容約為___________F（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。 （5）電容器充電后，將開關(guān)擲向2，發(fā)光二極管___________（填“”或“”）閃光。 四、解答題 15．如圖所示，在平面直角坐標系中，有方向平行于坐標平面的勻強電場，坐標系內(nèi)有A、B兩點，其中A點坐標為（6cm，0），B點坐標為（0，cm），坐標原點O處的電勢為0，A點的電勢為8 V，B點的電勢為4 V。求： （1）圖中C處（3cm，0）的電勢； （2）勻強電場的場強大小。 ?? 16．如圖所示，三個可視為質(zhì)點的物塊A、B、C置于絕緣水平面上，A與B靠在一起，C靠在固定絕緣擋板上，A始終不帶電，B、C的電荷量分別為、且保持不變，A、B質(zhì)量分別為。開始時A、B恰好保持靜止，B、C間的距離為?，F(xiàn)給A施加一水平向右的拉力F（F為未知量），使A向右做加速度大小為的勻加速直線運動，經(jīng)過一段時間，拉力F由變力變?yōu)楹懔ΑＲ阎o電力常量為，重力加速度大小為，A、B與水平面之間的動摩擦因數(shù)相同，最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力大小。求 （1）A、B與水平面之間的動摩擦因數(shù)； （2）拉力由變力變?yōu)楹懔π枰臅r間； （3）若在時間內(nèi)電場力對B做的功為，則此過程中拉力F對A做的功。 ?? 17．如圖所示，傾角為60°的光滑斜面通過C處一小段可忽略的圓弧與半徑為r，圓心為O的光滑半圓管相連接，C為圓管的最低點，D為最高點，在空間CD左側(cè)存在大小未知方向水平向左的勻強電場，現(xiàn)將一質(zhì)量為m電荷量為的絕緣小球從斜面頂端A點由靜止開始下滑，運動到斜面底端C點進入細管內(nèi)（圓管內(nèi)徑略大于小球的直徑），經(jīng)豎直半圓管最高點D后落到斜面的某點H，已知小球在C點時對圓管的壓力為5mg，斜面AC的長度，重力加速度為g，則： （1）小球到達D點時的速度大小 （2）場強E的大小 （3）小球從D點到H點的時間 18．如圖甲所示，某裝置由金屬圓板（序號為0）、八個橫截面積相同的金屬圓筒、平行金屬板和熒光屏構(gòu)成，八個圓筒依次排列，長度照一定的規(guī)律依次增加，則筒的中心軸線，平行金屬板的中心線和熒光屏的中心Q在同一直線上，序號為奇數(shù)的圓筒和下金屬板與交變電源的一個極相連，序號為偶數(shù)的圓筒和上金屬板與該電源的另一個極相連。交變電源兩極間電勢差的變化規(guī)律如圖乙所示，電壓的絕對值為，周期為T。時，位于和偶數(shù)圓筒相連的金屬圓板中央的一個電子，在圓板和圓筒1之間的電場中由靜止開始加速，沿中心軸線沖進圓筒1，電子到達圓筒各個間隙的時刻，恰好是該間隙的電場強度變?yōu)橄蜃蟮臅r刻，電子通過間隙的時間可以忽略不計。電子離開金屬圓筒8后立即進入兩平行金屬板之間，離開平行金屬板之間的電場，做勻速直線運動，直至打到熒光屏上某位置。已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，不計重力兩平行金屬板之間的距離為d，忽略邊緣效應(yīng)。求： （1）第六個金屬圓筒的長度； （2）電子在整個運動過程中最大速度的大小； （3）電子打在熒光屏上的位置到O點的距離。 ??

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