2020-2021学年下学期高一物理新教材暑假训练6 静电场中的能量 WORD版含解析.docx

1、暑假训练06静电场中的能量1静电计是在验电器的基础上制成的，用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小。如图所示，A、B是平行板电容器的两个金属板，G为静电计。开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度，为了使指针张开的角度增大些，下列采取的措施可行的是()A断开开关S后，将A、B两极板分开些B保持开关S闭合，将A、B两极板分开些C保持开关S闭合，将A、B两极板靠近些D保持开关S闭合，将变阻器滑动触头向右移动2半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m、带正电荷的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，如图所示。珠子所受静电力是重力的。将珠子从环上的最低点A由静止释放(

2、重力加速度为g)，则：(1)珠子所能获得的最大动能是多少？(2)珠子对圆环的最大压力是多少？一、单项选择题1下列说法中正确的是()A电场线密集处场强大，电势高B沿电场线方向场强减小，电势降低C在电势高处电荷具有的电势能也大D场强为零处，电势不一定为零2如图所示，在粗糙的水平面上固定一个点电荷Q，在M点无初速度释放一个带有恒定电荷量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点停止，则从M到N的过程中，下列说法错误的是()A小物块所受的静电力逐渐减小B小物块具有的电势能逐渐减小CM点的电势一定高于N点的电势D小物块电势能的减少量一定等于克服摩擦力做的功3某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场

3、强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为P和Q，则()AEPEQ，PQBEPEQ，PQCEPQDEPEQ，PACBA、B、C三点的场强大小关系为ECEBEAC粒子从A点经B点运动到C点，电势能先增加后减少D粒子从A点经B点运动到C点，静电力先做正功后做负功5水平放置的平行金属板A、B连接一恒定电压，两个质量相等的电荷M和N同时分别从极板A的边缘和两极板的正中间沿水平方向进入板间电场，两电荷恰好在板间某点相遇，如图所示。若不考虑电荷的重力和它们之间的相互作用，则下列说法正确的是()A电荷M的比荷大于电荷N的比荷B两电荷在电场中运动的加速度相等C从两电荷进入电场到两电荷相遇，静电力对电荷M做的功等于

4、静电力对电荷N做的功D电荷M进入电场的初速度大小与电荷N进入电场的初速度大小一定相同二、多项选择题6位于A、B处的两个带有不等量负电荷的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，相邻等势线间电势差相等，则()Aa点和b点的电场强度相同B正电荷从c点移到d点，静电力做正功C负电荷从a点移到c点，静电力做正功D正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电势能先减小后增大7平行板A、B组成电容器，充电后与静电计相连，要使静电计指针张角变大，下列措施可行的是()AA板向上移动BB板向右移动CA、B板间插入电介质D减少极板上的电荷量8如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相等

5、，实线为一个带负电的质点仅在静电力作用下通过该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点。下列说法中正确的是()A三个等势面中，等势面c的电势最低B带电质点一定是从Q点向P点运动C带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时大D带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小9两个点电荷Q1和Q2固定在x轴上O、D两点，两者之间连线上各点电势高低如图中曲线所示(OBBD)，取无穷远处电势为零，由图可知()AB点电场强度为零BQ1为负电荷，Q2为正电荷CQ1电荷量一定大于Q2电荷量D将电子沿x轴从A点移到C点，静电力一直做正功10如图，电荷量分别为q和q(q0)的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两

6、个顶点。则()Aa点和b点的电势相等Ba点和b点的电场强度大小相等Ca点和b点的电场强度方向相同D将负电荷从a点移到b点，电势能增加三、计算题11一长为L的绝缘细线，一端固定于O点，另一端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中。开始时，将线与小球拉成水平，小球静止在A点，释放后小球由静止开始向下摆动，当细线转过60角时，小球到达B点速度恰好为零。试求：(重力加速度为g)(1)A、B两点的电势差UAB；(2)匀强电场的场强大小。12电荷量为q1104 C的带正电小物块置于粗糙的绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向的匀强电场，场强E与时间t的关系及物块速度v与时间t的

7、关系分别如图甲、乙所示，若重力加速度g取10 m/s2，求：(1)物块的质量m；(2)物块与水平面之间的动摩擦因数；(3)物块运动2 s过程中，其电势能的改变量。13一束电子流经U15000 V的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，两极板间电压U2400 V，两极板间距d2.0 cm，板长L15.0 cm。(1)求电子在两极板间穿过时的偏移量y；(2)若平行板的右边缘与屏的距离L25.0 cm，求电子打在屏上的位置与中心O的距离Y(O点位于平行板水平中线的延长线上)。答案与解析1【答案】A【解析】要使静电计的指针张开角度增大些，必须使静电计金属球和外壳之间的

8、电势差增大，断开开关S后，将A、B两极板分开些，电容器的带电量不变，电容减小，电势差增大，A正确；保持开关S闭合，将A、B两极板分开或靠近些，静电计金属球和外壳之间的电势差不变，B、C错误；保持开关S闭合，将滑动变阻器滑动触头向右或向左移动，静电计金属球和外壳之间的电势差不变，D错误。2【解析】(1)因qEmg，所以静电力与重力的合力F合与竖直方向的夹角满足tan ，故37；如图所示，设OB与竖直方向的夹角为，则B点为等效最低点，珠子由A点静止释放后从A到B过程中做加速运动，珠子在B点动能最大，对圆环的压力最大。由动能定理得qErsin mgr(1cos )Ekm解得Ekmmgr。(2)设珠子

9、在B点受圆环弹力为FN，有FNF合m则FNF合mmgmg由牛顿第三定律得珠子对圆环的最大压力为mg。一、单项选择题1【解析】电场线密集处场强大，电势不一定高，A错误；沿电场线方向电势降低，但场强不一定减小，B错误；正电荷在电势高处具有较大电势能，但对于负电荷，此现象正好相反，C错误；场强大小与电势高低无必然关系，D正确。【答案】D2【解析】小物块在从M运动到N的过程中，一定受到向右的摩擦力，所以库仑力一定向左。随着由M运动到N，离电荷Q距离越来越大，所以小物块受到的静电力即库仑力一定减小，A正确；由动能定理可得mgxWE0，即WEmgx，静电力做正功，小物块具有的电势能减小，其减少量等于克服滑

10、动摩擦力做的功值，B、D正确；因点电荷Q的电性未知，不能判断M、N两点电势的高低，C错误。【答案】C3【解析】图中P点电场线密，电场强度大，EPEQ，沿电场线的方向电势降低，PQ。【答案】A4【解析】由题图vt图像知道带电粒子在0t0时间内做减速运动，静电力做负功，电势能增大；在t03t0时间内做反方向加速运动，静电力做正功，电势能减小，选项C正确，D错误；因为不知道带电粒子电性，本题中无法判断电势的高低，选项A错误；图像中斜率表示带电粒子的加速度，qEma，可知A、B、C三点中EB最大，选项B错误。【答案】C5【解析】若两板间电压为U，间距为d，长为L。则由题意：vNtvMtLt2t2由式分

11、析得vM、vN不一定相同，D错误；由式分析得，A正确；由进一步分析可得两个电荷的加速度aMaN，静电力对电荷所做的功WMWN，B、C错误。【答案】A二、多项选择题6【解析】a点的等势面比b点的稀疏，故a点的电场强度比b点的小，而且两点场强方向也不同，A项错误；c点电势低于d点，正电荷从c点移到d点，即正电荷向高电势处移动，静电力做负功，B项错误；a点电势低于c点，从a到c，把负电荷移向高电势处，静电力做正功，C项正确；从e沿题图中虚线到f，电势先变低后变高，故沿此方向移动正电荷，静电力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，D项正确。【答案】CD7【解析】A板向上移动，正对面积S减小，或B板向右

12、移动，距离d增大，根据C，电容C均减小，由U知电势差U变大，静电计指针偏转角度增大，A、B正确；A、B板间插入电介质，相对介电常数r增大，根据C，电容C增大，则U知电势差U变小，静电计指针偏转角度减小，C错误；由U得，减小电荷量Q，电势差U变小，静电计指针偏转角度减小，D错误。【答案】AB8【解析】根据轨迹弯曲的方向和负电荷可知，电场线向上，故c点电势最低，故A正确；根据已知条件无法判断粒子的运动方向，故B错误；等差等势面P处密，P处电场强度大，静电力大，加速度大，C正确；负电荷在电势高处电势能小动能大，故D正确。【答案】ACD9【解析】由E知，B点的电场强度不为零，A错误；因无穷远处电势为零

13、，所以负点电荷电场中的电势为负，正点电荷电场中的电势为正，结合题图可知，Q1为负电荷，Q2为正电荷，B正确；由题图可知，电势零点离D点较近，故Q1电荷量一定大于Q2电荷量，C正确；将电子沿x轴从A点移到C点，电势一直升高，电子的电势能一直减小，静电力一直做正功，D正确。【答案】BCD10【解析】b点距q近，a点距q近，则b点的电势高于a点的电势，A错误；如图所示，a、b两点的电场强度可视为E3与E4、E1与E2的合场强。其中E1E3，E2E4，且知E1E3，E2E4，故合场强Ea与Eb大小相等、方向相同，B、C正确；由于ab，负电荷从低电势移至高电势过程中，电场力做正功，电势能减少，D错误。【

14、答案】BC三、计算题11【解析】(1)小球由A到B过程中，由动能定理得mgLsin 60qUAB0，所以UAB。(2)根据匀强电场中电势差与电场强度的关系，可得E。12【解析】由题图可知E13104 N/C，E22104 N/C，a12 m/s2E1qmgma1E2qmg0由代入数据得m0.5 kg，0.4EpE1ql1E2ql2(31041104212104110421) J7 J。电势能减少7 J。13【解析】(1)加速过程，由动能定理得eU1mv进入偏转电场，电子在平行于极板的方向上做匀速运动，L1v0t在垂直于极板的方向上做匀加速直线运动，加速度为a偏移距离yat2联立解得y0.25 cm。(2)如图，由几何关系知得Y()y代入数据得Y0.75 cm。