(高二)物理人教选修3—1第一章 静电场含答案

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(高二)物理人教选修3—1第一章 静电场含答案

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(高二)物理人教选修3—1第一章
静电场含答案
人教选修3—1第一章
静电场
1、如图所示,用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒,靠近不带电验电器的金属小球a,然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒,这时验电器小球a和金箔b的带电情况是(  )
A.a、b均带正电
B.a、b均带负电
C.a带正电,b带负电
D.a带负电,b带正电
2、 (双选)下列关于点电荷的说法中正确的是(  )
A.无论两个带电体多大,只要它们之间的距离远大于它们的大小,这两个带电体就可以看作点电荷
B.一个带电体只要它的体积很小,则在任何情况下,都可以看作点电荷
C.一个体积很大的带电体,在任何情况下,都不能看作点电荷
D.两个带电的金属小球,不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理
3、一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的。关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)(  )
A   B   C   D
4、(双选)下列关于电势高低的判断,正确的是(  )
A.负电荷从A移到B时,静电力做正功,A点的电势一定较高
B.负电荷从A移到B时,电势能增加,A点的电势一定较低
C.正电荷从A移到B时,电势能增加,A点的电势一定较低
D.正电荷只在静电力作用下由静止开始从A移到B,A点的电势一定较高
5、一个带正电的质点所带电荷量q=2.0×10-9
C,在静电场中由a点移到b点,在这一过程中,除电场力外,其他力做的功是6.0×10-5J,质点的动能增加了8.0×10-5J,则a、b两点间的电势差Uab为(  )
A.1×104
V
B.3×104
V
C.4×104
V
D.7×104
V
6、(双选)如图所示,A、B两板间电压为600
V,A板带正电并接地,A、B两板间距离为12
cm,C点离A板4
cm,下列说法正确的是(  )
A.E=2
000
V/m,φC=200
V
B.E=5
000
V/m,φC=-200
V
C.电子在C点具有的电势能为-200
eV
D.电子在C点具有的电势能为200
eV
7、生活中为了避免火花放电的危害,会采取一些措施,下列哪些情况属于避免火花放电(  )
A.运油车的尾部有一条铁链接触到地面
B.电子打火机点火时
C.发电厂排放废气时先进行静电除尘
D.为了油漆较均匀采用静电喷涂
8、下列带电体能否视为点电荷的说法正确的是(  )
A.电子和质子在任何情况下都可视为点电荷
B.在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷
C.带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷
D.带电的金属球一定不能视为点电荷
9、(双选)图(a)中AB是一个点电荷电场中的一条电场线,图(b)则是放在电场线上a、b处的试探电荷的电荷量与所受电场力的值之间的函数关系图线,则下列情况可能的是(  )
(a)    (b)
A.场源是正电荷,位于A点
B.场源是正电荷,位于B点
C.场源是负电荷,位于A点
D.场源是负电荷,位于B点
10、某位移式传感器的原理示意图如图所示,E为电源,R为电阻,平行金属板A、B和介质P构成电容器,当可移动介质P向左匀速移出的过程中(  )
A.电容器的电容变大
B.电容器的电荷量保持不变
C.M点的电势比N点的电势低
D.流过电阻R的电流方向从M到N
11、一束正离子以相同的速率从同一位置,沿垂直于电场方向飞入匀强电场中,所有离子的运动轨迹都是一样的,这说明所有粒子(  )
A.都具有相同的质量
B.都具有相同的电荷量
C.具有相同的荷质比
D.都是同一元素的同位素
12、为了使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线由A点匀速运动到B点,必须对该电荷施加一个恒力F。如图所示,若AB=0.4
m,θ=37°,q=-3.0×10-7C,F=1.5×10-4
N,A点电势φA=100
V。(不计电荷所受到的重力)
(1)在图中用实线画出电场线,用虚线画出通过A、B两点的等势线,并标明它们的电势;
(2)求q由A点运动到B点的过程中电势能的改变量。
13、如图所示是一个示波管工作原理图,电子经电压U1=4.5×103
V加速后以速度v0沿两极板的中线进入电压U2=180
V,间距为d=1.0
cm,板长l=5
cm的平行金属板组成的偏转电场,离开电场后打在距离偏转电场s=10
cm的屏幕上的P点,(e=1.6×10-19
C,m=0.9×10-30
kg)求:
(1)电子进入偏转电场时的速度v0;
(2)射出偏转电场时速度的偏角tan
θ;
(3)打在屏幕上的侧移位移OP。
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静电场含答案
人教选修3—1第一章
静电场
1、如图所示,用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒,靠近不带电验电器的金属小球a,然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒,这时验电器小球a和金箔b的带电情况是(  )
A.a、b均带正电
B.a、b均带负电
C.a带正电,b带负电
D.a带负电,b带正电
A [毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,靠近验电器金属小球a,发生静电感应,用手指接触金属杆的瞬间,电子从金属杆转移到地球上,故拿开橡胶棒后,小球a和金箔b都带正电,A正确。]
2、 (双选)下列关于点电荷的说法中正确的是(  )
A.无论两个带电体多大,只要它们之间的距离远大于它们的大小,这两个带电体就可以看作点电荷
B.一个带电体只要它的体积很小,则在任何情况下,都可以看作点电荷
C.一个体积很大的带电体,在任何情况下,都不能看作点电荷
D.两个带电的金属小球,不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理
AD [无论两带电体自身大小怎样,当两带电体之间的距离远大于它们的大小时,带电体本身的大小对于所研究的问题影响很小,可把带电体看作点电荷,选项A正确,而选项C错误;尽管带电体很小,但两带电体相距很近,以至于本身的大小和形状对问题的影响不能忽略,两带电体也不能被看作点电荷,选项B错误;两个带电金属小球,若离的很近,两球所带的电荷在静电力作用下会分布不均,电荷的分布影响到静电力的大小,若带同种电荷,相互排斥,等效的点电荷间距大于球心距离;若带异种电荷,相互吸引,等效的点电荷间距小于球心距离,因此,选项D正确。]
3、一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的。关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)(  )
A   B   C   D
D [电荷做曲线运动,电场力与速度方向不在同一直线上,应指向轨迹弯曲的内侧,不可能沿轨迹的切线方向,则场强也不可能沿轨迹的切线方向,故A错误。负电荷所受的电场力方向与场强方向相反,选项B中电场力方向与速度方向的夹角为锐角,电场力做正功,电荷的速率增大,与题不符,故B错误。选项C中场强方向指向轨迹的内侧,则电场力指向轨迹的外侧,电荷的轨迹应向上弯曲,不可能沿如图的轨迹运动,故C错误。选项D中场强方向指向轨迹的外侧,则电场力指向轨迹的内侧,而且电场力方向与电荷的速度方向成钝角、电场力做负功,电荷的速率减小,符合题意,故D正确。]
4、(双选)下列关于电势高低的判断,正确的是(  )
A.负电荷从A移到B时,静电力做正功,A点的电势一定较高
B.负电荷从A移到B时,电势能增加,A点的电势一定较低
C.正电荷从A移到B时,电势能增加,A点的电势一定较低
D.正电荷只在静电力作用下由静止开始从A移到B,A点的电势一定较高
CD [根据静电力做功和电势能变化的关系,不管是正电荷还是负电荷,只要静电力做正功,电势能就减少,只要静电力做负功,电势能就增加;正、负电荷在电势高低不同的位置具有的电势能不同,正电荷在电势高处具有的电势能大,负电荷在电势低处具有的电势能大,选项C、D正确。]
5、一个带正电的质点所带电荷量q=2.0×10-9
C,在静电场中由a点移到b点,在这一过程中,除电场力外,其他力做的功是6.0×10-5J,质点的动能增加了8.0×10-5J,则a、b两点间的电势差Uab为(  )
A.1×104
V
B.3×104
V
C.4×104
V
D.7×104
V
A [以带正电的质点为研究对象,根据动能定理有Wab+W其他=ΔEk①
又Wab=qUab②
由①②两式解得
Uab==
V=1.0×104
V,故选项A正确。]
6、(双选)如图所示,A、B两板间电压为600
V,A板带正电并接地,A、B两板间距离为12
cm,C点离A板4
cm,下列说法正确的是(  )
A.E=2
000
V/m,φC=200
V
B.E=5
000
V/m,φC=-200
V
C.电子在C点具有的电势能为-200
eV
D.电子在C点具有的电势能为200
eV
BD [A板接地,则其电势为零,又因为A、B两板间的电压为600
V,则B板电势为-600
V,由此知C点电势为负值,则A、B两板间场强E==600
V/12
cm=50
V/cm=5
000
V/m,φC=EdC=50
V/cm×(-4
cm)=-200
V,选项A错误,B正确;电子在C点具有的电势能为200
eV,选项C错误,D正确。]
7、生活中为了避免火花放电的危害,会采取一些措施,下列哪些情况属于避免火花放电(  )
A.运油车的尾部有一条铁链接触到地面
B.电子打火机点火时
C.发电厂排放废气时先进行静电除尘
D.为了油漆较均匀采用静电喷涂
A [油罐车上的搭地铁链是为了把产生的静电导走,避免火花放电造成的危害,故A正确;电子打火机点火时,发电厂排放废气时先进行静电除尘以及为了油漆较均匀采用静电喷涂,这些都是利用了放电原理,则选项B、C、D错误。]
8、下列带电体能否视为点电荷的说法正确的是(  )
A.电子和质子在任何情况下都可视为点电荷
B.在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷
C.带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷
D.带电的金属球一定不能视为点电荷
C [电子和质子在研究的范围非常小,可以与它的大小差不多时,不能看作点电荷,故A错误;在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体在一定的条件下可视为点电荷,故B错误;带电的细杆在它的大小相比与研究的范围来说可以忽略不计时,可以视为点电荷,故C正确;带电的金属球在它的大小相比与研究的范围来说可以忽略不计时,可以视为点电荷,故D错误。]
9、(双选)图(a)中AB是一个点电荷电场中的一条电场线,图(b)则是放在电场线上a、b处的试探电荷的电荷量与所受电场力的值之间的函数关系图线,则下列情况可能的是(  )
(a)    (b)
A.场源是正电荷,位于A点
B.场源是正电荷,位于B点
C.场源是负电荷,位于A点
D.场源是负电荷,位于B点
AC [解题的关键是弄清图象的物理意义。根据电场强度的定义式E=可知,F?q图象的斜率大小的物理意义就是电场强度E的大小,则Ea>Eb。再由点电荷的场强公式E=k可知,E∝,可得ra10、某位移式传感器的原理示意图如图所示,E为电源,R为电阻,平行金属板A、B和介质P构成电容器,当可移动介质P向左匀速移出的过程中(  )
A.电容器的电容变大
B.电容器的电荷量保持不变
C.M点的电势比N点的电势低
D.流过电阻R的电流方向从M到N
D [当可移动介质P向左匀速移出的过程中,介电常数减小,电容器电容变小,选项A错误;电容器的电压等于电源电动势不变,电荷量Q=CU减小,选项B错误;电容器放电,电流方向M→R→N,M点的电势比N点的电势高,选项C错误,D正确。]
11、一束正离子以相同的速率从同一位置,沿垂直于电场方向飞入匀强电场中,所有离子的运动轨迹都是一样的,这说明所有粒子(  )
A.都具有相同的质量
B.都具有相同的电荷量
C.具有相同的荷质比
D.都是同一元素的同位素
C [由偏转距离y==
eq
\f(qEl2,2mv)可知,若运动轨迹相同,则水平位移相同,偏转距离y也应相同,已知E、l、v0是相同的,所以应有相同。]
12、为了使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线由A点匀速运动到B点,必须对该电荷施加一个恒力F。如图所示,若AB=0.4
m,θ=37°,q=-3.0×10-7C,F=1.5×10-4
N,A点电势φA=100
V。(不计电荷所受到的重力)
(1)在图中用实线画出电场线,用虚线画出通过A、B两点的等势线,并标明它们的电势;
(2)求q由A点运动到B点的过程中电势能的改变量。
[解析] (1)负电荷q由A点匀速运动到B点,说明负电荷q受到的静电力与力F大小相等,方向相反,故电场线方向与力F方向相同,等势线垂直于该点的电场线。
(2)负电荷由A点运动到B点的过程中,静电力所做的功为W=qE·AB·cos
θ=-F·AB·cos
θ=-1.5×10-4×0.4×0.8
J=-4.8×10-5J。
根据功能关系可知,电势能将增加4.8×10-5J。
根据W=q(φA-φB)得,B点电势为φB=φA-=-60
V。 
[答案] (1)见解析 (2)4.8×10-5
J
13、如图所示是一个示波管工作原理图,电子经电压U1=4.5×103
V加速后以速度v0沿两极板的中线进入电压U2=180
V,间距为d=1.0
cm,板长l=5
cm的平行金属板组成的偏转电场,离开电场后打在距离偏转电场s=10
cm的屏幕上的P点,(e=1.6×10-19
C,m=0.9×10-30
kg)求:
(1)电子进入偏转电场时的速度v0;
(2)射出偏转电场时速度的偏角tan
θ;
(3)打在屏幕上的侧移位移OP。
[解析] (1)电子在加速电场中加速,由动能定理得:
eU1=mv-0
代入数据解得:v0=4×107
m/s。
(2)电子在偏转电场中做类平抛运动,在水平方向:l=v0t1,
在竖直方向上由牛顿第二定律得:a=
沿电场方向的速度:vy=at1
设射出偏转电场时速度的偏角为θ,则tan
θ=
代入数据解得:tan
θ=0.1。
(3)飞出电场时偏转量为:y1=at
代入数据解得:y1=0.25
cm,电子从偏转场穿出时,沿y方向的速度为vy,穿出后到达屏所经历的时间为t2,在此时间内电子在y方向移动的距离为y2,则运动时间:
t2=
竖直位移:y2=vyt2
故电子到达屏上时,它离O点的距离:y=y1+y2代入数据解得:y=1.25
cm。
[答案] (1)v0=4×107
m/s (2)tan
θ=0.1
(3)1.25
cm

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