人教版高二物理选修31静电场精选习题含详细解析

人教版高二物理选修3-1第一章静电场精选习题（含详细解析）一、单选题1．如图所示，竖直平面内的同心圆是一点电荷在真空中形成电场的一簇等势线，一正电小球从A点静止释放，沿直线到达C点时速度为零，以下说法正确的有A.此点电荷为负电荷B.场强EAEBECC.电势D.小球在A点的电势能小于在C点的电势能2．在点电荷Q的电场中，一个质子通过时的轨迹如图带箭头的线所示，a、b为两个等势面，则下列判断中正确的是()A.Q可能为正电荷，也可能为负电荷B.运动中．粒子总是克服电场力做功C.质子经过两等势面的动能kakbEED.质子在两等势面上的电势能papbEE3．2015年4月16日，中国南车设计制造的全球首创超级电容储能式现代电车在宁波下线，不久成为二三线城市的主要公交用车。这种超级电车的核心是我国自主研发．全球首创的“超级电容器”。如图所示，这种电容器安全性高，可反复充放电100万次以上，使用寿命长达十二年，且容量超大（达到9500F），能够在10s内完成充电，下列说法正确的是（）A．该“超级电容器”能储存电荷B．该“超级电容器”的电容随电压的增大而增大C．该“超级电容器”放电过程中把化学能转化为电能D．充电时电源的正极应接“超级电容器”的负极4．让质子和氘核的混合物沿着与电场垂直的方向进入匀强电场，要使它们最后偏转角相同，这些粒子进入电场时必须具有相同的（）A.初速度B.动能C.动量D.质量5．如图所示，平行板电容器经开关S与电池连接，电容器间有一点a，到上极板A距离恒定，S是闭合的，表示a点的电势，E表示电场强度，现保持A板不动，将B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则（）A.升高，E变大B.升高，E变小C.不变，E不变D.不变，E变小6．如图所示，在匀强电场中有直角三角形OBC，电场方向与三角形所在平面平行，若三角形三点处的电势分别用φO、φB、φC，已知φO＝0V，φB＝3V，φC＝6V，且边长OB3cm，OC6cm，则下列说法中正确的是A.匀强电场中电场强度的大小为2003V/m．B.匀强电场中电场强度的方向斜向下与OB夹角（锐角）为30°C.一个质子由B点运动到O点的过程中克服电场力做的功是3eVD.一个电子由C点运动到O点再运动到B点的过程中电势能减少了3eV7．平行板电容器两板间有匀强电场，其中有一个带电液滴处于静止，如图所示．当发生下列哪些变化时，液滴将向上运动()①将电容器的下极板稍稍上移；②将电容器的上极板稍稍上移；③将S断开，并把电容器的下极板稍稍向左水平移动；④将S断开，并把电容器的上极板稍稍下移．A.①③B.②④C.②③D.①④二、多项选择题8．关于静电场的以下说法中正确的是：（）A.沿电场线方向各点电势不可能相同；B.沿电场线方向电场强度一定是减小的；C.等势面上各点电场强度不可能相同；D.等势面上各点电场强度方向一定垂直于该等势面。9．如图所示，,是由电荷量分别为+6q和-q的两个点电荷组成的一个电荷系统，其中A、B是两点电荷所在位置，N、P、Q是AB连线上的三点，N点的电场强度为零。若规定无限远处的电势为零，则下列说法正确的是A.图中左侧A点为+6q的点电荷B.P点场强大于Q点场强C.P点电势高于Q点电势D.N点的电势大于零10．有一正四面体ABCD，如图，M、N分别是AB和CD的中点。现在A、B两点分别固定电荷量为+Q、-Q的点电荷，下列说法中正确的是（）A.将电荷+q从C点移到D点，电场力做正功，电荷的电势能降低B.将电荷-q从M点沿直线移到N点，电场力不做功，电荷的电势能不变C.C、D两点的电场强度相同D.M点的电场强度方向由A指向B三、解答题11．如图所示，一光滑斜面的直角点A处固定一带电量为+q，质量为m的绝缘小球。另一同样小球置于斜面顶点B处，已知斜面长为L，现把上部小球从B点从静止自由释放，球能沿斜面从B点运动到斜面底端C处（静电力常量为k，重力加速度为g）求：（1）小球从B处开始运动到斜面中点D处时的速度？（2）小球运动到斜面底端C处时，球对斜面的压力是多大？12．如图所示，在匀强电场中，有边长为L=2m的等边三角形ABC，其中O点为该三角形的中心，各点的电势分别为φA=2V，φB=4V，φC=6V，求：（1）O点的电势为多少？（2）该匀强电场的电场强度大小和方向．13．水平放置的两块平行金属板板长l＝5.0cm，两板间距d＝1.0cm，两板间电压为90V，且上板为正极板，一个电子沿水平方向以速度v0＝2.0×107m/s，从两板中间射入，如图所示，不计电子的重力，电子的质量为m＝9.0×10－31kg、电荷量为e＝－1.6×10－19C，求：(1)电子偏离金属板的侧位移是多少？(2)电子飞出电场时的速度大小是多少？(保留两位有效数字)(3)电子离开电场后，打在屏上的P点，若s＝10cm，求OP之长．14．．质量为m=5×10-8kg的带电微粒以v0=2m/s速度从水平放置的平行金属板A、B的中央水平飞入板间．已知板长L=10cm，板间距离d=2cm，当UAB=1.0×103V时，带电微粒恰好沿直线穿过平行金属板，（重力加速度g=10m/s2）求：（1）带电粒子带何种电荷？电荷量q多大？（2）若要带电粒子恰好从B板右端飞出，则AB间所加电压U1为多大？参考答案1．D【解析】小球由静止从A点释放，到达C点时速度为零，而小球受重力和电场力作用，由于重力竖直向下，故说明电场力一定竖直向上，故说明电场线向上，故点电荷带正电；故A错误；因点电荷的电场强度越靠近源电荷电场强度越大，则有：EA＜EB＜EC，故B错误；沿电场线的方向电势降落，故电势φA＜φB＜φC；故C错误；因由A到C过程中，电场力做负功，故电势能增加，小球在A点的电势能小于在C点的电势能，故D正确．故选D．点睛：本题考查点电荷电场的性质，要注意明确其电场线的分布，知道电场线的疏密表示场强大小，而电场线的方向表示场强方向，而沿电场线的方向电势降落．2．C【解析】试题分析：从粒子运动轨迹看出，轨迹向左弯曲，可知带电粒子受到了排斥力作用，从a到b过程中，电场力做负功，反之，远离Q的过程电场力做正功．可判断电势能的大小和动能大小以及Q的电性．正电荷受到了排斥力作用，所以Q的电性一定是正电荷，A错误；根据运动轨迹可知，带电粒子受到了排斥力作用，从a到b过程中，电场力做负功，反之，远离Q的过程电场力做正功，B错误；根据运动轨迹可知，带电粒子受到了排斥力作用，从a到b过程中，电场力做负功；因此动能减小即kakbEE，电势能增大即papbEE，C正确D错误．【答案】A【解析】试题分析：由题意可知，该“超级电容器”能储存电荷，故A正确；电容是由电容器本身的性质决定的，与电压和电量无关，故B错误；放电过程消耗的是内部的电场能而转化为电能，故C错误；充电时电源的正极要接电容器的正极，故D错误。考点：电容【名师点睛】本题考查电容器的性质，要注意明确电容器的电容由电容器本身决定，与电量和电压无关，充电电流由正极流入，故正极板要接电源的正极。4．B【解析】设带电粒子的质量为m，电量为q，匀强电场的场强大小为E，电场的宽度为L，初速度为v0，最后的偏转角为θ．带电粒子在垂直电场方向做匀速直线运动，L=v0t，所以；沿电场方向做匀加速直线运动，加速度；粒子离开电场时垂直于电场方向的分速度vy=at，则；联立解得：；质子和氘核的电量相等，θ相同时，则知mv02相等，初动能Ek0=mv02相等．比荷不等，初速度v0、质量不相等．动量不相等；故B正确，ACD错误．故选B．点睛：本题考查带电粒子在电场中类平抛运动问题，研究方法与平抛运动相似，采用运动的分解法，由动力学方法进行研究．5．B【解析】由于开关S闭合，且电容器两极板始终与电源的两极相连，故电容器两极板之间的电压ABU保持不变．随B极板下移，两极板之间的距离增大，根据=UEd，可知两极板之间的电场强度E减小；由于ABAaUEh，由于电场强度E减小，故AaU减小，由于ABAaaBUUU，所以aBU增大，由题图可知电源的负极接地，故B极板接地，所以B板的电势为0，即0B，又aBaBUUU，所以aBU升高．故选B．点睛：电容器的动态分析中首先应注意是否与电源相连，再根据电容的变化进行判断；对于本题应注意因下极间接地，故aB间的电势差大小即为a点的电势；因aB间的距离发生变化，不能直接由U=Ed进行判断，我们是先求得Aa间的电势差再求aB的间电势差．6．B【解析】如图，根据匀强电场的特点，OC中点D的电势为3V，则BD为一条等势线，电场方向如图；由几何关系得，O到BD的距离23dcm，在匀强电场中23/200/2103UEVmVmd，故A错误；电场方向垂直于等势面，并指向电势降落的方向，由几何关系，匀强电场中电场强度的方向斜向下与OC夹角（锐角）为60°，与OB夹角（锐角）为30°，故B正确；一个质子由B点运动到O点的过程中电场力做的功是23cos3020031032WEeOBeeV，选项C错误；电场力做功只与初末位置有关，与路径无关，由φB=3V，φC=6V，则一个电子由C点运动到B点的过程中电势能增加了3eV，故D错误；故选B.点睛：找等势点，作等势面和电场线，是解决这类问题常用方法．匀强电场中场强在数值上等于沿电场方向通过单位距离的电势差．电场力做功只与初末位置有关，与路径无关．7．A【解析】将电容器的下极板稍稍上移，d变小，电势差不变，则电场强度增大，电场力增大，将向上运动．故①正确．将电容器的上极板稍稍上移，d变大，电势差不变，则电场强度减小，电场力减小，将向下运动．故②错误．将S断开，Q不变，s减小，根据UEd，QUC，4SCkd，则4kQES，则E变大，则电场力变大，液滴向上运动．故③正确．将S断开，Q不变，减小d，根据4kQES，与d无关，则E不变，带电液滴不动．故④错误．故选A．点睛：解决本题的关键掌握电容器始终与电源相连，两端的电压不变，电容器与电源断开，所带的电量不变．并且要掌握结论性的公式，当电量一定时，4kQES.8．AD【解析】沿电场线的方向电势逐渐降低，所以沿电场线的方向各点电势不可能相同，A正确；电场线的方向不能反映电场线的疏密，所以沿电场线方向电场强度不一定是减小，也可能增大或不变，B错误；电场强度与电势是描述电场的两个不同方面性质的物理量．在匀强电场中，各等势面上电场强度都是相等的，C错误；电场线与等势面一定是相互垂直的，这是它们的特点之一，D正确．9．CD【解析】图中右侧电场线比较密集，故图中B点为+6q的点电荷，A错误；P、Q两点所在区域，沿电场线方向逐渐变密，因此P点场强小于Q点场强，P点电势高于Q点电势，C正确B错误；N点左侧的区域电场线方向是朝左的，因为N点的电势大于零，D正确。10．BCD【解析】试题分析：CD在AB的中垂面上，等量异种电荷，C与D处在同一等势面，在此处其电势相等，所以从C点移到D点，电场力不做功，故A错误；M点的电势等于N点的电势，所以将试探电荷-q从M点移到N点，电场力不做功，试探电荷-q的电势能不变，故B正确；根据等量异种电荷在空间的电场线分布特点知道C、D两点的电场强度相等，故C正确；根据电场叠加原理知道M点的电场强度方向平行AB且跟CD垂直，即由A指向B，故D正确；故选BCD.【点睛】根据等量异种电荷在空间的电场线分布特点知道C、D两点的电场强度相等，CD在AB的中垂面上，等量异种电荷在此处的电势为零．11．(1)(2)【解析】（1）由题意知：小球运动到D点时，由于AD=AB，所以有即①则由动能定理得：②联立①②解得③（2）当小球运动到C点时，对球受力分析如图所示则由平衡条件得：④由库仑定律得：⑤联立④⑤得：由牛顿第三定律即．12．（1）O点的电势为4V；（2）该匀强电场的电场强度大小为2v/m，方向由C到A．【解析】(1)如图所示,过O点作AC的垂线BD,，则D为AC的中点，φD=2AC=4V又，φB=4V，则BD为等势线，O在B