第=page1919頁，共=sectionpages1919頁人教版必修3第十章靜電場中的能量一、單選題1.關(guān)于靜電場，下列說法正確的是(

)A.試探電荷在電場線越密的位置電勢能越大

B.在勻強電場中任意長度相等的線段兩端點間的電勢差大小相等

C.電場強度E、電勢φ、電容C都是通過比值定義法定義的物理量

D.處于靜電平衡的導體，電勢處處為零2.空間P、Q兩點處固定電荷量絕對值相等的點電荷，其中Q點處為正電荷，P、Q兩點附近電場的等勢線分布如圖所示，a、b、c、d、e為電場中的5個點，設(shè)無窮遠處電勢為0，則

A.e點的電勢大于0 B.a點和b點的電場強度相同

C.b點的電勢低于d點的電勢 D.負電荷從a點移動到c點時電勢能增加3.如圖所示，兩塊相互靠近的平行金屬板組成的平行板電容器，極板N與靜電計相連，極板M與靜電計的外殼均接地。用靜電計測量平行板電容器兩極板間的電勢差U，靜電計的張角越大，說明兩板的電壓越大。在兩板相距一定距離d時，給電容器充電，靜電計指針張開一定角度。在整個實驗過程中，保持電容所帶電量Q不變，下面的操作中將使靜電計指針張角變大的是(

)

A.僅將M板向右平移 B.僅將M板向上平移

C.僅在M、N之間插入一本書 D.因為Q不變，上述三種操作張角均不變4.如圖所示，三個同心圓是同一個正點電荷周圍的三個等勢面，已知這三個圓的半徑成等差數(shù)列。A、B、C分別是這三個等勢面上的點，且這三點在同一條電場線上。A、C兩點的電勢依次為φA=10?V和φC=2?V，則A.一定等于6?V B.一定低于6?V C.一定高于5.所帶電荷量為q的α粒子，以初動能Ek從兩平行金屬板的正中央沿垂直于電場線的方向進入在這兩板間存在的勻強電場中，恰從帶負電的金屬板的邊緣飛出來，且飛出時的動能變?yōu)?Ek，則金屬板間的電壓為A.Ekq B.2Ekq 6.一帶正電的粒子在電場中做直線運動的v-t圖象如圖所示，t1、t2時刻分別經(jīng)過M、N兩點，已知在運動過程中粒子僅受電場力作用，則下列判斷正確的是(

)A.該電場可能是由某正點電荷形成的

B.M點的電勢高于N點的電勢

C.在從M點到N點的過程中，電勢能逐漸增大

D.帶電粒子在M點所受電場力大于在N點所受電場力7.如圖甲所示為一平行板電容器，A極板上有一小孔C，在小孔處由靜止釋放一個帶負電的粒子，已知該帶電粒子只受電場力的作用，在電容器兩極板間加如圖乙所示的電壓，電壓的變化周期為T，若粒子從t=T4時刻釋放，則下列說法正確的是(

)

A.粒子可能運動到B極板上 B.粒子一定一直向B極板運動

C.粒子的速度時間圖像不可能為圖丙 D.粒子的速度時間圖像可能為圖丁8.電子顯微鏡通過“靜電透鏡”實現(xiàn)對電子會聚或發(fā)散使微小物體成像。一種電子透鏡的電場分布如圖所示(截取其中一部分)，虛線為等勢面，相鄰兩等勢面間的電勢差相等，電子槍發(fā)射的電子僅在電場力作用下的運動軌跡如圖中實線所示，a、b、c是軌跡上的三點，若c點處電勢為3V，電子從a點運動到b點電勢能增加了5eV，到達c處動能為2eV，則下列說法正確的是(

)

A.a點電勢為7.5V B.電子在b點的動能為4.5eV

C.電子在b點加速度比在c點加速度大 D.a、b、c三點中9.一帶電粒子從A點射入電場，從B點射出，電場的等勢面和粒子的運動軌跡如圖所示，圖中左側(cè)前三個等勢面彼此平行，不計粒子的重力.下列說法正確的有(

)

A.粒子帶正電荷 B.粒子的速度不斷增大

C.粒子的加速度先不變，后變小 D.粒子的電勢能先減小，后增大10.如圖所示，地表空間中存在一勻強電場，一個質(zhì)量為m的帶電小球僅在重力和電場力作用下運動，虛線與水平面的夾角為45°，若小球從虛線上某處靜止釋放，則恰好沿虛線向斜下方向運動；若小球的初速度方向垂直于虛線向右上方向，大小為v0=2E0m，從圖示位置出發(fā)到最高點的過程中，小球重力勢能增加了A.-3E0 B.3E0 11.某帶電導體周圍的電場線和等勢面分布如圖所示，相鄰等勢面之間的電勢差相等，其中A、B、C三點分別位于電場中三個相鄰等勢面上，下列說法正確的是(

)

A.A點處的電場強度大于B點處的電場強度

B.沿電場線方向，B點附近的電勢比A點附近的電勢降落更快

C.一帶負電的試探電荷在A點的電勢能小于在C點的電勢能

D.對同一試探電荷，由A點移到B點電場力做的功大于B點移到C點電場力做的功12.如圖所示，平行板電容器與電壓恒為U的直流電源連接，下極板接地。一帶電油滴位于電容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài)，下列說法正確的是(

)

A.帶電油滴所帶電荷為正電荷

B.若將上極板豎直向上移動一小段距離，則帶電油滴將豎直向上運動

C.若將上極板水平向左移動一小段距離，則帶電油滴仍然保持平衡狀態(tài)

D.向上或向左移動上極板均不改變平行板電容器所帶的電荷量13.如圖所示，豎直平面內(nèi)14光滑圓弧軌道半徑為R，等邊三角形ABC的邊長為L，頂點C恰好位于圓周最低點，CD是AB邊的中垂線。在A、B兩頂點上放置一對等量異種電荷?，F(xiàn)把質(zhì)量為m帶電荷量為+Q的小球由圓弧的最高點M處靜止釋放，到最低點C時速度為v0。不計+Q對原電場的影響，取無窮遠處為零電勢，靜電力常量為k，則(

)A.CM間的電勢差等于M點的電勢

B.C點電勢與D點電勢不相同

C.小球?qū)壍雷畹忘cC處的壓力大小為mg+mv02二、多選題14.高樓都裝有避雷針。某次雷雨天氣閃電擊中避雷針，避雷針發(fā)生尖端放電現(xiàn)象。若避雷針放電時的電場線分布如圖所示，在空間取一條水平線abc和一條圓弧線adc，bd連線為ac連線的中垂線，電場線關(guān)于直線bd對稱，以下說法正確的是(

)

A.a、c兩點的電勢相等

B.a、b、c、d四點中，b點電勢最高

C.a、b、c、d四點中，b點電場強度最大

D.同一正點電荷在b點的電勢能比在a點大15.如圖甲所示，在勻強電場中，虛線為電場線，與Ox軸成θ=37°角，Ox軸上有a、b、c三點，Oa=bc=12ab=4cm，Ox軸上各點的電勢φ的變化規(guī)律如圖乙所示。取A.電場線的方向為斜右向下

B.若質(zhì)子從O點靜止釋放，將沿x軸做加速運動

C.勻強電場場強的大小為600V/m

D.電子在16.如圖所示，AB是圓心為O的圓的直徑，AB長為3

m，圓所在的空間存在勻強電場(圖中未畫出)，場強與圓面平行，C為圓周上一點，從A點向圓面內(nèi)各個方向發(fā)射出動能相同的電子，電子經(jīng)過O點時和經(jīng)過C點時動能均為4?eV，電子經(jīng)過B點時動能為2?eV，∠AOC=60A.B點的電勢為2?V B.電子從A點射出的初動能大小為6?eV

C.勻強電場的電場強度大小為83

17.真空中M、N兩個等大的均勻帶電圓環(huán)，其圓心分別為A、C，帶電量分別為+Q、-Q，將它們平行放置，A、C連線垂直于圓環(huán)平面B為AC的中點，現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電量為+q的微粒(重力不計)從左方沿A、C連線方向射入，到A點時速度vA=1m/s，到BA.微粒從B至C做加速運動，且vC=3m/s

B.微粒越過C點后先做加速運動，后做減速運動

C.微粒在整個運動過程中的最終速度為18.如圖所示，平行板電容器與直流電源連接，上極板接地，一帶電油滴位于電容器中的P點且處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)將下極板豎直向下緩慢地移動一小段距離，則(

)

A.若S閉合，該油滴將向下運動 B.若S閉合，P點的電勢不變

C.若S斷開，該油滴將向上運動 D.若S斷開，P點的電勢不變19.如圖所示，在勻強電場中有一個圓心為O的虛線圓，電場方向與圓所在的平面平行，A、B、C、D分別為圓上的四個點，其中AC過圓心，AC=1m，AB=0.6m，AD=0.8m?，F(xiàn)將一個電子從A點移動到B點，電場力做的功為36eV;若將該電子從A點移到CA.取A點電勢為零，則O點的電勢為15V

B.D點處的電勢比B點處的電勢高

C.電場強度大小為100V/m，方向由A點指向C點

D.若將電子從A三、填空題20.靜電噴涂技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)部件的制造中被廣泛應用，圖是對某一工件的靜電噴漆過程示意圖，被噴涂的工件帶正電并接地，噴槍連接涂料管道與高壓直流電源的負極連接，圖中虛線表示電場線。噴出的涂料微粒帶

(填“正”或“負”)電，涂料微粒向工件運動過程中電勢能逐漸

(填“減少”或“增大”)。

21.如圖所示，真空中水平放置的平行板電容器的兩極板與電壓恒定的電源相連，下極板接地，當兩極板間距為d時，兩極板間的帶電質(zhì)點恰好靜止在P點，當把上極板快速向下平移距離l后，電容器所帶的電荷量在極短時間內(nèi)重新穩(wěn)定，帶電質(zhì)點開始運動，重力加速度大小為g，則上極板向下平移后電容器所帶的電荷量

(選“變大”“變小”或“不變”)帶電質(zhì)點將

運動，(選“向上”“向下”或“不動”)P點的電勢

，(選“變高”“變低”或“不變”)帶電質(zhì)點的加速度大小為

。

四、實驗題22.隨著傳感器技術(shù)的不斷進步，傳感器開始在中學實驗室逐漸普及。某同學用電流傳感器和電壓傳感器做“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實驗，電路如圖甲所示。(1)先使開關(guān)K與1端相連，電源向電容器充電，這個過程很快完成，充滿電的電容器上極板帶

電；(2)然后把開關(guān)K擲向2端，電容器通過電阻R放電，傳感器將電流電壓信息傳入計算機，經(jīng)處理后得到電流和電壓隨時間變化的I-t、(3)由圖乙可知，電容器充滿電的電荷量為

C，電容器的電容為

F；(保留兩位有效數(shù)字)(4)若將電路中的電阻換成一阻值更大的電阻，把開關(guān)K擲向2端電容器放電，請在圖乙的左圖中定性地畫出I-t曲線。五、計算題23.如圖，在平面直角坐標系xOy的第一象限內(nèi)，虛線AB上方有沿y軸負方向的勻強電場，AB與x軸負方向夾角為37°，A點在y軸上，離O點距離為d，B點在x軸上。在第二象限內(nèi)有平行于y軸的平行板M、N，板間加恒定電壓U0。在M板附近有一粒子源，不斷地由靜止釋放質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，粒子經(jīng)加速電場加速后，以垂直于y軸的方向從y軸上的A點進入第一象限。粒子進入第一象限后剛好從AB的中點離開電場，不計粒子的重力及一切阻力，已知sin37(1)釋放的粒子到達A點時速度v的大??；(2)第一象限內(nèi)的勻強電場電場強度E的大小。24.如圖所示，長l=1m的輕質(zhì)細繩上端固定，下端連接一個可視為質(zhì)點的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強電場中，繩與豎直方向的夾角θ=37°。已知小球所帶電荷量q=1.0×10-6C(1)小球所受電場力F的大小；(2)小球的質(zhì)量m；(3)將電場反向，場強大小不變，求小球的最大速度的大小。

25.如圖甲所示，質(zhì)量為m，電荷量為-q(q>0)的電子由電子槍連續(xù)發(fā)出，初速可忽略不計，經(jīng)U的電壓加速后，沿中心線垂直進入偏轉(zhuǎn)電場，兩極板長為L，間距為d。足夠大的熒光屏中心為O(1)若偏轉(zhuǎn)電壓U2恒定，電子能射出平行板，求U的最大值U(2)若偏轉(zhuǎn)電壓U2隨時間變化規(guī)律如圖乙所示，其最大值為U0(U0<U2max)，變化周期為T。求電子打在熒光屏上的位置范圍。答案和解析1.【答案】C

【解析】A.試探電荷在電場線越密的位置電場強度越大，電勢能不一定越大，故A錯誤；B.在勻強電場中任意兩點間的電勢差與這兩點沿電場線方向的距離成正比，則在勻強電場中沿電場線方向的任意長度相等的線段兩端點間的電勢差大小相等，故B錯誤；C.電場強度E、電勢

φ

、電容C都是通過比值定義法定義的物理量，故C正確；D.處于靜電平衡的導體，導體表面電勢處處相等，但不一定為零，故D錯誤。故選C。2.【答案】D

【解析】A.根據(jù)電場等勢面的圖像可以知道，該電場是等量異種電荷的電場，中垂面是等勢面，電勢為0，故A錯誤；

B.等量異種電荷的電場，它具有對稱性(上下、左右)，a點和b點的電場強度大小相等，而方向不同，故B錯誤；

C.b點離正電荷的距離更近，所以b點的電勢較高，高于d點的電勢，故C錯誤；

D.a點離正電荷近，a點電勢高于c點，根據(jù)負電荷在電勢高處電勢能小，知負電荷從a點移到c點，電勢能增加，故D正確。3.【答案】B

【解析】解：A、將M板向右移動，則減小了極板間的距離，由決定式C=?S4πkd可得，電容C增大，由C=QU可知，因極板帶電量Q不變，而極板間的電勢差U減小，則指針張角變小，故A錯誤；

B、將M板向上平移時，極板間的正對面積減小，則由C=?S4πkd可知，電容器的電容C減小，

則由C=QU可知，因電荷量Q不變，則U增大，指針張角變大，故B正確；

C、在MN之間插入插入一本書時，介電常數(shù)增大，則由電容器的決定式可知電容C增大，則可知U減小，故指針張角減小，故C錯誤；

D、雖然極板電量Q不變，但指針張角體現(xiàn)【解析】根據(jù)點電荷電場的特點，電場強度向外越來越小，由公式U=Ed可知，A、B間電勢差UAB大于B、C間電勢差UBC，即φA-φB>φB-φ5.【答案】B

【解析】解：粒子從正中央垂直進入勻強電場，到恰從帶負電金屬板邊緣飛出，由動能定理可得：2Ek-Ek=qU1，解得U1=E6.【答案】C

【解析】AD、由速度時間圖象可知：粒子在電場中做勻減速直線運動，加速度是一個定值，所以電場力不變，是勻強電場，所以不可能是由某正點電荷形成的，故A、D錯誤；

BC、從M到N的運動過程中速度減小，根據(jù)動能定理可知電場力做負功，電勢能增加，又由于是正電荷，所以電勢也增加，故M點的電勢低于N點的電勢，故B錯誤，C正確．

故選C7.【答案】A

【解析】AB、若粒子從t=T4時刻釋放，T4至T2粒子向上做勻加速直線運動，T2至3T4做勻減速運動至速度為零，3T4至T反向勻加速，然后T至5T4勻減速至速度8.【答案】B

【解析】A.根據(jù)電子的受力和運動情況可知，電子從

a點到

c點電場力做負功，電勢能增大，根據(jù)電場力做功與電勢差的關(guān)系可知，

b點電勢比

a點電勢低5V，則相鄰兩等勢面間的電勢差為2.5V，則

a點電勢為

φaB.b點電勢為5.5V，電子在b、c兩點，由能量守恒定律有-5.5eV+Ekb=-3eV+C.c點處等差等勢面比b點處密集，則b點比c點電場強度小，因此加速度小，故C錯誤；D.從a到c，電勢逐漸降低，c點的電勢最低，故D錯誤。9.【答案】C

【解析】A.電場線與等勢面垂直，且從較高的等勢面指向較低的等勢面，故電場線如圖所示。

從運動軌跡可以看出，粒子向電場線內(nèi)側(cè)偏轉(zhuǎn)，故粒子受力方向與電場方向相反，故粒子帶負電，故A錯誤；

BD.電場力對粒子一直做負功，電勢能一直增加，動能不斷減小，速度不斷減小，故BD錯誤；

C.從上圖可以看出，從左向右，電場線先均勻后逐漸稀疏，場強先不變后減小，電場力先不變后逐漸變小，故加速度先不變后逐漸變小，故C正確。10.【答案】A

【解析】若小球從虛線上某處靜止釋放，則恰好沿虛線向斜下方向運動，說明小球所受重力與電場力的合力方向沿虛線斜向右下方，將小球所受重力與電場力合成為一個力，叫作等效重力，用

G'

表示，等效重力加速度設(shè)為

g'G若小球的初速度方向垂直于虛線向右上方向，則小球做類平拋運動，當小球到達最高點時豎直方向的速度等于零，有v小球上升的高度為h重力勢能增加了

E0

E又v以上四式聯(lián)立解得g說明小球所受電場力方向水平向右，大小為F即小球水平方向和豎直方向加速度大小相等，則小球上升到最高點過程中，電場力做功為Wx豎直方向有v聯(lián)立得W即小球電勢能減少了

3E0

，電勢能改變量為

-11.【答案】B

【解析】等勢面越密集，電場強度越大，則A點處的電場強度小于B點處的電場強度，故A項錯誤;

沿電場線方向，B點附近的電勢比A點附近的電勢降落更快，故B項正確;

負點電荷在電勢低處的電勢能更大，則在A點的電勢能大于在C點的電勢能，故C項錯誤;

相鄰等勢面之間的電勢差相等，則對同一試探電荷，由A點移到B點電場力做的功等于由B點移到C點電場力做的功，故D項錯誤。12.【答案】C

【解析】A.電容器的上極板與電源正極相連，下極板與電源負極相連，則兩極板間電場方向豎直向下。油滴靜止，所受重力豎直向下，則所受電場力豎直向上，油滴帶負電，故A錯誤；B.將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，則兩極板之間的距離增加，由于兩極板間電壓不變，根據(jù)

E=Ud

C.將平行板電容器的上極板水平向左移動一小段距離，由于兩極板間電壓不變，兩極板間距離不變，則電場強度不變，油滴所受電場力不變，油滴仍然保持平衡狀態(tài)，故C正確；D.根據(jù)

C=εrS4πkd

可知，向上或向左移動時電容都變化，由于兩極板間電壓不變，根據(jù)

故選C。13.【答案】C

【解析】B.等量異種電荷連線的中垂線垂直于電場線，所以是一條等勢線，中垂線通向無限遠處，電勢為零，所以中垂線上的電勢為零，C、D處于AB兩電荷的連線的中垂線上，所以兩點的電勢相等都為零，故B錯誤；

A.設(shè)M點的電勢為φM，由于C點的電勢為零，所以MC間的電勢差等于M點的電勢，由于UCM=-UMC=-φM，因此CM間的電勢差不等于M點的電勢，故A錯誤；

D.由A的分析知，MC間的電勢差等于M點的電勢，則對小球從M到C的過程使用動能定理：mgR+φMQ=

12mv02，解得：

φM=12mv02-mgRQ=12Q(mv02-2mgR)，故D錯誤；

D14.【答案】AC

【解析】A.a、c兩點關(guān)于bd直線對稱，所以這兩點的電勢相同，故A正確；

B.沿著電場線方向電勢降低，由圖得，a、b、c、d四點中，d點電勢最高，故B錯誤；

C.電場線的疏密程度表示場強的大小，由圖得，a、b、c、d四點中，b點電場強度最大，故C正確；

D.將正電荷從b點移動到a點，電場力做負功，電勢能增加，所以同一正點電荷在b點的電勢能比在a點小，故D錯誤。15.【答案】AD

【解析】AB.由圖乙可知沿

x

正方向電勢降低，沿電場線方向電勢降低，所以電場線方向斜向下，O點靜止釋放的質(zhì)子應沿電場方向加速運動，故A正確，BC.

φ-x

圖線的斜率表示電場強度沿

x

方向的分量大小，由圖乙可知Ex=600VD.Oa=bc=12ab=4cm，則c點位置坐標為x=16cm，由圖乙可知故選AD。16.【答案】BC

【解析】A.根據(jù)題意，電子經(jīng)過O點時和經(jīng)過C點時動能均為4?eV，根據(jù)動能定理得-eUOB=2?eV-4?eV，解得得UOB=2V，

取O點電勢為零，則UOB=φO-φB=-φB，解得φB=-2V，故A錯誤；

B.根據(jù)勻強電場電勢分布特點，在任意方向上，電勢降落都是均勻的，則UOB=UAO=17.【答案】BC

【解析】A、由題意可知，由A至C電場向右，微粒所受電場力向右，故從A到C微粒做加速運動，由對稱性可知，粒子由A至B與由B至C電場力做的功相同，故動能的變化量相同，故有ΔEk=12mvB2-12mvA2=12mvC2-12mvB2，代入數(shù)據(jù)可得vC18.【答案】AD

【解析】AB.若開關(guān)S閉合，電容器兩端電壓不變，根據(jù)E=Ud，將下極板豎直向下緩慢地移動一小段距離，則板間場強減小，油滴受到向上的電場力減小，油滴將向下運動;由于上極板接地，上極板電勢為零，上極板到P點電勢差為U上P=Ed上P，由于E變小，d上P不變，則U上P減小，根據(jù)U上P=φ上-φP，可知P點的電勢增加，A正確，B錯誤;19.【答案】BD

【解析】A.由U=Wq結(jié)合題意可知，A、C兩點的電勢差為UAC=φA-φC=-100V，