第十章 静电场中的能量 素养提升专练-（2019）新人教版高中物理必修第三册.rar

10.6 第十章第十章 静电场中的能量静电场中的能量 章节复习章节复习 【知识再理解知识再理解】1. 电场力做功、电势能、电势、电势差、等势面、电势差与电场强度的关系电场力做功、电势能、电势、电势差、等势面、电势差与电场强度的关系1 如图所示，在电场强度 E2000 Vm 的匀强电场中，有三点 A、M 和 B，AM4cm，MB3 cm，AB5 cm，且 AM 边平行于电场线，把一电荷量 q210-9C 的正电荷从 B 移到 M 点，再从 M点移到 A 点，电场力做功为 ( )A0.1610-6J B0.1210-6JC-0.1610-6J D-0.1210-6J2 如图，是某电场中的一条电场线，电场线为直线，一电子（重力不计）从 a 点由静止释放，它将沿直线向 b 点运动，则可判断( ) A该电场一定是匀强电场 B场强 Ea一定小于 Eb Ca 点电势高于 b 点电势 D电子具有的电势能 EPa一定大于 EPb 3. 如图所示，在两个点电荷形成的电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下，以一定的初速度从 A 点运动至 B 点，运动轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（）AA 点的电势低于 B 点的电势BA 点的电场强度与 C 点的电场强度相同C该粒子在 A 点的动能小于在 B 点的动能D该粒子在 A 点的电势能小于在 B 点的电势能4 两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中 a点进入该电场，其运动轨迹为图中实线，a、e 两点和 b、d 两点关于两电荷连线对称。若该粒子只受静电力作用，则下列说法正确的是( )A粒子带正电荷Bb 点和 d 点的电场强度相同Ca 点和 e 点的电场强度相同D粒子从 a 点运动到 e 点的过程中，电势能先变小后变大5 如图，abcd 是一矩形的四个顶点，且 ab=cd=10cm，ad=bc=20cm，电场线与矩形所在平面平行，已知 a 点电势为 6V，b 点电势为 13V，c 点电势为-1V，则（）A场强大小为：E=70V/mBd 点电势为：-8VCc 点电势可能比 d 点低D场强方向由 b 指向 c6 空间某静电场的方向沿 x 轴方向，其电势 在 x 轴上的分布情况如图所示，则下列说法正确的是（ ） Ax 轴上 x=2m 处的场强方向沿 x 轴正方向Bx 轴上 x=5m 处的电场强度最大C负电荷由 x=2m 处沿 x 轴移动到 x=5m 处，电场力做负功D负电荷由 x=2m 处沿 x 轴移动到 x=6m 处，加速度先减小后增大7 某空间一条沿 x 轴方向的电场线，电场强度 E 随 x 变化如图所示，图线关于坐标原点对称，A、B 是 x 轴上关于原点 O 对称的两点，C 点是 OB 的中点则下列说法正确的是（ ）A电势差 UOC=UCBBA、B 两点的电势相同、电场强度也相同C取无穷远处电势为零，则 O 点处电势也为零D电子从 A 点运动到 C 点，电势能先减小后增大【知识再理解知识再理解】2.2.电容器、电容、平行板电容器的电容、电容器的充电和放电、电容器的两类动态变化电容器、电容、平行板电容器的电容、电容器的充电和放电、电容器的两类动态变化1. 如图，平行板电容器的极板 A 与一灵敏静电计相接，静电计指针如图。极板 B 和静电计外壳接地若极板 B 稍向上移动一点，观察到静电计指针张角变大，作出平行极电容器电容变小结论的依据是（ ）A两极板间的电压不变，极板上的电量变小B两极板间的电压不变，极板上的电量变大C极板的电量几乎不变，两极板间的电压变小D极板的电量几乎不变，两极板间的电压变大2 两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一个平行板电容器，与它相连的电路如图所示。接通开关 S，电源给电容器充电，则下列说法正确的是（）A断开 S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差增大B断开 S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大C保持 S 接通，减小两极板间的距离，则极板上的电荷量减小D保持 S 接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大3. 如图一种测定电液体深度的装置：包着一层电介质的金属棒与导电液体形成一个电容器，电容量的变化反映液面的升降情况：（1） 电容增大反映 h（增大、减小）。（2） 将金属棒和导电液体分别接电源两极再断开后，液体深度变化时导电液与金属棒间的电压增大反映 h（增大、减小）。【知识再理解知识再理解】3. 带电粒子在电场中的加速、偏转，动力学分析带电粒子在电场中的加速、偏转，动力学分析1 如图所示，在虚线 MN 两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从 A 点由静止开始，在电场力作用下沿直线在 A、B 两点间往返运动。已知电场强度的大小分别是 E12.0103N/C 和E24.0103N/C，方向如图所示，带电微粒质量 m1.01020kg，带电量 q1.0109C，A 点距虚线 MN 的距离 d11.0cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应。求：(1)B 点距虚线 MN 的距离 d2；(2)带电微粒从 A 点运动到 B 点所经历的时间 t。0.5cm 1.5108s2 长为 L 的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电荷量为+q、质量为 m 的带电粒子，以水平初速度紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度恰与水平方向成 30角，大小为 v，如图所示，不计粒子重力，求：(1)粒子进入电场时初速度 v0的大小；(2)匀强电场的场强 E 大小；(3)两板间的距离 d。 v23qlmv432L63【素养提升专练素养提升专练】1 如图所示，一匀强电场的方向与平行四边形 ABCD 所在的平面平行，已知 A、B、C 三点的电势分别为，则 D 点的电势为（18VA3VB5VC ）A B1510VC D8V5V2. 两异种电荷产生的电场的电场线分布如图所示,则下列说法正确的是( )A图中正电荷的电量小于负电荷的电量BP 点处的电场强度大于 Q 点处的电场强度CP 点处的电势小于 Q 点处的电势D某一负电荷在 P 点处的电势能大于在 Q 点处的电势能3电场中等势面如图所示，下列关于该电场描述正确的是（）AA 点的电场强度比 C 点的小B负电荷在 A 点的电势能比在 C 点的电势能大C正电荷由 A 移动到 C，电场力做负功D电荷沿等势面 AB 移动的过程中，电场力始终不做功4 空间存在着方向平行于 x 轴的静电场，A、M、O、N、B 为 x 轴上的点，OAOB，OM=ON，AB 间的电势 随 x 的分布为如图所示的折线，一个带电粒子在电场中仅在电场力作用下从 M 点由静止开始沿 x 轴向右运动，则下列判断正确的是（）A粒子一定带正电B粒子恰能到 N 点CAO 间的电场强度小于 OB 间的电场强度D粒子从 M 向 O 运动过程中所受电场力大小不变5 在空间某区域存在一电场，x 轴上各点电势随位置变化情况如图所示，从-x1到 x1之间为曲线，其余均为直线，且关于纵轴对称若在 x 轴上的电场方向就在轴上，将一个只受电场力作用的带正电的粒子由静止释放后，下列论述正确的是( )AA、B 两点的电场强度的大小相等，方向相同B粒子从 A 点释放，运动到 O 点前，加速度一直减小C粒子从 A 点释放，能过 B 点D静止释放后，电场力对粒子即做正功也做负功6一平行板电容器，带电荷量为 Q，两极板电势差为 U，若带电荷量变为 2Q，则（）A电容变为原来的 2 倍，两极板电压不变 B电容变为原来的倍，两极板电压不变12C电容不变，两极板电压是原来的倍 D电容不变，两极板电压是原来的 2 倍127为研究影响平行板电容器电容的因素，使电容器的两个极板 A、B 分别带上等量异种电荷，并将 A 极板和静电计的外壳分别接地，如图所示。若保持极板所带电荷量不变，下列判断正确的是（）A增大两极板之间的距离，静电计指针张角变小BA 板稍微上移，静电计指针张角变大C若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大D若将 A 板向右移少许，则静电计指针张角不变8如图所示，三块平行放置的带电金属薄板、中央各有一小孔，小孔分别位于、点。ABCOMP由点静止释放的电子恰好能运动到点。现将板向右平移到点，OPCP则由点静止释放的电子（）OA运动到点返回PB运动到和点之间返回PPC运动到点返回PD穿过点P9如图所示，长方形 ABCD 区域内存在竖直向下的匀强电场，质量为 m、带电量为 q 的正离子从 A 点以初速度 v0垂直射入匀强电场，恰好从 C 点射出。已知 AB 边长 2L，AD 边长 3L，离子重力不计。则匀强电场的电场强度为（）AB2049mvEqL2049mv LEqCD043mvEqL043mvEq10将电量 q1=+1.0108C 的点电荷，在 A 点时所受电场力大小是 2.0105N。将它从电场中 B 点处移到电场中 A 点，需克服电场力做功 2.0106J求：（1）A 点处的电场强度的大小（2）从电场中 B 点处移到电场中 A 点，电势能怎样变化，变化多少？（3）若规定 A 点电势能为零，则电荷在 B 点具有电势能为多少？2103N/C 增 2.0106J -2.0106J11如图所示，在真空中有两个电容器 C1和 C2和一个竖直放置的荧光屏，电容器 C1的两个极板竖直放置且极板上开有正对的小孔 a、b，小孔 a、b 连线与荧光屏的交点为 O，电容器 C2的两个极板C、D 水平放置。两个电容器分别接有电源，电源电压分别为 U1和 U2，C2的板长为 L，板间距为d，荧光屏到 C2右端距离为 L1。一个质量为 m，电荷量为 q 的粒子，从 a 孔飘入（初速度可视为 0）电容器 C1，经过加速和偏转后，粒子打在荧光屏上的 P 点（图中未画出） ，不计粒子重力。求：(1)粒子到达小孔 b 时的速度大小 v0；(2)粒子离开偏转电场时速度偏转角的正切值 tan；(3)OP 间的距离。 mqU12dULU122tandULLLUy1124)2( 10.6 第十章第十章 静电场中的能量静电场中的能量 章节复习章节复习【知识再理解知识再理解】1. 电场力做功、电势能、电势、电势差、等势面、电势差与电场强度的关系电场力做功、电势能、电势、电势差、等势面、电势差与电场强度的关系1 如图所示，在电场强度 E2000 Vm 的匀强电场中，有三点 A、M 和 B，AM4cm，MB3 cm，AB5 cm，且 AM 边平行于电场线，把一电荷量 q210-9C 的正电荷从 B 移到 M 点，再从 M点移到 A 点，电场力做功为 ( )A0.1610-6J B0.1210-6JC-0.1610-6J D-0.1210-6J2 如图，是某电场中的一条电场线，电场线为直线，一电子（重力不计）从 a 点由静止释放，它将沿直线向 b 点运动，则可判断( ) A该电场一定是匀强电场 B场强 Ea一定小于 Eb Ca 点电势高于 b 点电势 D电子具有的电势能 EPa一定大于 EPb 3. 如图所示，在两个点电荷形成的电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下，以一定的初速度从 A 点运动至 B 点，运动轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（）AA 点的电势低于 B 点的电势BA 点的电场强度与 C 点的电场强度相同C该粒子在 A 点的动能小于在 B 点的动能D该粒子在 A 点的电势能小于在 B 点的电势能4 两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中 a点进入该电场，其运动轨迹为图中实线，a、e 两点和 b、d 两点关于两电荷连线对称。若该粒子只受静电力作用，则下列说法正确的是( )A粒子带正电荷Bb 点和 d 点的电场强度相同Ca 点和 e 点的电场强度相同D粒子从 a 点运动到 e 点的过程中，电势能先变小后变大5 如图，abcd 是一矩形的四个顶点，且 ab=cd=10cm，ad=bc=20cm，电场线与矩形所在平面平行，已知 a 点电势为 6V，b 点电势为 13V，c 点电势为-1V，则（）A场强大小为：E=70V/mBd 点电势为：-8VCc 点电势可能比 d 点低D场强方向由 b 指向 c6 空间某静电场的方向沿 x 轴方向，其电势 在 x 轴上的分布情况如图所示，则下列说法正确的是（ ） Ax 轴上 x=2m 处的场强方向沿 x 轴正方向Bx 轴上 x=5m 处的电场强度最大C负电荷由 x=2m 处沿 x 轴移动到 x=5m 处，电场力做负功D负电荷由 x=2m 处沿 x 轴移动到 x=6m 处，加速度先减小后增大7 某空间一条沿 x 轴方向的电场线，电场强度 E 随 x 变化如图所示，图线关于坐标原点对称，A、B 是 x 轴上关于原点 O 对称的两点，C 点是 OB 的中点则下列说法正确的是（ ）A电势差 UOC=UCBBA、B 两点的电势相同、电场强度也相同C取无穷远处电势为零，则 O 点处电势也为零D电子从 A 点运动到 C 点，电势能先减小后增大【知识再理解知识再理解】2.2.电容器、电容、平行板电容器的电容、电容器的充电和放电、电容器的两类动态变化电容器、电容、平行板电容器的电容、电容器的充电和放电、电容器的两类动态变化1. 如图，平行板电容器的极板 A 与一灵敏静电计相接，静电计指针如图。极板 B 和静电计外壳接地若极板 B 稍向上移动一点，观察到静电计指针张角变大，作出平行极电容器电容变小结论的依据是（ ）A两极板间的电压不变，极板上的电量变小B两极板间的电压不变，极板上的电量变大C极板的电量几乎不变，两极板间的电压变小D极板的电量几乎不变，两极板间的电压变大2 两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一个平行板电容器，与它相连的电路如图所示。接通开关 S，电源给电容器充电，则下列说法正确的是（）A断开 S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差增大B断开 S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大C保持 S 接通，减小两极板间的距离，则极板上的电荷量减小D保持 S 接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大3. 如图一种测定电液体深度的装置：包着一层电介质的金属棒与导电液体形成一个电容器，电容量的变化反映液面的升降情况：（1） 电容增大反映 h（增大、减小）。（2） 将金属棒和导电液体分别接电源两极再断开后，液体深度变化时导电液与金属棒间的电压增大反映 h（增大、减小）。【知识再理解知识再理解】3. 带电粒子在电场中的加速、偏转，动力学分析带电粒子在电场中的加速、偏转，动力学分析1 如图所示，在虚线 MN 两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从 A 点由静止开始，在电场力作用下沿直线在 A、B 两点间往返运动。已知电场强度的大小分别是 E12.0103N/C 和E24.0103N/C，方向如图所示，带电微粒质量 m1.01020kg，带电量 q1.0109C，A 点距虚线 MN 的距离 d11.0cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应。求：(1)B 点距虚线 MN 的距离 d2；(2)带电微粒从 A 点运动到 B 点所经历的时间 t。2 长为 L 的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电荷量为+q、质量为 m 的带电粒子，以水平初速度紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度恰与水平方向成 30角，大小为 v，如图所示，不计粒子重力，求：(1)粒子进入电场时初速度 v0的大小；(2)匀强电场的场强 E 大小；(3)两板间的距离 d。【素养提升专练素养提升专练】1 如图所示，一匀强电场的方向与平行四边形 ABCD 所在的平面平行，已知 A、B、C 三点的电势分别为，则 D 点的电势为（18VA3VB5VC ）A B1510VC D8V5V2. 两异种电荷产生的电场的电场线分布如图所示,则下列说法正确的是( )A图中正电荷的电量小于负电荷的电量BP 点处的电场强度大于 Q 点处的电场强度CP 点处的电势小于 Q 点处的电势D某一负电荷在 P 点处的电势能大于在 Q 点处的电势能3电场中等势面如图所示，下列关于该电场描述正确的是（）AA 点的电场强度比 C 点的小B负电荷在 A 点的电势能比在 C 点的电势能大C正电荷由 A 移动到 C，电场力做负功D电荷沿等势面 AB 移动的过程中，电场力始终不做功4 空间存在着方向平行于 x 轴的静电场，A、M、O、N、B 为 x 轴上的点，OAOB，OM=ON，AB 间的电势 随 x 的分布为如图所示的折线，一个带电粒子在电场中仅在电场力作用下从 M 点由静止开始沿 x 轴向右运动，则下列判断正确的是（）A粒子一定带正电B粒子恰能到 N 点CAO 间的电场强度小于 OB 间的电场强度D粒子从 M 向 O 运动过程中所受电场力大小不变5 在空间某区域存在一电场，x 轴上各点电势随位置变化情况如图所示，从-x1到 x1之间为曲线，其余均为直线，且关于纵轴对称若在 x 轴上的电场方向就在轴上，将一个只受电场力作用的带正电的粒子由静止释放后，下列论述正确的是( )AA、B 两点的电场强度的大小相等，方向相同B粒子从 A 点释放，运动到 O 点前，加速度一直减小C粒子从 A 点释放，能过 B 点D静止释放后，电场力对粒子即做正功也做负功6一平行板电容器，带电荷量为 Q，两极板电势差为 U，若带电荷量变为 2Q，则（）A电容变为原来的 2 倍，两极板电压不变 B电容变为原来的倍，两极板电压不变12C电容不变，两极板电压是原来的倍 D电容不变，两极板电压是原来的 2 倍127为研究影响平行板电容器电容的因素，使电容器的两个极板 A、B 分别带上等量异种电荷，并将 A 极板和静电计的外壳分别接地，如图所示。若保持极板所带电荷量不变，下列判断正确的是（）A增大两极板之间的距离，静电计指针张角变小BA 板稍微上移，静电计指针张角变大C若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大D若将 A 板向右移少许，则静电计指针张角不变8如图所示，三块平行放置的带电金属薄板、中央各有一小孔，小孔分别位于、点。ABCOMP由点静止释放的电子恰好能运动到点。现将板向右平移到点，OPCP则由点静止释放的电子（）OA运动到点返回PB运动到和点之间返回PPC运动到点返回PD穿过点P9如图所示，长方形 ABCD 区域内存在竖直向下的匀强电场，质量为 m、带电量为 q 的正离子从 A 点以初速度 v0垂直射入匀强电场，恰好从 C 点射出。已知 AB 边长 2L，AD 边长 3L，离子重力不计。则匀强电场的电场强度为（）AB2049mvEqL2049mv LEqCD043mvEqL043mvEq10将电量 q1=+1.0108C 的点电荷，在 A 点时所受电场力大小是 2.0105N。将它从电场中 B 点处移到电场中 A 点，需克服电场力做功 2.0106J求：（1）A 点处的电场强度的大小（2）从电场中 B 点处移到电场中 A 点，电势能怎样变化，变化多少？（3）若规定 A 点电势能为零，则电荷在 B 点具有电势能为多少？11如图所示，在真空中有两个电容器 C1和 C2和一个竖直放置的荧光屏，电容器 C1的两个极板竖直放置且极板上开有正对的小孔 a、b，小孔 a、b 连线与荧光屏的交点为 O，电容器 C2的两个极板C、D 水平放置。两个电容器分别接有电源，电源电压分别为 U1和 U2，C2的板长为 L，板间距为d，荧光屏到 C2右端距离为 L1。一个质量为 m，电荷量为 q 的粒子，从 a 孔飘入（初速度可视为 0）电容器 C1，经过加速和偏转后，粒子打在荧光屏上的 P 点（图中未画出） ，不计粒子重力。求：(1)粒子到达小孔 b 时的速度大小 v0；(2)粒子离开偏转电场时速度偏转角的正切值 tan；(3)OP 间的距离。