1、第十章静电场中的能量B 卷 一、单项选择题：一、单项选择题： 1若带正电荷的小球只受到电场力的作用，则它在任意一段时间内() A一定沿电场线由高电势处向低电势处运动 B一定沿电场线由低电势处向高电势处运动 C不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动 D不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动 2.实线为三条未知方向的电场线， 从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、 b的运动轨迹如图中的虚线所示(a、b只受电场力作用)，则() Aa一定带正电，b一定带负电 B电场力对a做正功，对b做负功 Ca的速度将减小，b的速度将增大 Da的加速度将减小，b的加速度将增大
2、 3空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示下列说法中 正确的是() AO点的电势最低 Bx2点的电势最高 Cx1和x1两点的电势相等 Dx1和x3两点的电势相等 4一个初动能为Ek的电子，垂直电场线飞入平行板电容器中，飞出电容器的动能为 2Ek.如 果此电子的初速度增至原来的 2 倍，则当它飞出电容器时的动能变为() A4EkB8EkC4.5EkD4.25Ek 2 U h 5如图所示，一绝缘杆长为l的两端分别带有等量异种电荷，电荷量的绝对值为Q，处在 场强为E的匀强电场中，杆与电场线夹角60，若使杆沿顺时针方向转过 60（以杆上 某一点为圆心转动） ，则下列叙述正确的
3、是（） A电场力不做功，两电荷电势能不变 B电场力做的总功为? ?QEl，两电荷的电势能减少 C电场力做的总功为? ?QEl，两电荷的电势能增加 D电场力做的总功的大小跟转轴位置有关 6如图所示的实验装置中，极板A接地，平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相接。 将A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电量Q、电容C、两极间 的电压U，电容器两极板间的场强E的变化情况是() AQ变小，C不变，U不变，E变小 BQ变小，C变小，U不变，E不变 CQ不变，C变小，U变大，E不变 DQ不变，C变小，U变大，E变小 7如图是一个说明示波管工作的原理图，电子经加速电场（加速电压为U1
4、）加速后垂直进 入偏转电场，离开偏转电场时偏转量是h，两平行板间的距离为d，电压为U2，板长为l， 每单位电压引起的偏移，叫做示波管的灵敏度，为了提高灵敏度，可采用下列哪些方法 （） A增大U2 B减小l C减小d D增大U1 +Q E Q 二、多项选择题二、多项选择题 8图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N质量相等，所带 电荷的绝对值也相等现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的 轨迹分别如图中两条实线所示点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点若 不计重力，则() AM带负电荷，N带正电荷w w .x k b 1.c o m BN
5、在a点的速度与M在c点的速度大小相同 CN在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功 DM在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零 9如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有 一小孔M和N。今有一带电质点，自A板上方相距为h的P点由静止自由下落(P、M、N在同 一竖直线上)，空气阻力忽略不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回，若保持两 极板间的电压不变，则() A把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回 B把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落 C把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回
6、D把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落 10.如图所示，在竖直纸面内有一匀强电场，一质量为m、带电荷量为q的小球在一恒力F 的作用下沿图中虚线由A匀速运动至B.已知力F和AB间夹角60，AB间距离为d，且 Fmg.则() A匀强电场的电场强度大小为EF q BA、B两点的电势差大小为 Fd 2q C带电小球由A运动到B的过程中电势能增加了 3 2 mgd D电场方向与F方向关于AB对称 三、非选择题三、非选择题 11.如图所示，一根光滑绝缘细杆与水平面成30的角倾斜固定细杆的一部分处在场 强方向水平向右的匀强电场中，场强E210 4 N/C.在细杆上套有一个带电量为
7、q 3 10 5 C、质量为m310 2 kg 的小球现使小球从细杆的顶端A由静止开始沿杆滑下，并 从B点进入电场，小球在电场中滑至最远处的C点已知AB间距离x10.4 m，g10 m/s 2. 求： (1)小球在B点的速度vB； (2)小球进入电场后滑行的最大距离x2； (3)小球从A点滑至C点的时间是多少？ 12如图所示，电荷量均为q、质量分别为m和 2m的小球A和B，中间连接质量不计的细 绳，在方向竖直向上的匀强电场中以速度v0匀速上升，某时刻细绳断开。求： （1）电场的场强及细绳断开后A、B两球的加速度； （2）当B球速度为零时，A球的速度大小； （3）自绳断开至B球速度为零的过程中，
8、两球组成系统的机械能增量为多少？ 13 带有等量异种电荷的两个平行金属板A和B水平放置， 相距为d(d远小于板的长和宽)， 一个带正电的油滴M悬浮在两板的正中央，处于平衡，油滴的质量为m，带电量为q，如图 所示，在油滴的正上方距A板d处有一个质量也为m的带电油滴N，油滴N由静止释放后， 可以穿过A板上的小孔，进入两金属板间与油滴M相碰，并立即结合成一个大油滴。整个装 置处于真空环境中， 若不计油滴之间的库仑力和万有引力以及金属板本身的厚度， 要使油滴 N能与M相碰，且结合成的大油滴又不至于与金属板B相碰。求 (1)两个金属板A、B间的电压是多少?哪板电势较高? (2)油滴N带何种电荷，电量可能
9、是多少? 参考答案与试题解析 1.D 2.D 3.C 4.D 5.B 6.C 7.C 8 BD 9.ACD 10.AB 11.解析：(1)小球在 AB 段滑动过程中，由机械能守恒 mgx1sin 1 2mv 2 B可得 vB2 m/s. (2)小球进入匀强电场后，在电场力和重力的作用下，由牛顿第二定律可得加速度 a2 mgsin qEcos m 5 m/s2 小球进入电场后还能滑行到最远处 C 点，BC 的距离为 x2v 2 B 2a2 0.4 m. (3)小球从 A 到 B 和从 B 到 C 的两段位移中的平均速度分别为 vAB0vB 2 vBCvB0 2 小球从 A 到 C 的平均速度为v
10、B 2 x1x2 v tvB 2 t可得 t0.8 s. 答案：(1)2 m/s(2)0.4 m(3)0.8 s 12 【答案】 （1） E 3 2 mg q ； 2 A g a ， 方向竖直向上； 4 B g a ， 方向竖直向下； （2） 0 3vvA； （3） 2 0 15mv 【解析】 （1）设电场强度为 E，把小球 A、B 看作一个系统，由于绳未断前作匀速运动，有： 23qEmg 解得： 3 2 mg E q 。 细绳断后，根据牛顿第二定律，有： 对 A 球： A qEmgma 解得： 2 A g a ，方向竖直向上。 对 B 球：22 B qEmgma 解得： 4 B g a ，负
11、号表示方向竖直向下。 （2）细绳断开前后两绳组成的系统满足外力这和为零，所以系统总动量守恒。设 B 球速度 为零时，A 球的速度为 A v，根据动量守恒定律，得： 0 (2 )0 A mm vmv 解得： 0 3vvA （3）设自绳断开到球 B 速度为零的时间为t，则： 0 0 B va t 解得： 0 4v t g 在该时间内 A 的位移为： 2 000 (3)8 2 A vvv st g 由功能关系知，电场力对 A 做的功等于物体 A 的机械能改变，有： 2 0 12 AA EqEsmv。 同理，B 的机械能改变为： 2 20 0 23 3 2 BB vmg EqEsqmv qg 在这一过
12、程中电场力对两球均做正功，故系统的机械能增加： 2 0 15mvEEE BA 。 13解：(1)油滴 M 带正电，在两金属板之间处于平衡，有 mgqU/d，则 B 板电势较高， 电势差 Umgd/q。 (2)油滴 N 与 M 相碰后，要不落到 B 板上，油滴 N 带正电。 设油滴 N 带电量为 Q，油滴 N 与 M 碰前的速度设为 v0，有 2 0 mv/2mg(dd/2) QU/2 油滴 N 能与 M 相碰， 2 0 mv/2mg(dd/2)QU/20 电量 Q3q油滴 M 与 N 相碰后结合成大油滴，速度为 v，有 mv0(mm)v2/32/ 0 m QU gdvv此后，大油滴向下运动，不碰到 B 板，需有 (2m)v2/2(Qq)U/22mg(d/2)代入 v 和 U 的值，解得 Q5q/3， 油滴 N 所带电量可能是 3qQ5q/3。
