物理-選修3-1-教師用書-補(bǔ)充習(xí)題-第1章-電場（精編版）

1、. . - 1 - / 6 選修 31 第一章 靜電場教師教學(xué)用書五、補(bǔ)充習(xí)題a組1以下關(guān)于電場線的說法中，不正確的（）a電場線是電場中實(shí)際存在的線b在復(fù)雜電場中的電場線是可以相交的c沿電場線方向，場強(qiáng)必定越來越小d電場線越密的地方同一試探電荷所受的電場力越大2如下圖，帶電小球a附近有用絕緣支架支撐著的金屬導(dǎo)體b，當(dāng)開關(guān)s1、s2斷開時(shí)，導(dǎo)體b左端帶有負(fù)電荷，右端帶有正電荷，以下說法中正確的是（）a閉合開關(guān)s1，則導(dǎo)體b左端不再帶有電荷b閉合開關(guān)s1，則導(dǎo)體b右端不再帶有電荷c閉合開關(guān)s2，則導(dǎo)體b左端不再帶有電荷d閉合開關(guān)s2，則導(dǎo)體b右端不再帶有電荷3如下圖， a、b 兩點(diǎn)在點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電

2、場的一條電場線上，若一帶負(fù)電的粒子從b 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 a點(diǎn)時(shí)，加速度增大而速度減小，則可判定（）a點(diǎn)電荷一定帶正電且在a點(diǎn)的左側(cè)b點(diǎn)電荷一定帶正電且在a點(diǎn)的右側(cè)c點(diǎn)電荷一定帶負(fù)電且在a點(diǎn)的左側(cè)d點(diǎn)電荷一定帶負(fù)電且在a點(diǎn)的右側(cè)4如下圖， 經(jīng)過 aob三點(diǎn)的直線上有兩個(gè)等量的正點(diǎn)電荷，經(jīng)過 aod 三點(diǎn)的直線是兩點(diǎn)電荷連線的垂直平分線，已知ab=bo=co=cd以下說確的是（）a 把一正試探電荷沿直線從a 移到 b，再把它從b 移到 o，西過程中電場力做的功一定相等b 把一正試探電荷沿直線從a 移到 o，再把它從o 移到 d，電場力做的總功等于零c 把一正試探電荷從o 點(diǎn)開始沿直線oba 勻速移動(dòng)到無

3、限遠(yuǎn)處的過程中，電場力做功的功率先減小后增大d 把一正試探電荷從o 點(diǎn)開始沿直線oba 勻速移動(dòng)到無限遠(yuǎn)處的過程中，電場力做的總功等于零5如下圖，是一個(gè)電場中的等勢面分布情況試根據(jù)此圖分析：（1）如果把電子從b 等勢面移動(dòng)到e 等勢面，靜電力做功是多少電子伏特？（2）在電場中的a、b兩點(diǎn)中，哪一點(diǎn)的電場強(qiáng)度較大？簡述你的理由6如下圖，勻強(qiáng)電場中的a、b、c三點(diǎn)構(gòu)成一邊長為a 的等邊三角形電場強(qiáng)度的方向與紙面平行電子以某一初速度僅在靜電力作用下從b移動(dòng)到 a動(dòng)能減少e0，質(zhì)子僅在靜電力作用下從 c移動(dòng)到 a動(dòng)能增加e0，已知電子和質(zhì)子電量絕對值均為e，求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度。7如下圖，帶正電荷量q

4、，質(zhì)量為m的滑塊，沿固定絕緣斜面勻速下滑，現(xiàn)加一豎直向上的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為e，且 qemg ，以下判斷中正確的是（）a 物體將沿斜面減速下滑b 物體將沿斜面加速下滑c 物體仍保持勻速下滑d 僅當(dāng) qe=mg時(shí)，物體繼續(xù)保持勻速下滑. . - 2 - / 6 8如下圖，在水平放置的光滑金屬板中心正上方有一帶正電的點(diǎn)電荷q ，另一表面絕緣、帶正電的金屬小球（可視為質(zhì)點(diǎn)，且不影響原電場）以初速度v0自左向右運(yùn)動(dòng)，則在運(yùn)動(dòng)過程中，以下說確的是（）a小球先減速后加速運(yùn)動(dòng)b小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)c小球受到的電場力對小球先做負(fù)功后做正功d小球受到的電場力對小球做功為零9如下圖， xoy 坐標(biāo)系中，將一負(fù)檢驗(yàn)

5、電荷q由 y 軸上 a 點(diǎn)移至 x 軸上 b 點(diǎn)時(shí)，需克服電場力做功 w ；若將該檢驗(yàn)電荷從a 點(diǎn)移至 x 軸上的 c 點(diǎn)時(shí)， 也需克服電場力做功w 那么關(guān)于此空間的靜電場的說法，正確的是（）a可能是電場強(qiáng)度方向沿y 軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場b可能是電場強(qiáng)度方向沿x 軸正方向的勻強(qiáng)電場c可能是處于第i 象限某位置的正點(diǎn)電荷形成的電場d可能是處于第象限某位置的負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場10一個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)，電荷量為3109c，逆著電場方向水平地從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)的過程中外力做功為610 5j，帶電質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能增加了4. 5105j，求 a、b兩點(diǎn)間的電勢差uab 11在真空中的o點(diǎn)放一點(diǎn)電荷q=1.010-9c，直線

6、 mn過 o點(diǎn)，om=30cm ，m點(diǎn)放有一點(diǎn)電荷q=- 210-10c，如下圖求：（1）m點(diǎn)的場強(qiáng)大小；（2）若 m點(diǎn)的電勢比n點(diǎn)的電勢高15v，則電荷 q 從 m點(diǎn)移到 n點(diǎn)，電勢能變化了多少？（k=9. 0109n? m2/c2）12如下圖，水平方向的勻強(qiáng)電場中，有一質(zhì)量為m的帶電小球，用長為l的細(xì)線懸于點(diǎn)o，當(dāng)小球平衡時(shí)，細(xì)線和豎直方向的夾角為，現(xiàn)給小球一個(gè)初速度，速度方向和細(xì)線垂直，使小球恰能在豎直平面做圓周運(yùn)動(dòng)，則圓周運(yùn)動(dòng)過程中速度的最小值為（）abcd0 b組1圖 1-1-1 所示， a、b、c是三個(gè)安裝在絕緣支架上的金屬體，其中c球帶正電， a、b兩個(gè)完全相同的枕形導(dǎo)體不帶電。

7、試問：（1）如何使a、b都帶等量正電？（2）如何使a、b都帶等量負(fù)電？（3）如何使a帶負(fù)電 b帶等量的正電？2當(dāng)一個(gè)驗(yàn)電器帶電時(shí)，為什么兩片金屬箔會(huì)開一個(gè)角度？為什么兩個(gè)金屬箔開一定的角度就不變了？3實(shí)驗(yàn)顯示，一電子（質(zhì)量為m電荷量為e）可以以半徑為r 的圓軌道繞均勻帶電的直導(dǎo)線做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道平面與指導(dǎo)線垂直，如圖片中上圖所示（1）根據(jù)這一實(shí)驗(yàn)事實(shí)，說明均勻帶電直導(dǎo)線周圍的電場是怎樣分布的？（2）如果已知電子運(yùn)動(dòng)的速率為v，求電子所在軌道處的電場強(qiáng)度的大小（3）如果把長直導(dǎo)線無限分割成無數(shù)個(gè)小段，那么每小段都可以看作一個(gè)點(diǎn)電荷，你能根據(jù)點(diǎn)電荷的電場線分布特點(diǎn)說明由這些點(diǎn)電荷排成的直線的電

8、場線一定與該直線處處垂直嗎？. . - 3 - / 6 4孤立的點(diǎn)電荷的電場線如圖甲所示，如果在它的附近放一個(gè)導(dǎo)體，由于靜電感應(yīng)導(dǎo)體兩端會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電荷，很快達(dá)到靜電平衡狀態(tài)。感應(yīng)電荷的出現(xiàn)會(huì)改變點(diǎn)電荷周圍的電場線分布，某同學(xué)畫了靜電平衡情況下的電場線如圖乙，這位同學(xué)畫的電場線是否有錯(cuò)誤？5如下圖，三條虛線表示某電場的三個(gè)等勢面，其中1=10v，2=20 v，3=30 v。一個(gè)帶電粒子只受靜電力作用，按圖中實(shí)線軌跡從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，由此可知（）a粒子帶負(fù)電 b粒子的速度變大c粒子的加速度變大 d粒子的電勢能變大6在真空中a、b兩點(diǎn)分別放置等量異種電荷，在電場過a、b兩點(diǎn)的連線中點(diǎn)對稱地選取一個(gè)矩

9、形閉合路徑abcd，如下圖。現(xiàn)將一電子沿abcd 移動(dòng)一周，試判斷以下說確的是（）a由 ab 靜電力做正功，電子的電勢能減少b由 bc 電場對電子先做負(fù)功，后做正功，總功為0 c由 cd 電子電勢能增加d由 da 電子電勢能先減少，后增加，電勢能總增量為0 7如圖甲是某電場中的一條電場線，a、b 是這條電場線上的兩點(diǎn)，若將一負(fù)電荷從a 點(diǎn)自由釋放， 負(fù)電荷沿電場線從a到 b運(yùn)動(dòng)過程中的v-t圖象如圖乙所示，比較 a、b兩點(diǎn)電勢的高低和電場場強(qiáng)的大小可知（）a ab b aeb deaeb 8如下圖，有三塊大小相同平行導(dǎo)體板a、b 、c，其中 a與 b間距是 b與 c間距的一半，且a、b 兩板所

10、構(gòu)成的電容器的電容為10-2f，電池電壓為2 v，求 a、b 兩板上的電荷量分別為多少？9如下圖，空間存在水平方向的勻強(qiáng)電場e=2.o104n/c，在 a處有一個(gè)質(zhì)量為0.3kg 的質(zhì)點(diǎn)，所帶電荷量為q=+2.0 10-4c，用一長為l=600cm的不可伸長的絕緣細(xì)線與固定點(diǎn)0 連接。 ao與電場線平行處于水平狀態(tài)，取g=lom/s2?，F(xiàn)讓該質(zhì)點(diǎn)在a處靜止釋放，求：（1）質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)o點(diǎn)正下方時(shí)增加的機(jī)械能e；（2）質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)0 點(diǎn)正下方時(shí)的速度大小v1參考答案：. . - 4 - / 6 a組1解析： d 電場線是為了形象描述電場而假象出的一系列曲線，a錯(cuò)；電場線不能相交，b錯(cuò)；沿電場

11、線方向電勢降低，但電場線的疏密表示場強(qiáng)大小，所以沿電場線方向，場強(qiáng)不一定越來越小，c錯(cuò)；2解析：當(dāng)開關(guān)s1、s2斷開時(shí)，帶電小球a靠近金屬導(dǎo)體b時(shí)，由于靜電感應(yīng)，導(dǎo)體b左端帶有負(fù)電荷，右端帶有正電荷，a、當(dāng)閉合開關(guān)s1時(shí)，由于靜電感應(yīng)的作用，金屬導(dǎo)體b右端帶的正電荷會(huì)被從上來的負(fù)電荷中和，所以導(dǎo)體b右端不再帶有電荷，所以a錯(cuò)誤， b正確；c、同 a的分析一樣，當(dāng)閉合開關(guān)s2時(shí)，由于靜電感應(yīng)的作用，金屬導(dǎo)體b右端帶的正電荷會(huì)被從上來的負(fù)電荷中和，所以導(dǎo)體b右端不再帶有電荷，所以c錯(cuò)誤， d正確；應(yīng)選 bd 3解析：據(jù)題，帶負(fù)電的粒子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)時(shí)，速度減小，說明電場力方向從a點(diǎn)到 b點(diǎn)，說明

12、電場強(qiáng)度方向是從b點(diǎn)到 a點(diǎn)加速度增大，說明場強(qiáng)增大，則點(diǎn)電荷一定在a的左側(cè)，并且一定帶負(fù)電應(yīng)選：c 4解析：、b 為兩個(gè)等量的正點(diǎn)電荷，其連線中垂線上電場強(qiáng)度方向o a，正點(diǎn)電荷從a 點(diǎn)到 o 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，電場力方向oa，速度越來越小但電場線的疏密情況不確定，電場強(qiáng)度大小變化情況不確定，電場力做功情況不確定，故a錯(cuò)誤；b、根據(jù)電場線的對稱性可知，正試探電荷沿直線從a 移到 o，再把它從o 移到 d 的過程中，電場力做功為零，故b正確；c、d、兩個(gè)等量同種電荷連線中點(diǎn)o的電場強(qiáng)度為零，無窮遠(yuǎn)處電場強(qiáng)度也為零，故從o點(diǎn)沿著中垂線向上到無窮遠(yuǎn)處電場強(qiáng)度先增大后減小，電場力做功的功率先增大后減小

13、，故cd錯(cuò)誤；應(yīng)選： b5解析：（1）由靜電力做功公式得：wbd=qubd=- 1（ -15 ）ev=15ev （2）電場線密的地方電場的強(qiáng)度大，電場線疏的地方電場的強(qiáng)度小，等差等勢面密的地方電場強(qiáng)度大，所以a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大答： （ 1）靜電力做功是15 電子伏特；（2）a點(diǎn)的場強(qiáng)大6解析：根據(jù)動(dòng)能定理得電子從b到 a過程中： -euba=-e0，則得： b、 a間的電勢差uba質(zhì)子從 c到 a過程中， euca=e0，得 uca由可知b、c兩點(diǎn)電勢相等且大于a點(diǎn)電勢，即 b=ca因?yàn)殡妶鰹閯驈?qiáng)電場，所以bc連線為等勢面（如圖中虛線），與bc垂直為電場線（如圖中實(shí)線）則場強(qiáng)大小為：e場強(qiáng)方向垂

14、直bc ，并指向a應(yīng)選： d7解析： 設(shè)斜面傾角為，摩擦因數(shù)為質(zhì)量為 m的滑塊，沿固定絕緣斜面勻速下滑，則有 mgsin=mgcos ， 即有 sin =cos；當(dāng)加一豎直向上的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為e，且qemg ，此時(shí)物體合力應(yīng)為：f=（mg-eq）sin - （ mg-eq ）cos=0，所以物體仍保持勻速下滑，故abd錯(cuò)誤， c正確應(yīng)選：c 8解析： bd 試題分析：導(dǎo)體在電場中達(dá)到靜電平衡后其表面為等勢面，電場線與表面垂直，所以小球受到豎直向下的電場力，與重力和支持力三個(gè)力平衡，所以小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，a錯(cuò)誤， b正確；電場力與小球的運(yùn)動(dòng)方向垂直，電場力不做功，c錯(cuò)誤， d正確。9解析

15、： a、若存在電場強(qiáng)度方向沿y 軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，由等勢線與電場線垂直可知，bc 連線是一條等勢線，b、c 電勢相等，將負(fù)電荷從a 移到 b、c 時(shí)，電場力方向豎直向上，需要克服電場力做功，所以a是可能的故a正確b、若在電場強(qiáng)度方向沿x 軸正方向的勻強(qiáng)電場，由等勢線與電場線垂直可知，b、c 電勢不可能相等，不符合題意故b錯(cuò)誤c、在 bc 連線的中垂線上方第i 象限的正點(diǎn)電荷形成的電場中，b、c 兩點(diǎn)的電勢相等，將負(fù)電荷從 a 移到 b、c 時(shí)，電場力方向豎直向上，需要克服電場力做功，所以 c是可能的 故 c正確d、若處于第象限某位置的負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場中，b、c 兩點(diǎn)的電勢相等，將負(fù)電荷從a

16、移到 b、c 時(shí)，電場力方向豎直向上，需要克服電場力做功，所以d是可能的故d正確應(yīng)選： acd 10解析： 根據(jù)能量守恒定律：外力做功轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和電勢能w=ek+ep根據(jù)受力分析，電場力做負(fù)功所以為 -1. 5105j wab=quab ， uab=-0.5104j 11解析： （1）由點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式e=k ， 可知， e 100v/m ，所以電荷q在 m點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小是100n/c（2）電荷 q 從 m點(diǎn)移到 n點(diǎn)，負(fù)電荷受力的方向向左，電場力做的負(fù)功為w ，則：. . - 5 - / 6 um n答：（ 1）電荷 q在 m點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小是100v/m；（ 2）電荷 q產(chǎn)生的電場中m

17、 、n兩點(diǎn)間的電勢差為15v12解析： 以小球?yàn)檠芯繉ο?，受重力與電場力，所以求出二力的合力：f=，電場力為mgtan，由于小球恰好做圓周運(yùn)動(dòng)，所以圓周運(yùn)動(dòng)過程中速度的最小值處在重力和電場力合力的反方向上，且二力的合力提供向心力由牛頓第二定律得：小球的最小速度v=故 abd錯(cuò)誤， c正確應(yīng)選：cb組1解析： （1）把 ab緊密靠攏，讓c靠近 b，則在 b端感應(yīng)出負(fù)電荷，a端感應(yīng)出等量正電荷，把 a與 b分開后再用手摸一下b，則 b所帶的負(fù)電荷就被中和，再把a(bǔ)與 b接觸一下， a和 b就帶等量正電荷。（2）把 ab緊密靠攏，讓c靠近 b，則在 b端感應(yīng)出負(fù)電荷，a端感應(yīng)出等量正電荷，再用手摸一下

18、 a或 b，則 a所帶的正電荷就被中和，而b端的負(fù)電荷不變，移去c以后再把a(bǔ)與 b分開，則 a和 b就帶等量負(fù)電荷。（3）把 ab緊密靠攏，讓c靠近 a，則在 a端感應(yīng)出負(fù)電荷，b端感應(yīng)出等量正電荷，馬上把a(bǔ)與 b分開后，則a帶負(fù)電 b帶等量的正電。利用靜電感應(yīng)的原理可以輕松解決此題。（1）把 ab緊密靠攏，讓c靠近 b，則在 b端感應(yīng)出負(fù)電荷， a端感應(yīng)出等量正電荷，把a(bǔ)與 b分開后再用手摸一下b ，則 b所帶的負(fù)電荷就被中和，再把 a與 b接觸一下， a和 b就帶等量正電荷。 （2）把 ab緊密靠攏，讓c靠近 b，則在 b端感應(yīng)出負(fù)電荷， a端感應(yīng)出等量正電荷，再用手摸一下a或 b，則 a

19、所帶的正電荷就被中和，而b端的負(fù)電荷不變，移去c以后再把a(bǔ)與 b分開，則a和 b就帶等量負(fù)電荷。 （3）把 ab緊密靠攏，讓c靠近 a，則在 a 端感應(yīng)出負(fù)電荷，b 端感應(yīng)出等量正電荷，馬上把a(bǔ) 與 b 分開后，則a 帶負(fù)電b帶等量的正電。2解析： 驗(yàn)電器上端的金屬小球?qū)⑽矬w上的電荷引導(dǎo)到兩片金屬箔上，所以金屬箔上帶有同種電荷，會(huì)互相排斥，故會(huì)開一定的角度當(dāng)電荷靜電平衡之后，電荷不在移動(dòng)，所以兩個(gè)金屬箔開一定角度就不變了；3解析： （1） 由于電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以所受電場力提供向心力，則電場力方向指向運(yùn)動(dòng)軌道的圓心，有因?yàn)殡娮铀鶐щ姾蔀樨?fù)，所以電場方向?yàn)橐詫?dǎo)線為圓心，垂直導(dǎo)線指向外側(cè)帶電導(dǎo)

20、線為帶正電荷（理解的話可以這樣來，單獨(dú)帶正電的點(diǎn)電荷電場分布知道吧？可以看做一個(gè)電場處處向外的球體，而帶電導(dǎo)線構(gòu)成的是處處向外的柱體）（ 2）根據(jù)向心力=電場力 ee=所以（3） 畫出點(diǎn)電荷的電場線的圖，而運(yùn)動(dòng)軌道為圓形，圓形為點(diǎn)電荷，電場線方向?yàn)榻?jīng)過半徑，所以垂直4解析：有錯(cuò)誤。中間的兩條線?！罢鲐?fù)入”靜電平衡的導(dǎo)體是一個(gè)等勢體5解析： ab 試題分析：由圖象可知帶電粒子的軌跡向右偏轉(zhuǎn)，得出粒子所受力的方向向右；又由電場線指向電勢降低的方向，得出電場線方向大致向左因?yàn)閹щ娏Ｗ邮芰εc電場的方向相反， 所以粒子帶負(fù)電故 a正確由動(dòng)能定理得， 合外力（電場力） 做正功， 動(dòng)能增加 故b 正確由于等勢面密的地方電場線也密、電場線密的地方粒子受到的力也大，力越大加速度也越大， 所以粒子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，加速度在變大故 c錯(cuò)誤 由電場力做功的公式得，粒子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，