（新教材）2021-2022學(xué)年高一物理下學(xué)期暑假鞏固練習(xí)7 靜電場(chǎng)中的能量

1、 7 靜電場(chǎng)中的能量一、選擇題：第15題為單選題，第612題為多選題。1正點(diǎn)電荷電場(chǎng)分布如圖，該正點(diǎn)電荷電量為Q，則Q在與它相距r處的點(diǎn)所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，A、B、C是電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn)。正點(diǎn)電荷在靜電力作用下，沿電場(chǎng)線由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)的過(guò)程中，關(guān)于電場(chǎng)力對(duì)電荷所做的功和電荷電勢(shì)能的變化，下列說(shuō)法正確的是（）A電場(chǎng)力做負(fù)功B電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功C電荷電勢(shì)能增加D電荷電勢(shì)能減少2Q1、Q2是靜止的等量異種點(diǎn)電荷，其電場(chǎng)線分布如圖所示，M、N、P為電場(chǎng)中的點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）AQ1帶正電，Q2帶負(fù)電BN點(diǎn)電勢(shì)小于P點(diǎn)電勢(shì)CM點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小于N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度D正電荷從N向M運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能增大3靜電

2、除塵用于粉塵較多的各種場(chǎng)所，除去有害的微粒，或者回收物資等。如圖所示，靜電除塵器由板狀收集器A和線狀電離器B組成。當(dāng)AB兩端接上上千伏高壓時(shí)，B附近的空氣分子被電離，成為正離子和電子。電子向著A運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，遇到煙氣中的粉塵，使粉塵帶負(fù)電，從而被吸附到A板上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中，則下列說(shuō)法正確的是（）A兩塊A板之間形成的是勻強(qiáng)電場(chǎng)B空氣分子離B越近越容易被電離C帶電后的粉塵向A板運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電勢(shì)能逐漸增加D除塵過(guò)程中，會(huì)有持續(xù)的電流通過(guò)G表，方向從b流向a4如圖，醫(yī)用口罩由多層織物材料構(gòu)成，其中有一層熔噴布經(jīng)過(guò)特殊工藝處理后成為駐極體材料，這層材料表面長(zhǎng)期帶有正電荷，能有效吸附細(xì)小

3、的粉塵，而這些粉塵通常是細(xì)菌和病毒傳播的載體。則其中即將被吸附的帶電粉塵，一定是（）A帶正電B沿電場(chǎng)線加速靠近熔噴布C在靠近熔噴布的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功D在靠近熔噴布的過(guò)程中電勢(shì)能增加5如圖所示，正方體ABCD-EFGH所處空間中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)（圖中未畫出）。在A、F兩點(diǎn)分別放入正、負(fù)兩等量異種點(diǎn)電荷甲和乙后，B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)變?yōu)榱恪Ｏ铝姓f(shuō)法正確的是（）A放入點(diǎn)電荷前，B點(diǎn)電勢(shì)高于H點(diǎn)B放入點(diǎn)電荷前后，C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向不變C原勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向從A指向FD放入點(diǎn)電荷后，再將甲從A點(diǎn)沿直線移至D點(diǎn)的過(guò)程，甲的電勢(shì)能保持不變6如圖所示，將一個(gè)平行板電容器的兩極板分別與靜電計(jì)的金屬球及地線相連，靜電計(jì)的外殼接地。

4、給電容器充電，此時(shí)靜電計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)一定角度，表明電容器的兩極板間存在一定的電勢(shì)差。下面的敘述符合實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果的是（）Ab板向右平移，靜電計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)角度變小Bb板向上平移，靜電計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)角度變小Cb板不動(dòng)，在a、b間插入一塊絕緣介質(zhì)板，靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度變小D緊靠b板在a、b間插入一塊金屬板，靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度變大7如圖所示，圓心為O點(diǎn)，半徑R=0.1m的圓處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與圓平面平行，ab和cd為該圓的直徑。將電荷量為q=+0.1C的粒子從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為2J；若將該粒子從c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為4J。下列說(shuō)法正確的是（）A該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向與ab平行B電場(chǎng)強(qiáng)度的

5、大小E=200V/mCa點(diǎn)電勢(shì)低于c點(diǎn)電勢(shì)D將該粒子從d點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為-2J8通常把離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)規(guī)定為零，已知場(chǎng)源電荷Q的電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)的表達(dá)式為（式中k為靜電力常量，r為該點(diǎn)到場(chǎng)源電荷間的距離）。真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1、Q2，分別固定在x坐標(biāo)軸的和的位置上。x軸上各點(diǎn)的電勢(shì)隨x的變化關(guān)系如圖所示。A、B是圖線與x軸的交點(diǎn)，A點(diǎn)的x坐標(biāo)是6.4cm，圖線上C點(diǎn)的切線水平。下列說(shuō)法正確的是（）A電荷Q1、Q2的電性相同B電荷Q1、Q2的電荷量之比為4:1CB點(diǎn)的x坐標(biāo)是10.4cmDC點(diǎn)的x坐標(biāo)是16cm9如圖所示，R是一個(gè)定值電阻，A、B為水平正對(duì)放置的兩塊平行金屬板，

6、閉合開關(guān)S時(shí)，兩板間帶電微粒P處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列操作中能使P不動(dòng)的是（）A斷開開關(guān)S，增大A、B兩金屬板的間距B斷開開關(guān)S，減小A、B兩金屬板的正對(duì)面積C閉合開關(guān)S，靠近A板內(nèi)側(cè)插入一塊一定厚度的金屬片D閉合開關(guān)S，靠近B板內(nèi)側(cè)插入一塊一定厚度的陶瓷片10如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中有A、B、C三點(diǎn)，已知A、B兩點(diǎn)間的距離為，A，C兩點(diǎn)間的距離為8cm，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向平行于A、B、C三點(diǎn)所確定的平面。現(xiàn)把電荷量的帶正電的點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，該過(guò)程中電場(chǎng)力做功，當(dāng)將該點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做功，若取A點(diǎn)的電勢(shì)為零，則（）（，）A該點(diǎn)電荷在B點(diǎn)的電勢(shì)能為BA、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為5VCC點(diǎn)的電勢(shì)為20

7、VD勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為11規(guī)定無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為0，則距離點(diǎn)電荷Q為r的位置的電勢(shì)，其中k為靜電力常量，以正電荷Q為坐標(biāo)原點(diǎn)，以某一根電場(chǎng)線為坐標(biāo)軸x，則x軸上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E與x-2的圖像如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A距離點(diǎn)電荷1m處的各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B距離點(diǎn)電荷1m處的各點(diǎn)的電勢(shì)相同C電子從x1=lm點(diǎn)移動(dòng)到x2=2m點(diǎn)的過(guò)程中電勢(shì)能增加45eVDx1=1m與x2=2m處的電勢(shì)差小于x2=2m與x3=3m處的電勢(shì)差12如圖所示，兩平行金屬板M、N與電源相連，N板接地，在距兩板等距離的P點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)帶負(fù)電的微粒，發(fā)現(xiàn)該微粒往N板運(yùn)動(dòng)，則（）A保持S接通，若要使微粒懸浮在P點(diǎn)，可將

8、M板下移適當(dāng)距離B保持S接通，若將M板下移一小段距離，P點(diǎn)的電勢(shì)降低C將S接通后再斷開，若要使微粒懸浮在P點(diǎn)，可將N板下移一小段距離D將S接通后再斷開，若將N板下移一小段距離，該微粒在P點(diǎn)的電勢(shì)能減小二、非選擇題13如圖所示，當(dāng)一個(gè)帶正電荷的物體C靠近原來(lái)不帶電的導(dǎo)體時(shí)，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體內(nèi)的電荷將重新分布，最終遠(yuǎn)離帶電物體C的B端帶_（選填“正”或“負(fù)”）電荷；導(dǎo)體A端的電勢(shì)_（選填“大于”、“等于”或“小于”）導(dǎo)體B端的電勢(shì)；D為導(dǎo)體內(nèi)的一點(diǎn)，該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度_（選填“大于”或“等于”）零。14如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有a、b、c三點(diǎn)，ab3cm，bc8cm，其中ab沿電場(chǎng)方向，b

9、c和電場(chǎng)方向成60角，一個(gè)電荷量為q4108C的正電荷從a移到b電場(chǎng)力做功為W1.2107J，則勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小是_Vm，b、c兩點(diǎn)的電勢(shì)差為_V。15有一個(gè)帶電荷量q+3106C的點(diǎn)電荷，從某電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力對(duì)電荷做功6104J，從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，靜電力對(duì)電荷做功9104J，問(wèn)：（1）AB和BC間電勢(shì)差各為多少？（2）若以B點(diǎn)電勢(shì)為零，則A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)各為多少？（3）若以B點(diǎn)電勢(shì)為零，一電荷量為q-2106C點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能為多少？答案與解析1【答案】D【解析】正電荷所受電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)方向相同，所以電荷所受電場(chǎng)力水平向右，又因?yàn)殡姾上蛴疫\(yùn)動(dòng)，所以電場(chǎng)力一直做正功，電

10、勢(shì)能減小，故ABC錯(cuò)誤，D正確。2【答案】B【解析】因電場(chǎng)線從正電荷到負(fù)電荷，則Q2帶正電，Q1帶負(fù)電，A錯(cuò)誤；因N點(diǎn)距離負(fù)電荷較近，P點(diǎn)距離正電荷較近，則N點(diǎn)電勢(shì)小于P點(diǎn)電勢(shì)，B正確；因M點(diǎn)的電場(chǎng)線較N點(diǎn)密集，則M點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大于N點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度，C錯(cuò)誤；正電荷從N向M運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，則其電勢(shì)能減小，D錯(cuò)誤。3【答案】B【解析】由題意知兩塊A板都帶正電，所以兩板間電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；空氣分子離B越近，受到的電場(chǎng)力越大，越容易被電離，故B正確；帶電后的粉塵向A板運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能逐漸減小，故C錯(cuò)誤；由電源連接方式知A板接電源正極，電勢(shì)高，B接電源負(fù)極電勢(shì)低，除塵過(guò)程中，AB

11、間有持續(xù)的由A向B的電流，所以會(huì)有持續(xù)的電流通過(guò)G表，方向從a流向b，故D錯(cuò)誤。4【答案】C【解析】由于口罩材料表面長(zhǎng)期帶有正電荷，則被吸附的帶電粉塵，一定是帶負(fù)電荷，A錯(cuò)誤；熔噴布產(chǎn)生的電場(chǎng)線不一定是直線，而只有電場(chǎng)線是直線，帶電粒子的初速度為零或初速度方向與電場(chǎng)線方向在同一條直線上時(shí)帶電粒子的軌跡才與電場(chǎng)線重合，B錯(cuò)誤；由選項(xiàng)A可知，被吸附的帶電粉塵，一定是帶負(fù)電荷，則負(fù)電荷靠近熔噴布的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，C正確、D錯(cuò)誤。5【答案】B【解析】電場(chǎng)線分布如圖所示，因?yàn)榉湃氲攘慨惙N電荷后B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，故原勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向由F指向A，因此，放入電場(chǎng)前，B點(diǎn)和H點(diǎn)處于同一等勢(shì)面上，

12、電勢(shì)相等，故AC錯(cuò)誤；放入點(diǎn)電荷前，C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向與原勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同，放入點(diǎn)電荷后，點(diǎn)電荷在C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小于原場(chǎng)強(qiáng)，疊加后方向不變，故B正確；放入點(diǎn)電荷后，AD不在同一等勢(shì)面上，將甲從A點(diǎn)沿直線移至D點(diǎn)的過(guò)程，甲的電勢(shì)能要發(fā)生變化，故D錯(cuò)誤。6【答案】AC【解析】由題可知，電容器帶電量不變，根據(jù)，b板向右平移，則平行板間距變小，電容增大，根據(jù)，則電勢(shì)差減小，靜電計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)角度變小，故A正確；由上兩式可知，b板向上平移，則正對(duì)面積減小，電容減小，則電勢(shì)差增大，靜電計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)角度變大，故B錯(cuò)誤；由上兩式可知，b板不動(dòng)，在a、b間插入一塊絕緣介質(zhì)板，則介電常數(shù)增大，電容增大，電勢(shì)差減小，

13、靜電計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)角度變小，故C正確；由上兩式可知，緊靠b板在a、b間插入一塊金屬板，則相當(dāng)于平行板間距變小，電容增大，電勢(shì)差減小，靜電計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)角度變小，故D錯(cuò)誤。7【答案】BC【解析】根據(jù)題意可知：粒子從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為2J；若將該粒子從c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為4J，移動(dòng)距離ab在電場(chǎng)方向的投影dab，移動(dòng)距離cd在電場(chǎng)方向的投影dcd，根據(jù)電場(chǎng)力做功表達(dá)式W電=qEd，可知dcd是dab的兩倍，設(shè)圓形電場(chǎng)區(qū)域的半徑為R，如圖，由幾何關(guān)系得ab在cd方向的投影等于R，即dcd是dab的兩倍，所以電場(chǎng)線的方向由c指向d，場(chǎng)強(qiáng)方向與cd平行，故A錯(cuò)誤；粒子從c到d做的功為W電=

14、qEdcd，代入數(shù)據(jù)解得E=200V/m，故B正確；沿電場(chǎng)方向電勢(shì)逐漸減小，c點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)電勢(shì)，a與c為等勢(shì)點(diǎn)，所以c點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì)，故C正確；將該粒子從d點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為，故D錯(cuò)誤。8【答案】BD【解析】根據(jù)結(jié)合圖象可知場(chǎng)源電荷附近電勢(shì)正負(fù)和場(chǎng)源電荷正負(fù)一致，故由圖可得原點(diǎn)處電荷Q1帶正電，處電荷Q2帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；A點(diǎn)處電勢(shì)為零，故有，所以，電荷Q1、Q2的電荷量之比，故B正確；B點(diǎn)處電勢(shì)為零，根據(jù)電勢(shì)為零可得，可得，解得，故C錯(cuò)誤；C點(diǎn)電勢(shì)變化為零，故C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，根據(jù)疊加定理可得兩場(chǎng)源電荷在C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，故有，解得，故D正確。9【答案】AD【解析】閉合開關(guān)S時(shí)，兩

15、板間帶電微粒P處于靜止?fàn)顟B(tài)，則，斷開開關(guān)S，電容器的帶電量Q不變，由，解得，增大A、B兩金屬板的間距，兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，兩板間帶電微粒P處于靜止?fàn)顟B(tài)，故A正確；減小A、B兩金屬板的正對(duì)面積，兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大，帶電微粒P向上運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；閉合開關(guān)S，電容器兩板間電壓不變，靠近A板內(nèi)側(cè)插入一塊一定厚度的金屬片，金屬片在電容器中是等勢(shì)體，P處電場(chǎng)強(qiáng)度增大，帶電微粒P向上運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；閉合開關(guān)S，電容器兩板間電壓不變，靠近B板內(nèi)側(cè)插入一塊一定厚度的陶瓷片，電容器的電容變大，但電容器兩板間電壓不變，由，可知，兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變，兩板間帶電微粒P處于靜止?fàn)顟B(tài)，故D正確。10【答案】BD【解析】

16、點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，因在A點(diǎn)的電勢(shì)為零，可知該點(diǎn)電荷在B點(diǎn)的電勢(shì)能為，A錯(cuò)誤；由，可得A、B間的電勢(shì)差，B正確；因?yàn)椋傻肅點(diǎn)的電勢(shì)，C錯(cuò)誤；設(shè)D是A、C連線上的點(diǎn)，若，則B、D連線就是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的一個(gè)等勢(shì)線，由于，可得，故電場(chǎng)強(qiáng)度的方向由A指向C，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，D正確。11【答案】BC【解析】點(diǎn)電荷為圓心，為半徑的球面上，各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同，但方向不同，故A錯(cuò)誤；以點(diǎn)電荷為球心的球面是一個(gè)等勢(shì)面，即各點(diǎn)的電勢(shì)相等，故B正確；由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式可知，結(jié)合E與x-2的圖像可知，由題意知Q為正電荷，所以x1=lm和x2=2m處的電勢(shì)分別，所以電子從x1=lm

17、點(diǎn)移動(dòng)到x2=2m點(diǎn)的過(guò)程中電勢(shì)能的變化，即電勢(shì)能增加，故C正確；x1=lm與x2=2m處的電勢(shì)差為，x2=2m與x3=3m處的電勢(shì)差為，所以x1=lm與x2=2m處的電勢(shì)差大于x2=2m與x3=3m處的電勢(shì)差，故D錯(cuò)誤。12【答案】AD【解析】由于微粒向N板運(yùn)動(dòng)，可知，若要使微粒懸浮在P點(diǎn)，可增加極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度。保持S接通，兩板間電壓U保持不變，若將M板下移適當(dāng)距離，兩板間距離d減小，根據(jù)，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度增加，從而可使微粒懸浮在P點(diǎn)，A正確；保持S接通，若將M板下移一小段距離，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度增加，根據(jù)，可知P點(diǎn)與N板間電勢(shì)差增加，而N板電勢(shì)為零，從而P點(diǎn)的電勢(shì)升高，B錯(cuò)誤；將S接通后再斷開，極板的帶電量Q保持不變，根據(jù)，若可將N板下移一小段距離，兩極板間的距離d減小，由于，可知極板內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度，與極板間的距離無(wú)關(guān)，因此極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度保持不變，微粒依然往N板運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；將S接通后再斷開，若將N板下移一小段距離，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度保持不變，但PN間距離