（新教材）物理必修靜電場中的能量練習(xí)含答案

2020--2021（新教材）物理必修第三冊第10章靜電場中的能量練習(xí)含答案（新教材）必修第三冊第10章靜電場中的能量1、如圖所示，虛線為靜電場中的等勢面1、2、3、4，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面3的電勢為0。一帶正電的點(diǎn)電荷在靜電力的作用下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過a、b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為26eV和5eV。當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到某一位置，其電勢能變?yōu)椋?eV時(shí)，它的動(dòng)能應(yīng)為()A．8eV B．13eVC．20eV D．34eV2、在電場中，把電荷量為4×10－9C的正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服靜電力做功6×10－8A．電荷在B點(diǎn)具有的電勢能是6×10－8JB．B點(diǎn)電勢是15VC．電荷的電勢能增加了6×10－8JD．電荷的電勢能減少了6×10－8J3、一對等量正點(diǎn)電荷的電場的電場線(實(shí)線)和等勢線(虛線)如圖所示，圖中A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度分別是EA、EB，電勢分別是φA、φB，負(fù)電荷q在A、B兩點(diǎn)時(shí)的電勢能分別是EpA、EpB，下列判斷正確的是()A．EA>EB，φA>φB，EpA<EpBB．EA>EB，φA<φB，EpA<EpBC．EA<EB，φA>φB，EpA>EpBD．EA<EB，φA<φB，EpA>EpB4、用兩節(jié)相同的電池分別給兩個(gè)原來不帶電的電容器C1和C2充電，已知C1＜C2。當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，兩電容器每極板的帶電荷量分別為Q1和Q2，則()A．Q1＞Q2B．Q1＜Q2C．Q1＝Q2D．無法確定Q1與Q2的大小關(guān)系5、如圖所示，質(zhì)子(11H)和α粒子(24He)，以相同的初動(dòng)能垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(不計(jì)粒子重力)，則這兩個(gè)粒子射出電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)位移y之比為()A．1∶1B．1∶2C．2∶1D．1∶46、有一個(gè)充電的平行板電容器，兩極板間的電壓為3V，現(xiàn)設(shè)法使它的電荷量減少3×10－4C，于是其板間的電壓降為原來的eq\f(1,3)，如果再使它的帶電荷量增加，當(dāng)板間的電壓增加到16V時(shí)，它的帶電荷量為元電荷的多少倍？*7、如圖所示，在xOy平面內(nèi)有一個(gè)以O(shè)為圓心、半徑R＝0.1m的圓，P為圓周上的一點(diǎn)，O、P兩點(diǎn)連線與x軸正方向的夾角為θ。若空間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小E＝100V/m，則O、P兩點(diǎn)的電勢差可表示為()A．UOP＝－10sinθ(V) B．UOP＝10sinθ(V)C．UOP＝－10cosθ(V) D．UOP＝10cosθ(V)*8、如圖所示為某靜電場等勢面的分布圖，電荷量為×10－9CA．×10－8J B．－×10－8JC．×10－8J D．－×10－8J*9、一個(gè)已充電的電容器，若使它的帶電荷量減少3×10－4C，則其電壓減小為原來的eq\f(1,3)，則()A．電容器原來的帶電荷量為9×10－4B．電容器原來的帶電荷量為×10－4C．電容器原來的電壓為1VD．電容器的電容變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,3)*10、如圖所示，一帶電小球以速度v0水平射入接入電路中的平行板電容器中，并沿直線打在屏上O點(diǎn)，若僅將平行板電容器上極板平行上移一些后，讓帶電小球再次從原位置水平射入并能打在屏上，其他條件不變，兩次相比較，則再次射入的帶電小球()A．將仍打在O點(diǎn)B．將打在O點(diǎn)的上方C．穿過平行板電容器的時(shí)間將增加D．到達(dá)屏上時(shí)的動(dòng)能將增加*11、如圖所示，在某電場中畫出了四條電場線，C、D兩點(diǎn)是AB連線的三等分點(diǎn)。已知A點(diǎn)的電勢為φA＝30V，B點(diǎn)的電勢為φB＝0，則()A．C點(diǎn)的電勢＝20VB．C點(diǎn)的電勢<20VC．C點(diǎn)的電勢>20VD．A、B、C都不正確12、在如圖所示的勻強(qiáng)電場中，有A、B兩點(diǎn)，且A、B兩點(diǎn)間的距離為x＝0.2m，已知AB連線與電場線夾角為θ＝60°，今把一電荷量q＝－2×10－8C的檢驗(yàn)電荷放入該勻強(qiáng)電場中，其受到的靜電力的大小為F＝4×10－4(1)電場強(qiáng)度E的大小和方向；(2)若把該檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電勢能變化了多少；(3)若A點(diǎn)為電勢零點(diǎn)，電荷量q′＝－2×10－8C2020--2021（新教材）物理必修第三冊第10章靜電場中的能量練習(xí)含答案（新教材）必修第三冊第10章靜電場中的能量1、如圖所示，虛線為靜電場中的等勢面1、2、3、4，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面3的電勢為0。一帶正電的點(diǎn)電荷在靜電力的作用下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過a、b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為26eV和5eV。當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到某一位置，其電勢能變?yōu)椋?eV時(shí)，它的動(dòng)能應(yīng)為()A．8eV B．13eVC．20eV D．34eV解析：選C經(jīng)過a、b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為26eV和5eV，題圖中虛線所示為靜電場中的等勢面1、2、3、4，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，故電荷經(jīng)過相鄰兩個(gè)等勢面時(shí)的動(dòng)能減小量為：ΔEk＝eq\f(26－5,3)eV＝7eV，故經(jīng)過等勢面3時(shí)的動(dòng)能為12eV，總能量為12eV＋0＝12eV，由于只有電場力做功，所以電勢能和動(dòng)能之和守恒，當(dāng)其電勢能變?yōu)椋?eV時(shí)，有：0＋12eV＝－8eV＋Ek；解得動(dòng)能應(yīng)為：Ek＝20eV。故C正確。2、在電場中，把電荷量為4×10－9C的正點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服靜電力做功6×10－8A．電荷在B點(diǎn)具有的電勢能是6×10－8JB．B點(diǎn)電勢是15VC．電荷的電勢能增加了6×10－8JD．電荷的電勢能減少了6×10－8J解析：選C電荷在電場中某點(diǎn)的電勢能具有相對性，只有確定了零電勢點(diǎn)，B點(diǎn)的電勢、電荷在B點(diǎn)的電勢能才是確定的數(shù)值，故A、B錯(cuò)誤；由于電荷從A移到B的過程中克服靜電力做功6×10－8J，故電荷電勢能應(yīng)該增加了6×10－8J，故C正確，D錯(cuò)誤。3、一對等量正點(diǎn)電荷的電場的電場線(實(shí)線)和等勢線(虛線)如圖所示，圖中A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度分別是EA、EB，電勢分別是φA、φB，負(fù)電荷q在A、B兩點(diǎn)時(shí)的電勢能分別是EpA、EpB，下列判斷正確的是()A．EA>EB，φA>φB，EpA<EpBB．EA>EB，φA<φB，EpA<EpBC．EA<EB，φA>φB，EpA>EpBD．EA<EB，φA<φB，EpA>EpB解析：選AA處電場線比B處密集，故EA>EB；離正電荷越近電勢越高，故φA>φB；負(fù)電荷在A、B兩處的電勢能EpA<EpB，故A正確。4、用兩節(jié)相同的電池分別給兩個(gè)原來不帶電的電容器C1和C2充電，已知C1＜C2。當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，兩電容器每極板的帶電荷量分別為Q1和Q2，則()A．Q1＞Q2B．Q1＜Q2C．Q1＝Q2D．無法確定Q1與Q2的大小關(guān)系解析：選B相同的電池，則電壓相同，故根據(jù)Q＝CU可知電容越大，充電量越大，即Q1＜Q2，B正確。5、如圖所示，質(zhì)子(11H)和α粒子(24He)，以相同的初動(dòng)能垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(不計(jì)粒子重力)，則這兩個(gè)粒子射出電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)位移y之比為()A．1∶1B．1∶2C．2∶1D．1∶4解析：選B由y＝eq\f(1,2)·eq\f(Eq,m)·eq\f(L2,v02)和Ek0＝eq\f(1,2)mv02，得y＝eq\f(EL2q,4Ek0)，可知，y與q成正比，B正確。6、有一個(gè)充電的平行板電容器，兩極板間的電壓為3V，現(xiàn)設(shè)法使它的電荷量減少3×10－4C，于是其板間的電壓降為原來的eq\f(1,3)，如果再使它的帶電荷量增加，當(dāng)板間的電壓增加到16V時(shí)，它的帶電荷量為元電荷的多少倍？解析：根據(jù)C＝eq\f(Q,U)知：C＝eq\f(ΔQ,ΔU)＝eq\f(3×10－4,2)F＝×10－4F。電壓增加到16V時(shí)，所帶電荷量Q＝CU＝×10－4×16C＝×10－3C。帶電荷量為元電荷的倍數(shù)：n＝eq\f×10－3,×10－19)＝×1016。答案：×1016*7、如圖所示，在xOy平面內(nèi)有一個(gè)以O(shè)為圓心、半徑R＝0.1m的圓，P為圓周上的一點(diǎn)，O、P兩點(diǎn)連線與x軸正方向的夾角為θ。若空間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小E＝100V/m，則O、P兩點(diǎn)的電勢差可表示為()A．UOP＝－10sinθ(V) B．UOP＝10sinθ(V)C．UOP＝－10cosθ(V) D．UOP＝10cosθ(V)解析：選A本題主要考查勻強(qiáng)電場中電場強(qiáng)度與電勢的關(guān)系，意在考查U＝Ed中d的物理意義。由題圖知UOP＝－E·PO·sinθ＝－10sinθ(V)，A正確。*8、如圖所示為某靜電場等勢面的分布圖，電荷量為×10－9CA．×10－8J B．－×10－8JC．×10－8J D．－×10－8J解析：選B由于UAD＝φA－φD＝－40V－(－10)V＝－30V，所以從A至D，電場力對電荷做的功：WAD＝qUAD＝×10－9×(－30)J＝－×10－8J，B正確。*9、一個(gè)已充電的電容器，若使它的帶電荷量減少3×10－4C，則其電壓減小為原來的eq\f(1,3)，則()A．電容器原來的帶電荷量為9×10－4B．電容器原來的帶電荷量為×10－4C．電容器原來的電壓為1VD．電容器的電容變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,3)解析：選B平行板電容器的電荷量減少ΔQ＝3×10－4C，電壓減小為原來的eq\f(1,3)，由C＝eq\f(Q,U)知，電荷量減少為原來的eq\f(1,3)，即減少了原來的eq\f(2,3)，則根據(jù)C＝eq\f(ΔQ,ΔU)知，電容器原來的帶電荷量Q＝ΔQ＝×3×10－4C＝×10－4C，A錯(cuò)誤，B正確；由已知條件無法求電壓，電容反映電容器本身的特性，電容器極板上的電荷減少，電容器的電容不變，C、D錯(cuò)誤。*10、如圖所示，一帶電小球以速度v0水平射入接入電路中的平行板電容器中，并沿直線打在屏上O點(diǎn)，若僅將平行板電容器上極板平行上移一些后，讓帶電小球再次從原位置水平射入并能打在屏上，其他條件不變，兩次相比較，則再次射入的帶電小球()A．將仍打在O點(diǎn)B．將打在O點(diǎn)的上方C．穿過平行板電容器的時(shí)間將增加D．到達(dá)屏上時(shí)的動(dòng)能將增加解析：選D由題意可知，要考慮小球的重力，第一次重力與電場力平衡；第二次U不變，若僅將平行板電容器上極板平行上移一些，則極板間的距離d變大，場強(qiáng)變小，電場力變小，重力與電場力的合力偏向下，帶電小球?qū)⒋蛟贠點(diǎn)的下方。由于水平方向運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不變，故時(shí)間不變；而由于第二次合力做正功，故小球的動(dòng)能將增加。綜上所述，只有選項(xiàng)D正確。*11、如圖所示，在某電場中畫出了四條電場線，C、D兩點(diǎn)是AB連線的三等分點(diǎn)。已知A點(diǎn)的電勢為φA＝30V，B點(diǎn)的電勢為φB＝0，則()A．C點(diǎn)的電勢＝20VB．C點(diǎn)的電勢<20VC．C點(diǎn)的電勢>20VD．A、B、C都不正確解析：選B由題圖看出，AC段電場線比CD段、DB段電場線密，則AC段電場強(qiáng)度最大，根據(jù)公式U＝Ed可以知道，A、C間電勢差UAC大于C、D間電勢差UCD和D、B間電勢差UDB。所以UAC＞eq\f(1,3)UAB＝eq\f(1,3)(φA－φB)＝10V，即(φA－φC)＞10V，又φA＝30V，可以知道φC＜20V。所以B選項(xiàng)是正確的。12、在如圖所示的勻強(qiáng)電場中，有A、B兩點(diǎn)，且A、B兩點(diǎn)間的距離為x＝0.2m，已知AB連線與電場線夾角為θ＝60°，今把一電荷量q＝－2×10－8C的檢驗(yàn)電荷放入該勻強(qiáng)電場中，其受到的靜電力的大小為F＝4×10－4(1)電場強(qiáng)度E的大小和方向；(2)若把該檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電勢能變化了多少；(3)若A點(diǎn)為電勢零點(diǎn)，電荷量q′＝－2×10－8C解析：(1)電場強(qiáng)度E的大小為E＝eq