人教高中物理 選修 31 第1章 靜電場(chǎng)(電場(chǎng)線和等勢(shì)面)習(xí)題

/電場(chǎng)線及等勢(shì)面的習(xí)題一、知識(shí)點(diǎn)歸納,考點(diǎn)：電場(chǎng)線、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能、電勢(shì)、等勢(shì)面、電場(chǎng)力做功?！惨弧潮葦M電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小的方法：1、在同一電場(chǎng)分布圖上,觀察電場(chǎng)線的疏密程度,電場(chǎng)線分布相對(duì)密集處,場(chǎng)強(qiáng)；電場(chǎng)線分布相對(duì)稀疏處,場(chǎng)強(qiáng)。2、等勢(shì)面密集處場(chǎng)強(qiáng),等勢(shì)面稀疏處場(chǎng)強(qiáng)〔二〕關(guān)于電勢(shì)、等勢(shì)面與電場(chǎng)線的關(guān)系：電場(chǎng)線等勢(shì)面,且指向電勢(shì)降落最陡的方向,等勢(shì)面越密集的地方,電場(chǎng)強(qiáng)度越?！踩潮葦M電荷在電場(chǎng)中某兩點(diǎn)的電勢(shì)大小的方法：1、利用電場(chǎng)線來(lái)判斷：在電場(chǎng)中沿著電場(chǎng)線的方向,電勢(shì)。2、利用等勢(shì)面來(lái)判斷：在靜電場(chǎng)中,同一等勢(shì)面上各的電勢(shì)相等,在不同的等勢(shì)面間,沿著電場(chǎng)線的方向各等勢(shì)面的電勢(shì)越來(lái)越低?！菜摹潮葦M電荷在電場(chǎng)中某兩點(diǎn)的電勢(shì)能大小的方法：1、只有電場(chǎng)力做功時(shí)：電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能動(dòng)能這種方法與電荷的正負(fù)無(wú)關(guān)。2、利用電場(chǎng)線來(lái)判斷：正電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能逐漸減少；逆著電場(chǎng)線方向移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能逐漸增大。負(fù)電荷那么相反。二、幾種常見(jiàn)電場(chǎng)等勢(shì)面分布圖1、點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面：以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面。說(shuō)出：A、B、C三點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小、方向關(guān)系,以及三點(diǎn)電勢(shì)的上下2、等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面：是兩簇對(duì)稱(chēng)曲面。問(wèn)題1取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,中垂線上各點(diǎn)的電勢(shì)為多少？是等勢(shì)面嗎？連線中點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為多少？問(wèn)題2中垂線左側(cè)的電勢(shì)高還是右側(cè)的電勢(shì)高？3.等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面：是兩簇對(duì)稱(chēng)曲面。討論：取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,中垂線是等勢(shì)面嗎？?jī)呻姾蛇B線的中點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為多少？電勢(shì)為多少？4、勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面是垂直于電場(chǎng)線的一簇平面5、形狀不規(guī)那么的帶電導(dǎo)體附近的電場(chǎng)線及等勢(shì)面說(shuō)出：勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線的特點(diǎn)及等勢(shì)面的特點(diǎn)三、等勢(shì)面的特點(diǎn)：〔1〕等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線,即跟場(chǎng)強(qiáng)的方向。

〔2〕電場(chǎng)線總是由電勢(shì)較的等勢(shì)面指向電勢(shì)較的等勢(shì)面,兩個(gè)不同的等勢(shì)面永遠(yuǎn)不會(huì)相交。

〔3〕電場(chǎng)線較密處等勢(shì)面也較,即等勢(shì)面較密處場(chǎng)強(qiáng)較。

〔4〕在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí),電場(chǎng)力不做功。四、典型題：1.以下關(guān)于等勢(shì)面的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)不受電場(chǎng)力作用,所以不做功B．等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等C．點(diǎn)電荷在真空中形成的電場(chǎng)的等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面D．勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面是相互平行的垂直于電場(chǎng)線的一簇平面2.如上圖虛線表示原子核所形成的電場(chǎng)的等勢(shì)線,實(shí)線表示一個(gè)α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡．α粒子從a經(jīng)過(guò)b運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程中()A．動(dòng)能先增大,后減小B．電勢(shì)能先減小,后增大C．電場(chǎng)力先做負(fù)功,后做正功,總功等于零D．加速度先變小,后變大3.在圖中,a、b帶等量的異種電荷,MN為ab連線的中垂線,現(xiàn)有一個(gè)帶電粒子從M點(diǎn)以一定初速度v0射出,開(kāi)始的一段軌跡如圖中的實(shí)線,不考慮粒子的重力,那么飛越該電場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中()A．該粒子帶負(fù)電B．該粒子的動(dòng)能先增大后減小C．該粒子的電勢(shì)能先減小后增大D．該粒子運(yùn)動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處后,速度的大小一定仍為v04.如下圖,在水平放置的光滑金屬板中點(diǎn)的正上方有帶正電的點(diǎn)電荷Q,一外表絕緣帶正電的金屬球(可視為質(zhì)點(diǎn),且不影響原電場(chǎng))自左以速度v0開(kāi)始在金屬板上向右運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()A．小球先做減速運(yùn)動(dòng)后做加速運(yùn)動(dòng)B．小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)C．小球做勻變速運(yùn)動(dòng)D．以上說(shuō)法都不正確5.如下圖,虛線a、b、c是電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,實(shí)線為一個(gè)帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下,通過(guò)該區(qū)域的運(yùn)動(dòng)軌跡,P、Q是軌跡上的兩點(diǎn)．以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．三個(gè)等勢(shì)面中,等勢(shì)面a的電勢(shì)最高B．帶電質(zhì)點(diǎn)一定是從P點(diǎn)向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)C．帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度比通過(guò)Q點(diǎn)時(shí)小D．帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能比通過(guò)Q點(diǎn)時(shí)小6．圖中虛線所示為靜電場(chǎng)中的等勢(shì)面1、2、3、4,相鄰的等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等,其中等勢(shì)面3的電勢(shì)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(guò)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(shì)能變?yōu)椋?eV時(shí),它的動(dòng)能應(yīng)為()A．8eV B．13eVC．20eV D．34eV7.位于A、B處的兩個(gè)帶有不等量負(fù)電的點(diǎn)電荷在平面內(nèi)電勢(shì)分布如下圖,圖中實(shí)線表示等勢(shì)線,那么()A．a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B．正電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn),電場(chǎng)力做正功C．負(fù)電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn),電場(chǎng)力做正功D．正電荷從e點(diǎn)沿圖中虛線移到f點(diǎn),電勢(shì)能先減小后增大8.在點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中,一個(gè)α粒子()〔原子核〕通過(guò)時(shí)的軌跡如圖實(shí)線所示,a、b為兩個(gè)等勢(shì)面,那么以下判斷中正確的選項(xiàng)是( ).(A)Q可能為正電荷,也可能為負(fù)電荷(B)運(yùn)動(dòng)中.粒子總是克服電場(chǎng)力做功(C)α粒子經(jīng)過(guò)兩等勢(shì)面的動(dòng)能Eka＞Ekb(D)α粒子在兩等勢(shì)面上的電勢(shì)能Epa＞Epb9.如下圖,a、b、c、d是某電場(chǎng)中的四個(gè)等勢(shì)面,它們是互相平行的平面,并且間距相等,以下判斷中正確的選項(xiàng)是( ).(A)該電場(chǎng)一定是勻強(qiáng)電場(chǎng)(B)這四個(gè)等勢(shì)面的電勢(shì)一定滿足Φa－Φb=Φb－Φc=Φc－Φd(C)如果φa＞Φb,那么電場(chǎng)強(qiáng)度Ea＞Eb(D)如果Φa＜Φb,那么電場(chǎng)方向垂直于等勢(shì)面由b指向a10.如下圖,L1、L2、L3為等勢(shì)面,兩相鄰等勢(shì)面間電勢(shì)差相同,取L2的電勢(shì)為零,有一負(fù)電荷在L1處動(dòng)能為30J,運(yùn)動(dòng)到L3處動(dòng)能為10J,那么電荷的電勢(shì)能為4J時(shí),它的動(dòng)能是(不計(jì)重力和空氣阻力)( ).(A)6J (B)4J (C)16J (D)14J11、如下圖,僅在電場(chǎng)力作用下,一帶電粒子沿圖中虛線從A運(yùn)動(dòng)到B,那么( )(A)電場(chǎng)力做正功 (B)動(dòng)能減少(C)電勢(shì)能增加 (D)加速度增大12、三個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如下圖,圖中a、b兩點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為、,電勢(shì)分別為,那么〔〕〔A〕＞,＞〔B〕＜,＜〔C〕＞,＜〔D〕＜,＞13、如下圖,虛線a、b和c是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,它們的電勢(shì)分別為Φa、Φb和Φc,Φa＞Φb＞Φc.一帶正電的粒子射入電場(chǎng)中,其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線KLMN所示,由圖可知( ).(A)粒子從K到L的過(guò)程中,電場(chǎng)力做負(fù)功(B)粒子從L到M的過(guò)程中,電場(chǎng)力做負(fù)功(C)粒子從K到L的過(guò)程中,電勢(shì)能增加(D)粒子從L到M的過(guò)程中,動(dòng)能減少14、如下圖,在x軸上關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)固定放置等量異種點(diǎn)電荷＋Q和－Q,x軸上的P點(diǎn)位于－Q的右側(cè)．以下判斷正確的選項(xiàng)是 ()A．在x軸上還有一點(diǎn)與P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同B．在x軸上還有兩點(diǎn)與P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同C．假設(shè)將一試探電荷＋q從P點(diǎn)移至O點(diǎn),電勢(shì)能增大D．假設(shè)將一試探電荷＋q從P點(diǎn)移至O點(diǎn),電勢(shì)能減小15、一帶電粒子射入一固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線abc所示,圖中實(shí)線是同心圓圓弧,表示電場(chǎng)的等勢(shì)面,不計(jì)重力,以下判斷正確的選項(xiàng)是〔〕A.粒子受到靜電排斥力的作用；B.粒子在b點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在a點(diǎn)的電勢(shì)能；C.粒子在b點(diǎn)的速度大于在a點(diǎn)的速度；D粒子在a點(diǎn)和c點(diǎn)的加速度大小一定相等。16、如下圖,虛線表示電場(chǎng)的一簇等勢(shì)面且相鄰等勢(shì)面間電勢(shì)差相等,一個(gè)α粒子以一定的初速度進(jìn)入電場(chǎng)后,只在電場(chǎng)力作用下沿實(shí)線軌跡運(yùn)動(dòng),α粒子先后通過(guò)M點(diǎn)和N點(diǎn).在這一過(guò)程中,電場(chǎng)力做負(fù)功,由此可判斷出().(A)N點(diǎn)的電勢(shì)高于M點(diǎn)的電勢(shì)(B)α粒子在N點(diǎn)的電勢(shì)能比在M點(diǎn)的電勢(shì)能大(C)α粒子在M點(diǎn)的速率小于在N點(diǎn)的速率(D)α粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力比在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大17.如下圖A、B兩點(diǎn)分別固定帶有等量同種電荷的點(diǎn)電荷,M、N為AB連線上的兩點(diǎn),且AM=BN,那么〔〕A．M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)都相等B．M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)都不相等C．M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)不同,場(chǎng)強(qiáng)相等D．M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)相同,場(chǎng)強(qiáng)不相等18.如圖兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng),AB為中垂線,且AO=BO,那么A．A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相等B．正電荷從A運(yùn)動(dòng)到B,電勢(shì)能增加C．負(fù)電荷從A運(yùn)動(dòng)到B,電勢(shì)能增加D．A、B兩點(diǎn)電勢(shì)差為零19.如下圖,M和N是兩個(gè)電勢(shì)不相等的等勢(shì)面,AB是電場(chǎng)線,下面幾種說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A.M面的電勢(shì)一定比N面電勢(shì)高B.把負(fù)電荷從M面移到N面,電場(chǎng)力一定作正功C.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度D.A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度20.圖中的實(shí)線表示電場(chǎng)線,虛線表示只受電場(chǎng)力作用的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。粒子先經(jīng)過(guò)M點(diǎn),再經(jīng)過(guò)N點(diǎn)?？梢耘卸ˋ．M點(diǎn)的電勢(shì)高于N點(diǎn)的電勢(shì)B．M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì)C．粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力D．粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小于在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力21.如下圖,A、B為兩個(gè)固定的等量的同種正電荷,在它們連線的中點(diǎn)處有一個(gè)可以自由運(yùn)動(dòng)的正電荷C,現(xiàn)給電荷C一個(gè)垂直于連線的初速度v0,假設(shè)不計(jì)電荷C所受的重力,那么關(guān)于電荷C運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度和加速度情況,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔〕A.加速度始終增大Ｂ.加速度先增大后減小C.速度始終增大,最后趨于無(wú)窮大D.速度始終增大,最后趨于某有限值22.如下圖,a、b、c是一條電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn),電場(chǎng)線的方向由a到c,a、b間的距離等于b、c間的距離