人教版高中物理（必修三）同步講義+練習(xí)第十章 靜電場(chǎng)中的能量（含解析）

第十章靜電場(chǎng)中的能量章末檢測(cè)題一、單選題1．如圖所示，在正四面體SKIPIF1<0的A、B兩點(diǎn)固定兩等量異種點(diǎn)電荷，其中E、F、G分別為AB、BC、CD的中點(diǎn)，則關(guān)于C、D、E、F、G五點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)說法正確的是（

）A．C、D兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向不同B．D、G兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，場(chǎng)強(qiáng)大小不等，方向相同C．E、G兩點(diǎn)的電勢(shì)不等，場(chǎng)強(qiáng)大小不等，方向相同D．E、F兩點(diǎn)的電勢(shì)不等，場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向不同【答案】B【解析】A．根據(jù)對(duì)稱性知，C、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向均從A指向B，AB中垂面為等勢(shì)面，C、D兩點(diǎn)電勢(shì)相等，A錯(cuò)誤；B．AB中垂面為等勢(shì)面，D、G兩點(diǎn)電勢(shì)相等，G點(diǎn)距離AB近，電場(chǎng)強(qiáng)度矢量和大，方向均從A指向B，B正確；C．AB中垂面為等勢(shì)面，E、G兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，中垂面上場(chǎng)強(qiáng)方向相同，E點(diǎn)矢量和大，C錯(cuò)誤；D．E點(diǎn)電勢(shì)為0，F(xiàn)兩點(diǎn)的電勢(shì)小于0，E點(diǎn)為連線中點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)大于F點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，并且方向不同。D錯(cuò)誤。故選B。2．如圖所示，真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷SKIPIF1<0C和SKIPIF1<0C。分別固定在x坐標(biāo)軸的SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的位置上。以下說法正確的是（）

A．兩個(gè)點(diǎn)電荷間某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零B．（6cm，12cm）區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿x軸正方向C．電子在兩個(gè)點(diǎn)電荷之間向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能先增大后減小D．電子從SKIPIF1<0位置向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能先減小后增大【答案】D【解析】A．Q1、Q2兩個(gè)點(diǎn)電荷之間，正電荷Q1和負(fù)電荷Q2在該處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向都沿x軸正方向，由場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理，合電場(chǎng)強(qiáng)度方向也沿x軸正方向，可知兩電荷之間的電場(chǎng)強(qiáng)度不可能是零，A錯(cuò)誤；B．由題意可知，在x軸上，電場(chǎng)強(qiáng)度是零的點(diǎn)只能在Q2的右側(cè)，設(shè)在Q2右側(cè)距Q1的L處場(chǎng)強(qiáng)是零，由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式SKIPIF1<0，則有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0可知在（6cm，12cm）區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿x軸負(fù)方向，B錯(cuò)誤；C．兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸正方向，電子在兩個(gè)點(diǎn)電荷之間向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力一直做負(fù)功，電子的電勢(shì)能一直增大，C錯(cuò)誤；D．在x軸上12cm處電場(chǎng)強(qiáng)度是零，可知在（6cm，12cm）區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿x軸負(fù)方向，12cm處右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸正方向，因此電子從SKIPIF1<0位置向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，電勢(shì)能先減小后增大，D正確。故選D。3．某電場(chǎng)等勢(shì)面分布情況如圖所示，A、B分別為場(chǎng)中兩點(diǎn)，一帶電粒子在此電場(chǎng)中的軌跡如虛線所示，下列判斷正確的是（）A．帶電粒子帶負(fù)電B．帶電粒子在B點(diǎn)的加速度大于在A點(diǎn)的加速度C．帶電粒子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度大于在A點(diǎn)的速度D．負(fù)的點(diǎn)電荷在B點(diǎn)由靜止釋放，只在電場(chǎng)力的作用下電荷將沿著等勢(shì)面e運(yùn)動(dòng)【答案】C【解析】A．電場(chǎng)強(qiáng)度方向與等勢(shì)面垂直，且由高電勢(shì)點(diǎn)指向低電勢(shì)點(diǎn)方向，根據(jù)圖像可知電場(chǎng)方向整體方向向外，而帶電粒子所受電場(chǎng)力方向指向軌跡彎曲一側(cè)，根據(jù)軌跡可知，電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)方向相同，可判定粒子帶正電故，故A錯(cuò)誤；B．圖中相鄰等勢(shì)線之間的電勢(shì)差相等，而等差等勢(shì)面的疏密程度能夠間接反映場(chǎng)強(qiáng)大小，根據(jù)圖像可知，帶電粒子在B位置電場(chǎng)線分布比A點(diǎn)稀疏一些，則粒子在B處的電場(chǎng)強(qiáng)度小于A處的電場(chǎng)強(qiáng)度，可知帶電粒子在B點(diǎn)的加速度小于在A點(diǎn)的加速度，故B錯(cuò)誤；C．帶電粒子帶正電，A點(diǎn)電勢(shì)大于B點(diǎn)電勢(shì)，根據(jù)SKIPIF1<0可知，粒子從A到B電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，速度增大，即帶電粒子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度大于在A點(diǎn)的速度，故C正確；D．場(chǎng)強(qiáng)方向與等勢(shì)面垂直，故點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力方向與等勢(shì)面垂直，只在電場(chǎng)力的作用下電荷由靜止釋放不可能沿著等勢(shì)面e運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選C。4．避雷針是利用尖端放電原理保護(hù)建筑物避免雷擊的一種設(shè)施。雷雨天當(dāng)帶有負(fù)電的烏云飄過一棟建筑物上空時(shí)，避雷針的頂端通過靜電感應(yīng)會(huì)帶上大量電荷，在避雷針周圍形成電場(chǎng)。圖中虛線為避雷針周圍的等勢(shì)線，相鄰兩等勢(shì)線間的電勢(shì)差相等。則（）A．避雷針附近的電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)B．避雷針的頂端帶負(fù)電C．a(chǎn)、b、c、d四個(gè)等勢(shì)面中，a的電勢(shì)最低D．一帶負(fù)電的雨滴從烏云中落下，電場(chǎng)力做負(fù)功【答案】C【解析】A．勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)線應(yīng)是一簇平行線，由圖可知避雷針附近的電場(chǎng)顯然不是勻強(qiáng)電場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；B．烏云帶負(fù)電，則避雷針的頂端感應(yīng)出正電荷，帶正電，故B錯(cuò)誤；C．烏云帶負(fù)電，則電場(chǎng)線終止于烏云，根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低可知a、b、c、d等勢(shì)面中a的電勢(shì)最低，故C正確；D．有一帶負(fù)電的雨點(diǎn)從烏云中下落，雨點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向與速度方向夾角小于90°，電場(chǎng)力做正功，故D錯(cuò)誤。故選C。5．如圖所示，將一個(gè)半徑為r的不帶電的金屬球放在絕緣支架上，金屬球的右側(cè)放置一個(gè)電荷量為Q的帶正電的點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷到金屬球表面的最近距離也為r。由于靜電感應(yīng)在金屬球上產(chǎn)生感應(yīng)電荷。設(shè)靜電力常量為k。則關(guān)于金屬球內(nèi)的電場(chǎng)以及感應(yīng)電荷的分布情況，以下說法中正確的是（）

A．金屬球的球心處電場(chǎng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0B．感應(yīng)電荷在金屬球球心處激發(fā)的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)SKIPIF1<0，方向向右C．感應(yīng)電荷全部分布在金屬球的表面上D．金屬球右側(cè)表面的電勢(shì)高于左側(cè)表面【答案】C【解析】A．電荷與感應(yīng)電荷在金屬球內(nèi)任意位置激發(fā)的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)都是等大且反向，金屬球內(nèi)部合電場(chǎng)為零，故A錯(cuò)誤；B．感應(yīng)電荷在金屬球球心處激發(fā)的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)與點(diǎn)電荷在球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，即為SKIPIF1<0故B錯(cuò)誤；C．由于金屬球感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)導(dǎo)致內(nèi)部電荷分布在金屬球的表面上，故C正確；D．靜電平衡的導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，導(dǎo)體表面是一個(gè)等勢(shì)面，故D錯(cuò)誤。故選C。6．沿著x軸的一電場(chǎng)的SKIPIF1<0圖像如圖甲所示，沿著x軸的另一電場(chǎng)的SKIPIF1<0圖像如圖乙所示，下列說法不正確的是（）A．甲圖中，SKIPIF1<0至SKIPIF1<0電場(chǎng)的方向沿著x軸的負(fù)方向B．甲圖中，O至SKIPIF1<0電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為SKIPIF1<0C．乙圖中，O至SKIPIF1<0電場(chǎng)的方向沿著x軸的負(fù)方向，SKIPIF1<0至SKIPIF1<0電場(chǎng)的方向沿著x軸的正方向D．乙圖中，坐標(biāo)原點(diǎn)O處與SKIPIF1<0處之間的電勢(shì)差為SKIPIF1<0【答案】C【解析】A．甲圖中，SKIPIF1<0至SKIPIF1<0電勢(shì)變大，根據(jù)沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)減小，可知SKIPIF1<0至SKIPIF1<0電場(chǎng)的方向沿著SKIPIF1<0軸的負(fù)方向，故A正確，不滿足題意要求；B．根據(jù)SKIPIF1<0圖像的斜率表示場(chǎng)強(qiáng)，可知O至SKIPIF1<0電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為SKIPIF1<0故B正確，不滿足題意要求；CD．SKIPIF1<0圖像與橫軸圍成的面積為電勢(shì)差的大小，根據(jù)圖像可知O到SKIPIF1<0，電勢(shì)差越來越大，且為正值，所以O(shè)到SKIPIF1<0電場(chǎng)的方向一直沿著SKIPIF1<0軸的正方向；坐標(biāo)原點(diǎn)SKIPIF1<0處與SKIPIF1<0處之間的電勢(shì)差為SKIPIF1<0故C錯(cuò)誤，滿足題意要求；D正確，不滿足題意要求。故選C。7．如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有直角三角形BOC，電場(chǎng)方向與三角形所在平面平行，若三角形三頂點(diǎn)處的電勢(shì)分別為φ0=4.5V、φB=0V、φC=9V，且邊長(zhǎng)SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，則下列說法中正確的是（）

A．電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為SKIPIF1<0B．一個(gè)電子在O點(diǎn)由靜止釋放后會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)C．電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為100V/mD．一個(gè)電子在O點(diǎn)由靜止釋放后會(huì)沿直線OB運(yùn)動(dòng)【答案】C【解析】AC．由勻強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn)可知，則B、C連線中點(diǎn)D的電勢(shì)為B、C電勢(shì)的平均值，即為4.5V。連接OD，即為一條等勢(shì)線，作出過D的與OD垂直的線ED如圖，即電場(chǎng)線，

由幾何關(guān)系可知SKIPIF1<0所以SKIPIF1<0D是BC的中點(diǎn)，則△OBD是等邊三角形，又SKIPIF1<0，所以DE與BD之間的夾角是SKIPIF1<0，則電場(chǎng)線與OB之間的夾角也是SKIPIF1<0，故該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向沿∠B的角平分線向上，根據(jù)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系SKIPIF1<0=SKIPIF1<0而SKIPIF1<0代入數(shù)據(jù)可得SKIPIF1<0故A錯(cuò)誤，C正確；BD．由作電場(chǎng)的圖可知，一個(gè)電子在O點(diǎn)由靜止釋放后會(huì)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)沿直線OB運(yùn)動(dòng)，故BD錯(cuò)誤;故選C。8．如圖所示的閉合電路中，A，B為豎直放置平行正對(duì)金屬板，兩板間距為d，D為理想二極管，R為滑動(dòng)變阻器，A，B兩板間有一輕繩懸掛質(zhì)量為m，電荷量為SKIPIF1<0的帶電小球，閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，細(xì)繩與豎直方向的夾角SKIPIF1<0，已知重力加速度為g。小球始終不會(huì)碰到極板，下列說法正確的是（）

A．兩極板間的電壓為SKIPIF1<0B．若僅將A板向左移動(dòng)，帶電小球靜止時(shí)SKIPIF1<0角大于SKIPIF1<0C．若僅將R的滑片右移，帶電小球靜止時(shí)SKIPIF1<0角仍為SKIPIF1<0D．若將開關(guān)斷開，帶電小球靜止時(shí)SKIPIF1<0角仍為SKIPIF1<0【答案】D【解析】A．設(shè)兩板間的電壓為U，則根據(jù)小球的平衡SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．若僅將A板向左移動(dòng)，則電容器兩極板間的距離增大，電容器的電容減小，電容器上所帶電量減小，電容器要放電，考慮到二極管具有單向?qū)щ娦?，故電容器上電量不變，根?jù)SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0得SKIPIF1<0故電場(chǎng)強(qiáng)度不變，帶電小球靜止時(shí)SKIPIF1<0角仍為SKIPIF1<0，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．若僅將R的滑片右移，則電容器上電壓增大，通過二極管給電容器充電，兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，帶電小球靜止時(shí)SKIPIF1<0角大于SKIPIF1<0，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．若將開關(guān)斷開，二極管不能放電，兩板間場(chǎng)強(qiáng)不變，則帶電小球靜止時(shí)SKIPIF1<0角仍為SKIPIF1<0，選項(xiàng)D正確。故選D。二、多選題9．關(guān)于等量異種電荷和等量同種電荷的等差等勢(shì)面，下圖可能正確的是（）A． B．C． D．【答案】AC【解析】AB．等量異種點(diǎn)電荷的等差等勢(shì)面，如下圖虛線所示故A正確，B錯(cuò)誤；CD．等量同種點(diǎn)電荷的等差等勢(shì)面，如下圖虛線所示故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。10．如圖所示，正六棱柱上下底面的中心為O和SKIPIF1<0，A、D兩點(diǎn)分別固定等量異號(hào)的點(diǎn)電荷，下列說法正確的是（

）

A．SKIPIF1<0點(diǎn)與SKIPIF1<0點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等B．SKIPIF1<0點(diǎn)與SKIPIF1<0點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同C．SKIPIF1<0點(diǎn)與SKIPIF1<0點(diǎn)的電勢(shì)差小于SKIPIF1<0點(diǎn)與SKIPIF1<0點(diǎn)的電勢(shì)差D．將試探電荷SKIPIF1<0由F點(diǎn)沿直線移動(dòng)到O點(diǎn)，其電勢(shì)能先增大后減小【答案】ACD【解析】D．將六棱柱的上表面拿出由幾何條件可知正電荷在OF中點(diǎn)K的場(chǎng)強(qiáng)方向垂直O(jiān)F，則K點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)與OF的夾角為銳角，在F點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和OF的夾角為鈍角，因此將正電荷從F移到O點(diǎn)過程中電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，電勢(shì)能先增大后減小，D正確；C．由等量異種電荷的電勢(shì)分布可知SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0因此SKIPIF1<0C正確；AB．由等量異種電荷的對(duì)稱性可知SKIPIF1<0和SKIPIF1<0電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，SKIPIF1<0和SKIPIF1<0電場(chǎng)強(qiáng)度方向不同，A正確B錯(cuò)誤；故選ACD。11．已知兩點(diǎn)電荷M、N固定在x軸上的-3x、3x處，其中A、B、C為x軸上的三點(diǎn)，坐標(biāo)值為-2x、x、2x，B點(diǎn)的切線水平，已知點(diǎn)電荷在空間某點(diǎn)的電勢(shì)為SKIPIF1<0，Q為場(chǎng)源電荷的電荷量，r為某點(diǎn)到場(chǎng)源電荷的間距，A點(diǎn)的電勢(shì)為φ0。則下列說法正確的是（）

A．M、N為異種電荷 B．SKIPIF1<0C．B點(diǎn)的電勢(shì)為SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】BC【解析】A．φ-x圖線切線的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，由題可知，B點(diǎn)的切線水平，即B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零，則點(diǎn)電荷一定為同種電荷，又因?yàn)楦鼽c(diǎn)電勢(shì)均為負(fù)值，說明兩點(diǎn)電荷為負(fù)電荷，故A錯(cuò)誤；B．B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零，即SKIPIF1<0所以SKIPIF1<0故B正確；C．根據(jù)題意可得SKIPIF1<0所以B點(diǎn)的電勢(shì)為SKIPIF1<0故C正確；D．C點(diǎn)的電勢(shì)為SKIPIF1<0所以SKIPIF1<0SKIPIF1<0所以SKIPIF1<0故D錯(cuò)誤。故選BC。12．如圖所示的兩個(gè)平行板電容器水平放置，A板用導(dǎo)線與SKIPIF1<0板相連，B板和SKIPIF1<0板都接地。已知A板帶正電，在右邊電容器間有一個(gè)帶電油滴N處于靜止?fàn)顟B(tài)。AB間電容為SKIPIF1<0，電壓為SKIPIF1<0，帶電量為SKIPIF1<0；SKIPIF1<0間電容為SKIPIF1<0，電壓為SKIPIF1<0，帶電量為SKIPIF1<0，若將左邊電容器間的絕緣介質(zhì)抽出，則（）

A．SKIPIF1<0減小，SKIPIF1<0增大B．SKIPIF1<0減小，SKIPIF1<0增大C．SKIPIF1<0減小，SKIPIF1<0增大D．N原來所在位置處的電勢(shì)升高且N向上運(yùn)動(dòng)【答案】BD【解析】A．將絕緣介質(zhì)抽出，由電容的決定式SKIPIF1<0可知，SKIPIF1<0將變小，而SKIPIF1<0板未動(dòng)，則SKIPIF1<0不變，故A錯(cuò)誤；B．A板和SKIPIF1<0板總電荷量不變，由于SKIPIF1<0變小，SKIPIF1<0不變，可知SKIPIF1<0減小、SKIPIF1<0增大，故B正確；C．SKIPIF1<0不變，SKIPIF1<0增大，由SKIPIF1<0可知，SKIPIF1<0增大，因SKIPIF1<0所以SKIPIF1<0也增大，故C錯(cuò)誤；D．SKIPIF1<0增大，由場(chǎng)強(qiáng)公式SKIPIF1<0則可知SKIPIF1<0之間的場(chǎng)強(qiáng)增大，N向上運(yùn)動(dòng)；N原來所在位置處與SKIPIF1<0距離不變，場(chǎng)強(qiáng)增大，則SKIPIF1<0增大，而SKIPIF1<0SKIPIF1<0接地，電勢(shì)為零，故N原來所在位置處的電勢(shì)升高，故D正確。故選BD。三、實(shí)驗(yàn)題13．在“用傳感器觀察電容器的充放電過程”實(shí)驗(yàn)中，按圖1所示連接電路。電源電壓恒為6.0V，單刀雙擲開關(guān)S先跟2相接，某時(shí)刻開關(guān)改接1，一段時(shí)間后，把開關(guān)再改接2。實(shí)驗(yàn)中使用了電流傳感器來采集電流隨時(shí)間的變化情況。

（1）傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī)，屏幕上顯示出電流隨時(shí)間變化的SKIPIF1<0曲線。曲線與兩坐標(biāo)軸圍成的面積代表電容器的______；A．電壓

B．電容

C．電量（2）開關(guān)S先跟2相接，若由實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，在圖2中描出了12個(gè)點(diǎn)（用“×”表示），可以估算出當(dāng)電容器兩端電壓為6.0V時(shí)該電容器所帶的電荷量SKIPIF1<0約為______C，從而算出該電容器的電容約為______F；（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）（3）在下列四個(gè)圖像中，表示充放電實(shí)驗(yàn)過程中通過傳感器的電流隨時(shí)間變化的圖像和兩極板間的電壓隨時(shí)間變化的圖像，其中正確的有______。

【答案】CSKIPIF1<0SKIPIF1<0AC/CA【解析】（1）[1]根據(jù)SKIPIF1<0可知，SKIPIF1<0曲線與兩坐標(biāo)軸圍成的面積代表電容器的電荷量。故選C。（2）[2]開關(guān)S跟2相接，電容器充電；當(dāng)電容器兩端電壓為6.0V時(shí)，電容器充電完成；由曲線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示電容器所帶的電量可知，SKIPIF1<0約為SKIPIF1<0[3]由SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0（3）[4]AB．電容器的充電電流與放電電流流過傳感器的方向相反，且電流均逐漸變小，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．充電過程，電壓逐漸增大，且增大的越來越慢；放電過程電壓逐漸變小，減小的越來越慢，故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。14．電容儲(chǔ)能已經(jīng)在電動(dòng)汽車，風(fēng)、光發(fā)電、脈沖電源等方而得到廣泛應(yīng)用。某同學(xué)設(shè)計(jì)圖甲所示電路，探究不同電壓下電容器的充、放電過程，器材如下：

電容器C（額定電壓SKIPIF1<0，電容標(biāo)識(shí)不清）；電源E（電動(dòng)勢(shì)SKIPIF1<0，內(nèi)阻不計(jì)）；電阻箱SKIPIF1<0（阻值SKIPIF1<0）；滑動(dòng)變阻器SKIPIF1<0（最大阻值SKIPIF1<0，額定電流SKIPIF1<0）；電壓表V（量程SKIPIF1<0，內(nèi)阻很大）；發(fā)光二極管SKIPIF1<0，開關(guān)SKIPIF1<0，電流傳感器，計(jì)算機(jī)，導(dǎo)線若干。

回答以下問題：（1）按照?qǐng)D甲連接電路，閉合開關(guān)SKIPIF1<0，若要升高電容器充電電壓，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)向___________端滑動(dòng)（填“a”或“b”）。（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片位置，電壓表表盤如圖乙所示，示數(shù)為___________V（保留1位小數(shù)）。（3）繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片位置，電壓表示數(shù)為SKIPIF1<0時(shí)，開關(guān)SKIPIF1<0擲向1，得到電容器充電過程的SKIPIF1<0圖像，如圖丙所示。借鑒“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中估算油膜面積的方法，根據(jù)圖像可估算出充電結(jié)束后，電容器存儲(chǔ)的電荷量為___________C（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。（4）本電路中所使用電容器的電容約為___________F（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。（5）電容器充電后，將開關(guān)SKIPIF1<0擲向2，發(fā)光二極管___________（填“SKIPIF1<0”或“SKIPIF1<0”）閃光。【答案】b6.5SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0【解析】（1）[1]滑動(dòng)變阻器分壓式接法，故向b端滑動(dòng)充電電壓升高；（2）[2]量程15V，每個(gè)小格0.5V，SKIPIF1<0估讀，故6.5V；（3）[3]SKIPIF1<0圖像所圍的面積，等于電容器存儲(chǔ)的電荷量，35個(gè)小格，故電容器存儲(chǔ)的電荷量為SKIPIF1<0C；（4）[4]由電容的定義式SKIPIF1<0得：SKIPIF1<0C；（5）[5]開關(guān)SKIPIF1<0擲向2，電容器放電，故SKIPIF1<0閃光。四、解答題15．如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系中，有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，坐標(biāo)系內(nèi)有A、B兩點(diǎn)，其中A點(diǎn)坐標(biāo)為（6cm，0），B點(diǎn)坐標(biāo)為（0，SKIPIF1<0cm），坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢(shì)為0，A點(diǎn)的電勢(shì)為8V，B點(diǎn)的電勢(shì)為4V。求：（1）圖中C處（3cm，0）的電勢(shì)；（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小。

【答案】（1）4V；（2）SKIPIF1<0【解析】（1）坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢(shì)為0，點(diǎn)A處的電勢(shì)為8V，C為OA的中點(diǎn)，依勻強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn)有SKIPIF1<0得SKIPIF1<0可得C點(diǎn)電勢(shì)為SKIPIF1<0（2）B、C兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，連接BC，BC為等勢(shì)線，所以勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向垂直于BC，過O點(diǎn)做BC的垂線相較于D點(diǎn)

由幾何關(guān)系得SKIPIF1<0則電場(chǎng)強(qiáng)度為SKIPIF1<016．如圖所示，三個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊A、B、C置于絕緣水平面上，A與B靠在一起，C靠在固定絕緣擋板上，A始終不帶電，B、C的電荷量分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0且保持不變，A、B質(zhì)量分別為SKIPIF1<0。開始時(shí)A、B恰好保持靜止，B、C間的距離為SKIPIF1<0。現(xiàn)給A施加一水平向右的拉力F（F為未知量），使A向右做加速度大小為SKIPIF1<0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間，拉力F由變力變?yōu)楹懔ΑＲ阎o電力常量為SKIPIF1<0，重力加速度大小為SKIPIF1<0，A、B與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，最大靜摩擦力大小等于滑動(dòng)摩擦力大小。求（1）A、B與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)SKIPIF1<0；（2）拉力SKIPIF1<0由變力變?yōu)楹懔π枰臅r(shí)間SKIPIF1<0；（3）若在時(shí)間SKIPIF1<0內(nèi)電場(chǎng)力對(duì)B做的功為SKIPIF1<0，則此過程中拉力F對(duì)A做的功。

【答案】（1）0.25；（2）SKIPIF1<0；（3）3J【解析】（1）A、B恰好保持靜止時(shí)，以A、B整體為研究對(duì)象，有SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0（2）給A施加力F后，A、B向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，分離時(shí)兩者之間彈力恰好為零，此時(shí)B、C間的距離為SKIPIF1<0，對(duì)B，由牛頓第二定律，有SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0由勻加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0（3）A、B分離時(shí)的速度為SKIPIF1<0，有SKIPIF1<0對(duì)A、B系統(tǒng)，在時(shí)間SKIPIF1<0內(nèi)拉力做功SKIPIF1<0，由動(dòng)能定理，有SKIPIF1<0SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<017．如圖所示，傾角為60°的光滑斜面通過C處一小段可忽略的圓弧與半徑為r，圓心為O的光滑半圓管相連接，C為圓管的最低點(diǎn)，D為最高點(diǎn)，在空間CD左側(cè)存在大小未知方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，現(xiàn)將一質(zhì)量為m電荷量為SKIPIF1<0的絕緣小球從斜面頂端A點(diǎn)由靜止開始下滑，運(yùn)動(dòng)到斜面底端C點(diǎn)進(jìn)入細(xì)管內(nèi)（圓管內(nèi)徑略大于小球的直徑），經(jīng)豎直半圓管最高點(diǎn)D后落到斜面的某點(diǎn)H，已知小球在C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓管的壓力為5mg，斜面AC的長(zhǎng)度SKIPIF1<0，重力加速度為g，則：（1）小球到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的速度大?。?）場(chǎng)強(qiáng)E的大小（3）小球從D點(diǎn)到H點(diǎn)的時(shí)間【答案】（1）SKIPIF1<0；（2）SKIPIF1<0；（3）SKIPIF1<0【解析】（1）小球在C點(diǎn)由牛頓定律可得

SKIPIF1<0①小球從C點(diǎn)到D點(diǎn)由動(dòng)能定理可得SKIPIF1<0②由①②可得SKIPIF1<0（2）小球從A點(diǎn)到D點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理可得SKIPIF1<0③由①③可得SKIPIF1<0（3）因小球水平方向與豎直方向所受力相等，由運(yùn)動(dòng)的合成與分解可得其水平位移x與豎直位移y相等，即SKIPIF1<0，如圖所示，由幾何關(guān)系可得SKIPIF1<0④在豎直方向有SKIPIF1<0⑤由④⑤可得SKIPIF1<018．如圖甲所示，某裝置由金屬圓板（序號(hào)為0）、八個(gè)橫截面積相同的金屬圓筒、平行金屬板和熒光屏構(gòu)成，八個(gè)圓筒依次排列，長(zhǎng)度照一定的規(guī)律依次增加，則筒的中心軸線，平行金屬板的中心線和熒光屏的中心Q在同一直線上，序號(hào)為奇數(shù)的圓筒和下金屬板與交變電源的一個(gè)極相連，序號(hào)為偶數(shù)的圓筒和上金屬板與該電源的另一個(gè)極相連。交變電源兩極間電勢(shì)差的變化規(guī)律如圖乙所示，電壓的絕對(duì)值為SKIPIF1<0，周期為T。S