内容正文:
书
《必修第三册》核心素养阶段测试(一)
◆ 数理报社试题研究中心
(测试内容:第9章—第10章)
(说明:本试卷为闭卷笔答,答题时间75分钟,满分100分)
题 号 一 二 三 四 总 分
得 分
第Ⅰ卷 选择题 (共46分)
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分,选对得4分,选错或
不选得0分)
1.如图1所示,当人用手接触范德格拉夫起电机
的金属球时会出现头发竖起来的现象,下面关于这个
过程的描述不正确的是 ( )
A.范德格拉夫起电机起电过程满足电荷守恒定
律
B.金属球带正电,手接触范德格拉夫起电机的
金属球时,由于静电感应人头发带上负电荷
C.出现头发竖起来的现象能够说明同种电荷相互排斥
D.手接触范德格拉夫起电机金属球时,要想出现头发竖起来的现象,
人需站在绝缘材料上
2.(2023北京通州区期末)真空中有两个相同的带电金属小球(可看
成点电荷),当它们静止于空间某两点时,静电力大小为 F.现将它们的距
离增加为原来的2倍,电荷量也均变为原来的2倍,则它们之间静电力的大
小为 ( )
A.4F B.2F C.F D.12F
3.(2023广东省东莞外国语学校月考)正点电荷
的电场线和等势线如图2所示,下列说法正确的是
( )
A.a点的电势比d点的低
B.b点的电场强度比c点的小
C.负点电荷从c点移到b点,静电力做正功
D.负点电荷从c点沿圆弧移到d点,电势能增大
4.(2023河北石家庄二中期中)如图3所示为完
全相同的两个正三角形 ABC和 DEF组成的正六角
星,O点为图形正中心,现在A、D、B、E顶点各放一个
电荷量为q的正电荷,在C、F顶点各放一个电荷量为
q的负电荷,已知AB边长为a,则O点电场强度大小
为 ( )
A.槡63kq
a2
B.槡33kq
a2
C.6kq
a2
D.3kq
a2
5.如图4所示,在电场中ab=bc,试比较ab
和bc间的电势差,下列说法正确的是 ( )
A.ab间的电势差一定小于bc间的电势差
B.因ab=bc,所以ab间的电势差等于bc间
的电势差
C.ab间的电势差一定大于bc间的电势差
D.因是非匀强电场,无法比较
6.(2023北京丰台期中)如图5所示,在直角
三角形△abc中∠bac=30°,ab=10cm,匀强电场
的电场线平行于△abc所在的平面,且 a、b、c三点
的电势分别为6V、-2V、6V.下列说法正确的是
( )
A.a、c中点的电势为 -2V
B.电场强度的大小为160V/m
C.电场强度的方向沿ab由a指向b
D.电场强度的方向垂直于ab斜向下
7.(2023福建泉州德化第一中学月考)有研
究表明,当兴奋情绪传播时,在人的体表可以测
出与之对应的电势变化.某一瞬间人体表面的电
势分布图如图6所示,图中实线为等差等势面,
标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势,
a、b、c、d为等势面上的点,该电场可等效为两等
量异种电荷产生的电场,a、b为两电荷连线上对
称的两点,c、d为两电荷连线中垂线上对称的两
点.下列说法中正确的是 ( )
A.c点的电势大于d点的电势
B.a、b两点的电场强度大小相等,方向相反
C.负电荷在c点的电势能小于在a点的电势能
D.将带正电的试探电荷从b点移到d点,电场力做负功
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18分,每小题给出的四个选
项中,有多个选项是正确的,全选对的得6分,少选的得3分,有错选或不选
的得0分)
8.(2023江西浮梁县第一中学期中)某同学设计了一款监测水位的传
感器,电路如图7所示,绝缘细杆一端连接漂浮在水面上的浮子a,另一端
与电容器的极板Q连接(极板P固定),a上下移
动就带动Q上下移动,监测人员通过电流表指针
偏转情况就可以远距离得知河水水位的变化.已
知电流从左侧进入电流表,其指针左偏;电流从
右侧进入电流表,其指针右偏.若监测人员发现
电流表指针右偏,则可以得出 ( )
A.水位在下降
B.水位在上升
C.平行板电容器的电容在减小
D.平行板电容器的电容在增大
9.(2023湖南常德临澧县第一中学月考)
如图8所示是一示波管工作的原理图.电子经
一电压为U1的加速电场,加速后垂直进入偏
转电场,离开偏转电场时的偏移量是 h,两平
行板间的距离为d,电压为U2,板长为 L.每单
位电压引起的偏移量
h
U2
叫示波管的灵敏度.
则下列说法正确的是 ( )
A.电压U1和电压U2同时加大为原来的2倍,则电子离开偏转电场时
的偏移量不变
B.若降低偏转电压U2,则可以提高示波管的灵敏度
C.若将偏转电场的平行板变短,则可提高示波管的灵敏度
D.若减小偏转电场两平行板间的距离,则可以提高示波管的灵敏度
10.(2023河南许平汝名校联考)某静电场中
的x轴上,电势φ随x变化的规律如图9所示,虚斜
线为该曲线在点(0.2,2)的切线.一个带电粒子在
坐标原点由静止释放,仅在电场力作用下沿x轴正
向运动,运动到 x=02m处的加速度大小为
2000m/s2,则下列判断正确的是 ( )
A.粒子带正电
B.粒子的比荷为100C/kg
C.x=02m处的电场强度大小为20V/m
D.粒子运动到x=02m处速度大小为20m/s
第Ⅱ卷 非选择题 (共54分)
三、实验题(本题共2小题,共16分,将正确答案填在题中横线上或按
要求作答)
11.(8分)(2023重庆江北阶段练习)密立根用如图11所示的实验装置
来测定很小的带电油滴所带的电荷量.油滴从喷雾器喷出时由于摩擦而带
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书
电,落入两块相互平行的极板M、N之间(M板带正电、N板带负电),透过显
微镜寻找那些刚好悬浮在极板间的油滴.根据观测数据算出油滴的质量,再
根据油滴悬浮时受到的电场力和重力平衡,可计算出油滴所带的电荷量.
(1)若P为从显微镜中观察到的悬浮油滴,则可推知 P带
(选填“正”或“负”)电荷.(1分)
(2)已知极板M、N之间的距离为d,电压为U,则两板之间的电场强度
E的大小为 .(1分)
(3)油滴P可视为球体,并测得其半径为R,已知油的密度为ρ,重力加
速度为g,极板 M、N之间的距离为 d,电压为 U,则该油滴的电荷量 q=
.(提示:球的体积公式V= 43πR
3)(3分)
(4)若在实验中观察到某一个带负电的油滴向下加速运动.在该油滴
向下运动的过程中,下列说法正确的是 .(多选)(3分)
A.电场力做负功 B.重力和电场力的合力做正功
C.电势能逐渐增大 D.重力势能的减少量小于动能的增加量
12.(8分)(2023陕西咸阳实验中学月考)(1)如图11甲所示的实验
装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,其中电容器左侧极板和静
电计外壳接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连.
①本实验研究用到的物理方法是 .(1分)
②使电容器充电后与电源断开:只上移左极板,静电计指针偏转角
(选填“变大”“变小”或“不变”).(1分)
(2)电流传感器可以像电流表一样测量电流,它可以和计算机相连,能
画出电流与时间的变化图像.某同学利用电流传感器设计了如乙图所示的
电路来观察电容器充、放电过程.当他将开关S接1时,待充电完成后,把开
关S再与2接通,电容器通过电阻R放电,电流传感器将电流信息传入计算
机,显示出电流随时间变化的I-t图像如图丙所示.请根据以上操作回答:
①电容器充电完毕后,上极板带 (选填“正电荷”或“负电
荷”).(1分)
②电容器放电时,通过电阻R的电流方向是 (选填“由 a到
b”或“由b到a”).(1分)
③根据图像估算出电容器全部放电过程中释放的电荷量为 C;
若该同学使用的电源电动势为6V,该电容器电容为 F(均保留2
位有效数字).(4分)
四、计算题(本题共3小题,共38分,解答应写出文字说明、方程式和
演算步骤.只写出最后结果的不能给分,有数值计算的题,答案中必须写出
数值和单位)
13.(10分)(2023云南楚雄期中)如图12所示,
用两根相同的绝缘细线将带正电的小球 A、B悬挂于
天花板上的O点,两球静止时悬线偏离竖直方向的夹
角均为θ.已知两球间的距离为L,A、B两球的质量均
为m,两球均可视为点电荷且它们所带的电荷量相
等,静电力常量为k,重力加速度大小为g,求:
(1)绝缘细线上的拉力大小FT;
(2)小球A所带的电荷量q.
14.(10分)(2023云南省文山州广南县第十中
学校月考)如图13所示的匀强电场中,有a、b、c三
点,ab=5cm,bc=10cm,其中ab沿电场方向,bc
和电场线方向成 60°角,一个电荷量为 q=4×
10-7C的正电荷从a移到b电场力做功为W1=16
×10-7J.求:
(1)匀强电场的电场强度E;
(2)电荷从b移到c,电场力做的功W2;
(3)a、c两点间的电势差Uab.
15.(18分)(2023广东珠海市第一中学
期末)光刻机是半导体行业中重中之重的利
器,我国上海微电子装备公司(SMEE)在这
一领域的技术近年取得了突破性进展.电子
束光刻技术原理简化如图14所示,电子枪发
射的电子经过成型孔后形成电子束,通过束
偏移器后对光刻胶进行曝光.某型号光刻机
的束偏移器长L=0.02m,间距也为 L,两极
间有扫描电压,其轴线垂直晶圆上某芯片表面并过中心O点,该轴线也是
束偏移器的一条对称轴.芯片到束偏移器下端的距离为 L2.若进入束偏移
器时电子束形成的电流大小为I=2×10-8A,单个电子的初动能为Ek0=
1.6×10-14J.不计电子重力及电子间的相互作用力,忽略其他因素的影
响,电子到达芯片即被吸收.(e=1.6×10-19C)
(1)若扫描电压为零,电子束在束偏移器中做何种运动?电子束到达
芯片时的落点位置?
(2)若扫描电压为多少时,电子束刚好打在束偏移器的下边界不能离
开束偏移器?
(3)若某时刻扫描电压为15kV,则电子束到达芯片时的位置离 O点
的距离为多少?
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书
高中物理·人教必修(第三册)2024年
第1~8期参考答案
第1期3版参考答案
A组
1.C 2.D 3.C 4.B 5.B 6.B 7.A
提示:
1.产生这种现象的原因是摩擦起电,摩擦起电的实质是带负
电的电子由一个物体转移到另一个物体.故C正确.
4.两小球接触过程中,电荷量先中和,后平分,接触后小球的
带电荷量为Q=
QA+QB
2 =+2.4×10
-9C,可知球B向球A转移
的电子数量为n=
Q-QB
|e| =5×10
9个,故B正确.
5.两球接触前带不等量的异种电荷,两球间是引力,所以F1
<mBg,两球接触后带等量的同种电荷,两球间是斥力,所以 F2
>mBg,则F1 <F2,故B正确.
6.设原来C带电荷量为q,则用一个电荷量是小球C的5倍、
其他完全一样的小球D与C完全接触后分开,则C球带电荷量为
3q,根据F=k
q1q2
r2
可知,库仑力变为原来的3倍,则此时旋钮旋
转的角度与第一次旋转的角度之比为3.故B正确.
7.以最右边的小球为研究对象,根据平衡条件有 k0x+
k q
2
(2l)2
=kq
2
l2
,解得x=3kq
2
4k0l2
,所以弹簧的原长为l0=l+x=
l+3kq
2
4k0l2
,故A正确.
8.
tanα2
tanα1
1∶1
tanα1
tanα2
9.(1)e=1.6×10-19C;
(2)n=5×107(个);
(3)t=5×103s.
解析:(1)电子的电荷量大小为e=1.6×10-19C.
(2)金属瓶上收集到电子个数
n= qe =
-8×10-12
-1.6×10-19
(个)=5×107(个).
(3)实验的时间为t= nn0
=5×10
7
104
s=5×103s.
10.(1)kQ
2
r2
,方向水平向右;
(2)kQ
2
8r2
,方向水平向左.
解析:(1)A相对地面静止,为静摩擦力,A水平方向受力平
衡,所以有Ff=k
Q×Q
r2
=kQ
2
r2
.
B对A为斥力,则摩擦力方向水平向右.
(2)根据接触起电的电荷均分原理可知 A、C接触分开后的
带电荷量均是-12Q;再C与B接触分开后B、C的带电荷量均是
1
4Q,则B对A的库仑力大小为F=k
1
2Q×
1
4Q
r2
=kQ
2
8r2
库仑力变小,则A仍静止,摩擦力大小等于库仑力大小,由于
库仑力变为吸引力,则摩擦力方向水平向左.
B组
1.ABC 2.ACD 3.AB
提示:
1.PVC管带电方式属于摩擦起电,故A正确;“水母”在空中
悬停时,PVC管对它向上的静电力等于它所受重力,故B正确;用
毛巾摩擦后,“水母”与PVC管带同种电荷,故C正确;PVC管与
“水母”相互靠近过程中,距离减小,根据库仑定律可知,两者间
相互作用力变大,故D错误.
2.电极G电离空气产生大量离子,使得粉粒 a、b都带负电,
粉粒a上的负电与滚筒C上的正电相互吸引,与导体滚筒C接触
后会先中和再带上正电,与滚筒C上电荷相排斥,最后落到料槽
F中,故ACD正确;粉粒b具有良好的绝缘性,下落时经过电离空
气会带上负电荷,与导体滚筒C接触中和后不再带电,最后被刮
板D刮入料槽E中,故B错误.
3.对A受力分析,受重力mg、线的拉力FT,B对A的吸引力
F,由分析知,A平衡时,F的最小值为F=mgsin30°=kq
2
r2
,解得
r=1m,所以两球的距离d≤1m,故AB正确.
4.(1)控制变量法; (2)mgtanα; (3)偏大.
5.(1)mgd
2tanθ
kq ; (2)
mgd2
kqtanθ
.
解析:(1)由题意,细线拉力为零,则tanθ=
kqqB
d2
mg,
B球电荷量大小为qB =
mgd2tanθ
kq .
(2)由题意,支持力为零,则tanθ= mgkqq′B
d2
B球电荷量大小为q′B=
mgd2
kqtanθ
.
第2期3版参考答案
A组
1.D 2.B 3.A 4.C 5.D 6.C 7.B
提示:
1.在离带电体很近时,r趋近于零,此时场源电荷不能看作是
点电荷,则公式E=kQ
r2
不再适用,故A错误;正电荷周围的电场
不一定比负电荷周围的电场强,故B错误;根据E= Fq可知,电
荷所受电场力大,该点电场强度不一定大,故C错误;电场中某点
的电场强度是由电场本身决定的,与试探电荷无关,则在电场中
某点放入试探电荷q,该点的电场强度大小为E= Fq,取走q后,
该点电场强度不变,故D正确.
2.根据点电荷的电场线分布特点可知,地球周围的引力场线
分布与孤立点电荷的电场线分布相似,故B正确,ACD错误.
3.电场强度由电场本身决定,与放入的检验电荷电性、电荷
量无关,故E1 =E2,方向相同,故A正确.
4.电场线的疏密情况可以表示电场强度的大小,电场线密集
的地方电场强度大,同一带电尘埃所受电场力也大,故C正确.
5.小球处于静止状态,根据三角形定则,当小球受到的电场
力与绳子方向垂直时,电场力最小,电场强度最小,根据平衡条件
可得Eminq=mgsin30°,解得Emin=80V/m,该电场的电场强度
可能为143V/m.故D正确.
6.由电场强度的定义式E= Fq得F=Eq,知F-q图像的
斜率表示电场强度大小,图线a的斜率大于b的斜率,说明a处电
场强度大于b处的电场强度,故AD错误;由于电场线的方向不能
确定,故场源电荷可能是正电荷,也可能是负电荷.若场源是正电
荷,由上一问的结论可知,a距离场源较近,即场源位置在 a的左
侧,故B错误,C正确.
7.若在空间加某一沿x轴正方向的匀强电场,可使 x轴上坐
标为1cm和2cm位置处的电场强度恰好均为零,说明 x轴上坐
标为1cm和2cm位置处的电场强度相同,方向沿x轴的负方向.
则a点是负电荷,b点是正电荷.1cm处的电场强度为E1=k
qa
r201
+k
qb
r214
,2cm处的电场强度为E2 =k
qa
r202
+k
qb
r224
,根据E1=E2,
可得
qa
qb
= 527.故B正确.
8.(1)竖直向下 负电; (2)mgdU.
9.(1)1.8×105N/C; (2)8×10-7C.
解析:(1)点电荷Q在P处产生的电场强度
E= Fq =
3.6×10-5
2.0×10-10
N/C=1.8×105N/C.
(2)根据E=kQ
r2
,可得
Q=Er
2
k =
1.8×105×0.22
9.0×109
C=8×10-7C.
10.(1)E1 =3×105N/C;
(2)E=3×105N/C,方向水平向左.
解析:(1)由点电荷电场强度公式有E1 =k
q1
d2
代入数据得 E1 =1×105N/C.
(2)点电荷q2在C点产生的电场强度大小E2=E1,方向沿
C到B.E1的方向沿A到C.
根据平行四边形定则有E=2E1cos60°
代入数据得E=3×105N/C,方向水平向左.
B组
1.BD 2.ABC 3.AC
提示:
1.由于电场线关于虚线对称,O点为 A、B点电荷连线的中
点,结合等量异种与等量同种点电荷电场线的分布特征,可知 A、
B带等量同种正电荷,由点电荷电场强度公式和电场叠加原理可
知,O点的电场强度为零,故A错误,B正确;电场线是为了形象描
述看不见、摸不着的电场而人为假想的,其分布的疏密程度表示
电场的强弱,两点处虽然无电场线,但其电场强度不为零,故C错
误;由对称性可知,a、b两点处电场强度大小相等,方向相反,则
同一试探电荷在a、b两点处所受电场力大小相等,方向相反,故
D正确.
2.根据等量异种点电荷电场线分布特点可知,带电小球运动
过程中一直受到水平向右的电场力,电场力与细管对其水平弹力
平衡,小球的合力为零,加速度为零,小球做匀速直线运动,速度
保持不变,故AB正确;等量异种点电荷连线的中垂线上,连线中
点处电场强度最大,小球在该处受到的库仑力最大,则有 Fmax=
k Qq
(
d
2)
2
+k Qq
(
d
2)
2
=8kQq
d2
,故C正确;根据C选项分析可知,在
等量异种点电荷连线中点处,管壁对小球的水平弹力与库仑力平
衡,则此时管壁对小球的水平弹力大小为
8kQq
d2
,故D错误.
3.两负电荷在L点产生的合电场方向沿 OL方向,两正电荷
在L点产生的合电场方向也沿 OL方向,所以L点的电场方向沿
OL方向;两负电荷在N点产生的合电场方向沿NO方向,两正电
荷在N点产生的合电场方向也沿NO方向,所以N点的电场方向
沿NO方向,故L和N两点处的电场方向相互垂直.故A正确,B错
误;正方形下边两异种电荷在M点产生的合电场方向水平向左,
大小为E1;上边两异种电荷在M点产生的合电场方向水平向右,
大小为E2.因为E1>E2,所以M点的电场方向水平向左,故M点
的电场方向沿该点处的切线.故C正确,D错误.
4.40,正方向,2.5,正方向;0.2m.
5.(1)图见解析,带负电;
(2)E=1.0×105N/C;
(3)FT =
3-槡2
10 N.
解析:(1)小球受重力 mg,电场力 F
和细线的拉力FT,如图所示,由于小球所
受电场力方向与电场强度方向相反,所以
小球带负电.
(2)根据平衡条件有 F =qE =
mgtanθ,解得E=1.0×105N/C.
(3)小球摆到最低点过程中,根据动能定理可得
mg(R-Rcos45°)= 12mv
2
根据牛顿第二定律可得FT-mg=
mv2
R
解得FT =(3-槡2)mg=
3-槡2
10 N.
书
5.平行板上层膜片电极下移时,两个极板的距离减小,根据
电容的决定式C=
εrS
4πkd
可知,电容器的电容增大,故A错误;由
于电容器一直和电源相连,两极板的电压不变,根据电容的定义
式C= QU可知,当电容增大时,电容器的带电荷量增大,即电容
器被充电,电流表有从b到a的电流,故B错误,D正确;根据E=
U
d可知,电场强度变大,故C错误.
6.根据动能定理, (电子从下极板边缘射出的动能为 U1+
1
2U )2 e,故A错误;电子在加速电场中有U1e= 12mv20,电子在
电场中的运动时间为t= Lv0
=L m2U1槡 e,极板间距为 d=2×
1
2·
U2
d
e
mt
2,解得d=L
U2
2U槡1,故B正确,C错误;若增大加速
电压,电子射出加速电场的速度增加,电子在极板间的飞行时间
减小,电子的侧移量减小,电子不可能打在极板上,故D错误.
7.由于电场力竖直向下,设物体在地面上滑行的距离为 x,
则由动能定理有 -μ(Eq+mg)x=0- 12mv
2
0,解得 x=
mv20
2μ(mg+Eq)
,故B正确.
8.CD 9.CD 10.BD
8.根据电场线与等势线垂直的特点,b处电场线的切线方向
斜向左上方,c处电场线的切线方向斜向左下方,所以b、c两点的
电场强度不相同,故A错误;等势线的疏密也可以反映电场的强
弱,由a到d等势线先变疏后变密,所以电场强度先减小后增大,
加速度先减小后增大,故B错误;由a到d电势先升高后降低,所
以电子的电势能先减小后增大,故 C正确;a处电场线与虚线垂
直,所以电子受到的电场力方向与虚线垂直,故D正确.
9.由几何知识知,EB与DC平行且EB=
2DC;因电场是匀强电场,则有 UEB =2UDC,
即φE-φB =2(φD-φC),解得φE =8V,故
A错误;由几何知识知,AF与 CD平行且相
等,因电场是匀强电场,则有 UAF =UCD =
φC-φD =-4V,故B错误;由于φE =8V、φC =8V,电场是匀
强电场,又电场线由电势高处指向电势低处,则电场线垂直于
CE,如图所示,由几何知识可得,电场线垂直于 BF连线,且指向
A,该匀强电场的电场强度大小为E=
UDA
dDA
=12-(-4)
8×10-2
V/m=
200V/m,故CD正确.
10.电子仅在电场力作用下沿 x轴正方向运动,说明电场强
度方向沿x轴负方向,则A点电势低于B点电势,故A错误,B正
确;根据ΔEp=qEx,可知图像斜率的绝对值等于电场力的大小,
因此从A到B,电场力减小,电场强度减小,故A点的电场强度大
于B点的电场强度,故C错误;由图乙可知,电子从A到B的电势
能减小量大于从B到C的电势能减小量,故电子从A运动到B电
场力做的功大于从B运动到C电场力做的功,故D正确.
11.(1)AC; (2)CD; (3)减小,减小.
12.(1)充电,放电; (2)变大 ,变小,变小,变小; (3)
不变
13.(1)UAB =4V,UBC =-2V; (2)4V.
解析:(1)根据电场力做功与电势差关系qUAB =WAB可得,
A、B两点间的电势差为
UAB =
WAB
q =
-24×10-5
-6×10-6
V=4V
同理,B、C两点间的电势差为
UBC =
WBC
q =
12×10-5
-6×10-6
V=-2V
(2)如果规定B点的电势为零,则有UAB =φA-φB =4V
解得A点的电势为φA =4V.
14.(1)v0 =10×104m/s; (2)y1 =5cm.
解析:(1)微粒在加速电场中做加速运动,由动能定理得
qU1 =
1
2mv
2
0
解得v0 =10×104m/s
(2)微粒在偏转电场中做类平抛运动,
水平方向,有L=v0t
竖直方向,有y1 =
1
2at
2
由牛顿第二定律得a=
qU2
md
联立以上各式,代入数据解得y1 =5cm.
15.(1)4m/s; (2)28m.
解析:(1)根据牛顿第二定律可知,0~2s内小物块的加速
度为
a1 =
qE1-μmg
m =2m/s
2
2s末小物块的速度为v2 =a1t1 =4m/s
2~4s内小物块的加速度为a2 =
qE2-μmg
m =-2m/s
2
4s末小物块的速度为v4 =v2+a2t2 =0
可知小物块做周期为4s的加速和减速运动,14s末小物块
的速度大小等于2s末小物块的速度大小,则有v14=v2=4m/s.
(2)根据对称性可知,小物块在0~4s内的位移为
x04 =2x02 =2×
1
2a1t
2
1 =2×
1
2 ×2×2
2m=8m.
根据周期性可知前14s内小物块的位移大小
x总 =3x04+x02 =3×8m+4m=28m.
第8期参考答案
一、单选题
1.B 2.C 3.C 4.A 5.A 6.B 7.D
提示:
3.沿电场线方向电势降低,同一等势线上的电势相等,故有
φa >φd,故A错误;电场线的疏密程度表示电场强度大小,故有
Eb>Ec,故B错误;负点电荷从c点移到b点,静电力做正功,故C
正确;负电荷从c点沿圆弧移到d点,是在同一等势面上移动,故
电场力不做功,电势能不变,故D错误.
4.因A、E两点的正电荷在O点的合电场强度为零;O点到六
个点的距离均为r=a
槡3
,则D、C两点的电荷在O点的合电场强度
为E1 =2
kq
r2
=6kq
a2
,方向沿OC方向;同理B、F两点的电荷在O
点的合电场强度为E2=E1=
6kq
a2
,方向沿OF方向,则合电场强
度为E=2E1cos30°= 槡
63kq
a2
,故A正确.
5.根据电场线的疏密程度可得,从a→b→c电场强度逐渐
增大;沿着电场线方向电势逐渐降低,则有φa>φb>φc,结合U
=Ed,ab=bc,可得Uab<Ubc,即ab间的电势差一定小于bc间的
电势差.故A正确.
6.a、c中点的电势φ=
φa+φc
2 =
6V,故A错误;已知在匀强电场中,a、
c两点的电势相等,故可知 ac连线即
为等势面,故电场线的方向为垂直ac连线斜向上指向b,过b点作
ac的垂线,交ac于e点,如图所示,则电场强度的大小为E= Ud
=6-(-2)10sin30°V/cm=16V/cm=160V/m,故B正确,CD错误.
7.c、d两点位于同一条等势线上,则c点的电势等于d点的电
势,故A错误;该电势分布图可等效为等量异种电荷产生的,a、b
为两电荷连线上对称的两点,根据等量异种电荷的电场的特点,
可以判断这两个对称点的电场强度大小相等、方向相同,故 B错
误;负电荷在电势低的地方电势能大,所以负电荷在电势低的 c
点的电势能大于在电势高的a点的电势能,故C错误;正电荷在
电势高的地方电势能大,所以将带正电的试探电荷从电势低的 b
点移到电势高的d点,电场力做负功,电势能增加,故D正确.
8.BD 9.AD 10.BCD
提示:
8.监测人员发现电流表指针右偏,说明电流从电流表右侧进
入,又由于P板与电源正极连接,说明电容器在充电,P、Q极板的
电荷量在增加,由C= QU可得,平行板电容器的电容在增加,故
C错误,D正确;由于平行板电容器的电容在增加,由C=
εrS
4πkd
可
得,P、Q极板间的距离在减小,说明水位在上升,故 A错误,B正
确.
9.电子在加速电场中加速,根据动能定理可得 eU1 =
1
2mv
2
0,电子进入偏转电场后偏转的位移为h=
1
2at
2,L=v0t,a
=
eU2
md,所以示波管的灵敏度
h
U2
= L
2
4dU1
,所以要提高示波管的灵
敏度可以增大L,减小d,减小U1.故AD正确.
10.根据沿电场线电势降低,可知在坐标原点右侧,电场强度
沿x轴负方向,粒子受到的电场力向正方向,因此粒子带负电,故
A错误;φ-x图像的斜率表示电场强度,x=02m处的电场强度
为E=Δφ
Δx
= 202-01V/m=20V/m,故C正确;根据牛顿第二
定律qE=ma,粒子的比荷为 qm =
a
E =
2000
20 C/kg=100C/kg,
故B正确;粒子从开始运动到x=02m处的过程中,根据动能定
理qU= 12mv
2,解得v=20m/s,故D正确.
11.(1)负; (2)Ud; (3)
4πR3ρgd
3U ; (4)ABC
12.(1)① 控制变量法,②变大; (2)①正电荷; ②由b
到a; ③28×10-3 47×10-4.
13.(1)mgcosθ
; (2)L mgtanθ槡 k .
解析:(1)小球A、B均处于平衡状态,对小球A受力分析,根
据受力平衡有
mg=FTcosθ
解得 FT =
mg
cosθ
(2)设两球间的库仑力大小为F库,对小球A受力分析,根据
受力平衡有
tanθ=
F库
mg
根据库仑定律有F库 =
kq2
L2
解得q=L mgtanθ槡 k .
14.(1)8N/C; (2)16×10-7J; (3)0.8V.
解析:(1)匀强电场的场强
E=
W1
q·dab
= 16×10
-7
4×10-7×5×001
N/C=8N/C.
(2)电荷从b移到c,电场力做的功
W2 =qE·bccos60°=16×10-7J.
(3)a、c两点间的电势差Uac=E(dab+dbccos60°)=08V.
15.(1)匀速直线运动,O点;
(2)2×105V; (3)0.0015m
解析:(1)无偏转电压时,电子束做匀速直线运动,落点位置
为O点;
(2)电子在束偏移器中的加速度大小为a=eUmL
设电子的初速度大小为v0,则由题意可知Ek0 =
1
2mv
2
0
电子在束偏移器中运动的时间为t= Lv0
由题意可知电子在束偏移器中的偏移量为y= 12at
2= L2
解得U=2×105V.
(3)电子从束偏移器中射出时,其速
度方向的反向延长线一定过束偏移器的
中心位置,设电子束到达芯片时的位置离
O点的距离为Y,如图所示
根据几何关系有
y′
Y =
L
2
L
2 +
L
2
又y′= 12at
2,a=
eU1
mL,t=
L
v0
,Ek0 =
1
2mv
2
0
联立解得Y=0.0015m.
!
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-
.
/
书
线,过c点作bd的垂线 ce,如图所示.
由于 △fbd≌ △ecd,所以 cd=bd,
∠cbd=30°,所以 ce=bcsin30°=
05cm,所以 E=
Uec
ce =
2V
05cm =
4V/cm,故C正确.
6.点电荷产生的电场的电场强度为E=kQ
r2
,则三点的电场
强度关系Ea>Eb>Ec,匀强电场中U=Ed,点电荷产生的电场
可以用该公式定性分析,ab间的电场强度一定大于 bc间的电场
强度,所以Uab>Ubc,故C正确,ABD错误.
7.电容器上下极板错开,正对面积减小,所带电荷量Q不变,
根据C= QU,C=
εrS
4πkd
,Ep=qφ,E=
U
d,联立得U=
4πkdQ
εrS
,
E=4πkQ
εrS
,可知两极板间电势差U增大(静电计指针张角变大),
电场强度E增大;因为A极板带负电,所以φ<0,q<0,由UBP
=-φ=EdBP,Ep=qφ,可知φ变小,Ep变大.故C正确.
8.(1)B (2)增大 减小 (3)增大 减小 (4)减小
增大
9.(1)E=30×104N/C;
(2)UAB =60×103V.
解析:(1)电场强度E= Fq =30×10
4N/C;
(2)A、B两点间的电势差UAB =Ex=60×103V.
10.(1)300V; (2)300V;
(3)1×104V/m,方向沿BC中垂线由A指向BC中点
解析:(1)根据电势差的定义式可得AB间的电势差为
UAB =
WAB
q =
3×10-6
1×10-8
V=300V
(2)根据电势差的定义式可得AC间的电势差为
UAC =
WAC
q =
-3×10-6
-1×10-8
V=300V.
(3)根据BC间的电势差等于0,可知BC为等势线,则电场强
度的方向沿BC中垂线由A指向BC中点,电场强度为
E=
UAC
Lcos30°=
300
槡23×槡
3
2 ×10
-2
V/m=1×104V/m.
B组
1.BD 2.BC 3.ABC
提示:
1.芯柱外套的绝缘层越厚,金属芯柱和导电液之间距离越
大,由C=
εrS
4πkd
可知电容越小,故A错误;该仪器中电容器的电
极分别是芯柱和导电液体,故B正确;如果指示器显示出电容增
大了,由C=
εrS
4πkd
可知金属芯柱和导电液正对面积增大了,说明
容器中液面升高了.如果指示器显示出电容减小了,金属芯柱和
导电液正对面积减小了,说明容器中液面降低了,故C错误,D正
确.
2.由φA =2V,φB =4V,φC =6V,在匀强电场中可知UBC
=UAD得φD =4V,同理可得φC1=4V,φD1=φB1=2V,所以
AB1D1面构成等势面,且电势为2V,BDC1面构成等势面且电势
为4V,故AB正确;结合Ep=φq,ΔEp=qU,将电子由C点沿立
方体棱边移动到D1,电势能增加4eV,故C正确;因φA =φB1=
2V,故将质子由A点沿立方体棱边移动到 B1,电势能不变,故D
错误.
3.电场强度看等差等势线的疏密,由题图可知电场强度的大
小为EA>EB =ED >EC,故A错误;根据题意,圆心处的电势最
高,向外越来越低,电势的大小为φA>φB =φD >φC,故B正确;
AB的平均电场强度大于BC的平均电场强度,由图可知,AB的电
势差等于BC电势差的2倍,根据E=Ud,可以定性判断出AB间
距离小于BC间距离的2倍,故C正确;B和D在同一条等势线上,
人从B沿着圆弧走到D不会发生触电,故D错误.
4.(1)充电 放电 (2)=
5.(1)-2V,2×10-2N/C,方向斜向右下; (2)-1V.
解析:(1)根据题意,A、B间的电势差:UAB =
WAB
-q=-2V
设A、B在沿电场线方向的距离为 d,则 d=ABcos60°=
1cm,所以电场强度的大小
E=
UAB
d =2×10
2N/C,方向斜向右下;
(2)因为UAB =φA-φB,则A点的电势为
φA =φB+UAB =1V-2V=-1V.
第6期3版参考答案
A组
1.D 2.A 3.A 4.A 5.A 6.D 7.D
提示:
1.亮斑P点X坐标为正值,Y′坐标为负值,说明电子都向
XY′板偏转,所以Y′、X板都带正电,Y、X′板都带负电,故D正确,
ABC错误.
2.当电子的速度最大时有 eU= 12mv
2,解得 v=21×
106m/s,故A正确.
3.粒子射入电场时,水平方向匀速运动,竖直方向做匀加速
运动,则水平方向d=v0t,竖直方向 v0tan45°=
qE
mt,解得 E=
mv20
qd,故A正确.
4.电子在电场中加速,由动能定理可得 eU= 12mv
2,解得v
= 2eU槡m,易知可使v增大的操作是仅增大U.故A正确。
5.依题意,0~0.025s内B板的电势比A板高,电子所受电
场力水平向左,做初速度为零的匀加速直线运动.0.025~0.05s
内A板的电势比B板高,电子所受电场力大小不变,方向水平向
右,做匀减速直线运动,由运动的对称性可知,在0.05s时电子速
度减小到零,此时电子已经向左移动了一段距离,之后极板间的
电场做周期性变化,电子的运动也做周期性变化,即一直向 B板
移动.
6.粒子运动过程只有电场力做功,根据动能定理 eU =
1
2mv
2,解得v= 2eU槡m,故A错误;由A选项分析可知,虽然极板
间距发生变化,但电子到达 Q板时的速率与两板间距离无关,仅
与加速电压U有关,因电压不变,电子到达Q板时速率大小不变,
故B错误,D正确;两极板间的电场强度为E=Ud,两极板间距离
越小,电场强度E越大,而a=eEm,可知两极板间距离越小,电子
在两极板间运动的加速度越大,故C错误。
7.偏转电极板M1带正电,则电子所受电场力向上,亮斑在O
点上方,故A错误;电子通过极板过程中电场力对电子做正功,则
电子的电势能减小,故B错误;设加速电场的加速电压为 U1,偏
转电场的电压为U2,M1M2之间的距离为 d、板长为 L,电子射出
M1M2时的偏转位移为y,电子在加速电场中,根据动能定理可得
eU1 =
1
2mv
2
0,在偏转电场中根据类平抛运动的规律可得 y=
1
2at
2,其中a=
eU2
md,t=
L
v0
,联立解得y=
U2L2
4U1d
,偏转电压在增
大,则亮斑向上移动,偏转电压不变时,若荧屏上亮斑向上移动,
可知加速电压在减小,故C错误,D正确.
8.高于 0 mgd mgdq
9.(1)2.0×106V/m;方向竖直向下; (2)3.0×105V.
解析:(1)小油滴下落过程中,先只受重力,在M极板上方做
自由落体运动;进入匀强电场后,受重力和电场力作用,小油滴做
匀减速运动,到达N极板速度为零,由动能定理得
mg(h+L)-qEL=0
代入数据解得E=2.0×106V/m,方向竖直向下.
(2)平行板电容器极板间为匀强电场,由E= UL
代入数据解得U=EL=3.0×105V.
10.(1)200m/s; (2)64V.
解析:(1)粒子在加速电场中运动,由动能定理有
qU0 =
1
2mv
2
0
解得v0 =200m/s.
(2)粒子进入平行金属板间做类平抛运动,
水平方向有
1
2L=v0t
竖直方向有
1
2d=
1
2at
2.
由牛顿第二定律得qUd =ma.
联立代入数据解得U=64V.
B组
1.BD 2.AD 3.AD
提示:
1.由于墨汁微滴带负电,可知墨汁微滴受到的电场力指向正
极板,墨汁微滴向正极板偏转,故A错误;墨汁微滴向正极板偏转
过程,电场力做正功,电势能减小,故 B正确;墨汁微滴在极板间
受到恒定的电场力,做类平抛运动,故C错误;墨汁微滴在极板间
做类平抛运动,则有l=vt,vy =at=
qU
mdt,联立可得 vy =at=
qUl
mdv,则速度方向的偏转角正切值为tanθ=
vy
v =
qUl
mdv2
,故D正
确.
2.颗粒刚离开漏斗,受到水平方向的电场力与竖直方向的重
力作用,均为恒力,故两者的合力也是恒力,则颗粒在两极板间做
初速度为零的匀加速直线运动,故A正确,B错误;颗粒在水平方
向有
d
2 =
1
2at
2,a=qUmd,
q
m =k,在竖直方向有L=
1
2gt
2,解
得U=gd
2
2kL,故C错误;根据动能定理全程列式有 mg(H+L)+
qU2 =
1
2mv
2,解得v= 2g(L+H)+gd
2
2槡 L,故D正确.
3.质子从O点沿轴线进入加速器,质子经5次加速,由动能
定理可得5eU=12mv
2
E,质子从圆筒E射出时的速度大小为vE=
10eU
槡m ,故A正确;质子在圆筒内做匀速运动,所以圆筒 E的长
度为LE =vE·
T
2 =
T
2
10eU
槡m ,故B错误;同理可知,金属圆筒
A的长度La=
T
2
2eU
槡m,金属圆筒B的长度LB =
T
2
4eU
槡m,金
属圆筒C的长度 LC =
T
2
6eU
槡m,金属圆筒 D的长度 LD =
T
2
8eU
槡m,则金属圆筒A的长度与金属圆筒B的长度之比为LA∶
LB = 槡1∶2,则金属圆筒 C的长度与金属圆筒 D的长度之比为
LC∶LD =槡3∶2,故C错误,D正确.
4.正 减小 mv
2
2e
mv2
2ed
5.(1)1×103m/s2; (2)6×10-3s; (3)18×104V
解析:(1)根据牛顿第二定律,有qE=ma,
解得粒子在电场中运动的加速度为a=1×103m/s2.
(2)根据运动的合成和速度公式,有v2 =v20+v2y,vy=at
联立解得粒子在电场中的运动时间为t=6×10-3s.
(3)根据动能定理,有qU= 12mv
2-12mv
2
0
解得平板电容器的电压为U=18×104V.
第7期3、4版参考答案
1.D 2.C 3.B 4.A 5.D 6.B 7.B
提示:
1.正电荷在高电势处具有较大的电势能,负电荷在高电势处
具有较小的电势能,故 A错误;电场中确定的两点间的电势差与
零电势位置的选取无关,故B错误;电势、电势差都是描述电场本
身性质的物理量,电势能除了与电势有关,还与试探电荷的电荷
量有关,故C错误;根据Ep=qφ,单位负电荷在A点具有1J的电
势能,在B点具有2J的电势能,则A点电势为 -1V,B点电势为
-2V,A点电势比B点电势高1V,故D正确.
2.电容器两极板上一定带等量异号电荷,故 AB正确;电容
大小与所带电荷量大小无关,故C错误;根据电容的定义式可知,
电容器所带电荷量越多,两极板间的电势差越大,故D正确.本题
选错误的,故选C.
3.根据电场线的疏密程度可知,从 A点移到 B点,电场强度
增大,则该试探电荷所受电场力F增大;从A点移到B点,电场力
对试探电荷做负功,则电势能Ep增大.故B正确.
4.根据动能定理,有Uq= 12mv
2,解得v= 2Uq槡m ,故A正
确.
书
第3期3、4版参考答案
1.C 2.C 3.A 4.A 5.A 6.D 7.C
提示:
3.根据库仑定律可得F= kQ
2
(槡
2
2l)
2
=2kQ
2
l2
,故A正确;或根
据平衡可得F=mgtan45°=mg,故CD错误.
4.任意两点电荷之间的库仑力为一对作用力与反作用力,等
大反向.两个正点电荷受到的电场力为F1=Eq+Eq=2Eq,方向
沿电场线向上,负点电荷受到的电场力为F2 =E·2q=2Eq,方
向沿电场线向下,则整个系统受到的电场力的合力大小为F合 =
F1-F2 =0,故A正确.
5.设AO=r,则有2rcos30°=L,O点的电场强度大小E=
2kqsin60°
r2
=3kq
L2
,故A正确.
6.根据电场强度定义式和点电荷电场强度决定式E=Fq=
kQ
r2
,可知F-q图线是一条经过原点的倾斜直线,图线的斜率表
示电场强度,Ea >Eb.故D正确.
7.点电荷做圆周运动则 k4q·q
R2
=mω2R,解得 ω =
2q
R
k
槡mR,设电场强度为零的点距离 O点为 r,则 k
4q
r2
=
k q
(r-R)2
,解得r=2R,则电场强度为零的动点的运动速率为 v
=ωr=4q k槡mR,故C正确.
8.AB 9.AC 10.BC
提示:
8.图甲中工作人员在超高压带电作业时,穿用金属丝编制的
工作服应用了静电屏蔽的原理,故A正确;图乙为家用煤气灶的
点火装置,是根据尖端放电的原理而制成的,故B正确;图丙为静
电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在带正电的金属板
上,故C错误;图丁为静电喷漆的示意图,静电喷漆时使被喷的金
属件与油漆雾滴带不同的电荷,从而产生引力,故D错误.
9.电场线从正电荷出发到负电荷终止,可知左边电荷带负
电,右边电荷带正电,故A正确;由电场线分布可知,两电荷所带
电荷量不相等,故B错误;因A点电场线较B点密集,可知A点的
电场强度大于B点的电场强度,故C正确;A点的电场强度方向由
电场本身决定,与是否放入试探电荷无关,故D错误.
10.从v-t图像可知,粒子从a到b做加速度减小的减速运
动,在b点时试探电荷的加速度为零,则受到的电场力为零,所以
b点处电场强度为零,故 C正确;b点电场强度为零,可知 Q1、Q2
在b点处的电场强度大小相等,方向相反,由于Q1带正电,则 Q2
带负电;根据点电荷电场强度公式E=kQ
r2
,由于Q1到b点距离
大于Q2到b点距离,则Q1的电荷量大于Q2的电荷量,故B正确,
A错误;从v-t图像可知,粒子从a到b做减速运动,电场力做负
功,电场力方向向左,试探电荷带正电,则电场方向向左;粒子从
b继续向右做加速运动,电场力做正功,电场力方向向右,则电场
方向向右,可知ab连线上b点左侧电场强度向左,b点右侧电场强
度向右,故D错误.
11.(1)异种; (2)箔片带上同种电荷;
(3)相等; (4)电荷守恒.
12.(1)归零; (2)mg; (6)正比 反比.
13.(1)6×10-3N,方向水平向右;
(2)8×10-4kg.
解析:(1)小球所受电场力F大小为F=qE,代入数据可得F
=2.0×10-8×3.0×105N=6×10-3N,方向水平向右;
(2)小球受mg、绳的拉力FT和电场力
F作用,受力分析如图所示,根据共点力平
衡条件和图中几何关系有mgtanθ=qE,解
得小球的质量m=8×10-4kg.
14.(1)E=mgq,方向竖直向上;
(2)槡2mg,与水平夹角为45°斜向左上方.
解析:(1)小球静止时悬线上的拉力恰好为零,根据平衡条
件Eq=mg,解得E=mgq,带正电小球受电场力竖直向上,电场强
度方向竖直向上.
(2)若将板绕C点整体缓慢顺时针旋转90°到竖直,小球受
竖直向下的重力,水平向右的电场力,小球重新静止时,根据平衡
条件FT = (mg)2+(Eq)槡 2 =槡2mg.
方向与水平方向夹角tanθ=mgEq=1,所以绳子拉力方向与
水平夹角为45°斜向左上方.
15.(1)1.25×106N/C; (2)1500N.
解析:(1)对人受力分析可知FT =Mgsin30°,
对物块分析可知FT =Eq,
解得E=1.25×106N/C:
(2)对人由牛顿第二定律F′T-Mgsin30°=Ma1
设人距离滑轮的距离为x,用时间为t,则
x= 12a1t
2
对物块F′T =ma2,2x=
1
2a2t
2
联立可得:F′T =1500N.
第4期3版参考答案
A组
一、选择题
1.A 2.B 3.C 4.A 5.A 6.D 7.D
提示:
1.电场中A、B两点的电势差是由电场本身决定的,与移动电
荷的电荷量q以及WAB都无关,故A错误,C正确;在电场中A、B
两点间移动相同的电荷,静电力做的功 WAB和电势差 UAB成正
比,故B错误;由WAB =qUAB可知,WAB与q、UAB有关,与电荷移
动的路径无关,故D正确.本题选不正确的,故选A.
2.电场方向沿电场线的切线方向,所以 M、N两点的电场方
向不同,故A错误;电场线越密的地方,电场强度越大,所以 O点
的电场强度比M点的小,故B正确;沿电场线方向电势逐渐降低,
M点的电势比N点的电势低,故C错误;负电荷在电势高的地方
电势能小,从M点运动到N点,电势能减小,故D错误.
3.根据沿电场线方向电势降低,可以判断电势 φA <φB,根
据电场线的疏密可以判断电场强度EA >EB,故C正确.
4.根据题意可知,电子从静止沿电场线从 A运动到 B,则电
子所受电场力方向为A→B,电场强度的方向由B→A,即沿直线
向左,故A正确;根据题意,不知周围电场线的分布情况,无法判
断电场的强弱,故B错误;根据题意可知,电子从静止沿电场线从
A运动到B,电场力做正功,电势能减小,故CD错误.
5.等差等势面的疏密程度表示电场强度的大小,由于B处的
等差等势面密,所以B点电场强度较大,故A正确;电场线与等势
面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面,故 A点电
场强度方向指向x轴正方向,故B错误;电场线与等势面垂直,并
且由电势高的等势面指向电势低的等势面,故电场线沿着x轴正
方向;沿着电场线电势逐渐降低,故A点电势高于B点电势.故C
错误;A点电势高于B点电势,正电荷从A点移到B点,电势能减
小,故D错误.
6.根据E=kQ
r2
,a、c两点的电场强度大小相等,但方向不
同,故A错误;离带电金属球越近,电场越强,p点的电场强度大
于c点的电场强度,故B错误;a、b、c、d在同一等势面上,a点的电
势等于b点的电势,故C错误;根据对称性可知,p、a两点间的电
势差等于p、b两点间的电势差,故D正确.
7.由题图甲可知,本次闪电是由空中云层向大树放电产生
的,放电时有自由电子向大树转移,所以电流的方向应是由被击
中的大树流向云层,地面上电流由高电势流向低电势,因此电流
的方向是由小车流向大树,故AB错误;由题图乙可知,虚线圆是
等势线,由大树向小车方向电势逐渐升高,因此 B车右侧车轮处
的电势比左侧车轮处的电势高,故 C错误;B车左侧两轮的电势
相等,A车左侧前轮电势比后轮电势低,所以 B车左侧两轮间的
电压比A车左侧两轮间的电压小,故D正确.
8.相等 大于 10 正功 10
9.(1)3.6×10-5J;
(2)增加4.8×10-5J.
解析:(1)电荷从C移到D,静电力做功为
WCD =qUCD =q(φC-φD)=3.6×10-5J;
(2)A、B两点电势相等,所以B移到A,正电荷q做功为零,从
D移到B,电场力做功
WDA =qUDA =q(φD -φA)=-4.8×10-5J.
所以电势能增加了4.8×10-5J.
10.(1) mgqcosθ
; (2)mglsinθ
cos2θ
.
解析:(1)带电粒子沿水平直线运动,则有qEcosθ=mg
解得E= mgqcosθ
.
(2)电场力对粒子做功为W=-qEsinθ· lcosθ
而W=-ΔEp,联立解得ΔEp=mgl
sinθ
cos2θ
.
B组
1.BC 2.AC 3.AB
提示:
1.由图示可知,B处的电场线密,A处的电场线稀疏,因此 B
点的电场强度大,A点的电场强度小,即EA <EB,沿着电场线的
方向,电势逐渐降低,由图示可知φA >φB,故A错误,B正确;将
电荷量为q的正电荷从A点移到B点,电场力做正功,电势能减
小,故C正确;将电荷量为q的负电荷从A点移到B点,电场力做
负功,电势能增加EpA <EpB,故D错误.
2.根据带电粒子 a、b的运动方向可知,电场的方向是向右
的,所以M点的电势高于N点的电势,故A正确;根据轨迹可知在
电场力的作用下,a、b两粒子运动时的位移与受到的电场方向都
成锐角,即电场力对两个粒子都做了正功,所以两个粒子的电势
能都将减小,故B错误,C正确;带电粒子受到的电场力是沿着电
场线的切线方向的,根据曲线运动的条件可知,a粒子是不可能
沿着电场线运动到M点的,故D错误.
3.正一价钠离子仅在电场力的作用下,从细胞膜外A点运动
到细胞膜内B点,则电场线由A到B,根据沿电场线方向电势逐渐
降低,故B点电势低于A点电势,故A正确;钠离子运动过程中电
场力做正功,电势能减小,故B正确;若膜内的电场可看作匀强电
场,则电场强度不变,故钠离子受到的电场力不变,钠离子的加速
度不变,故C错误;根据动能定理W=qU= 12mv
2,可知膜电位
上升时,钠离子进入细胞内的速度变大,故D错误.
4.= = <
5.(1)36∶9∶4;
(2)E=160N/C;方向由A指向C;
(3)-400V.
解析:(1)因为rA∶rB∶rC =1∶2∶3,根据点电荷电场强度
公式E=kQ
r2
可得EA∶EB∶EC =36∶9∶4;
(2)由点电荷的电场强度公式E=kQ
r2
,可得
E=9×10
9×1.6×10-9
0.32
N/C=160N/C,方向由A指向C;
(3)由UAC =
WAC
q,得UAC =
-6.4×10-17
-1.6×10-19
=400V,又由
UAC =φA-φC,得φC =φA-UAC =0-400=-400V.
第5期3版参考答案
1.B 2.A 3.B 4.B 5.C 6.C 7.C
提示:
2.根据电容的定义式C=QU可得该电容器在额定电压下充
电完成后所带的电荷量 Q=CU=47×10-6×50C=235×
10-6C=235μC,故A正确,B错误;电容器的电容由电容器自身
材料与结构决定,与电荷量、电压无关,当电压降低时,电容器的
电容不变.根据电容定义式可知,电压降低,电荷量减少,故 CD
错误.
3.由电场强度与电势差的关系可知,电鳗放电产生的电场强
度约为E= Ud =
600
3 V/m=200V/m,故ACD错误,B正确.
4.由i-t图像知图线与时间轴围成的面积表示电荷量,数格
子约为50格,则Q=it=105×10
-3×50×1C=01C,因为C=
Q
U,代入得C=
01
30≈0033F=33mF=33000μF,故B正确.
5.根据题意可得ac=2abcos30°,在ac上截取一段cd,且cd
=槡33cm,根据匀强电场的特点可知φd=φb=3V,即bd为等势
!
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