专题02 静电场能的性质（期中真题汇编，四川专用）高二物理上学期

专题02 静电场能的性质 知识点分布 电场能的性质 一、单选题 1．(24-25高二上·四川江油中学·期中)空间存在着平行纸面的匀强电场，但电场的具体方向未知，现在纸面内建立直角坐标系xOy，用仪器沿Ox、Oy两个方向探测该静电场中各点电势，得到各点电势φ与横、纵坐标的函数关系如图所示。关于该电场的电场强度E，下列说法正确的是（　　） A．E＝500V/m，方向指向第三象限 B．E＝500V/m，方向指向第一象限 C．E＝5V/m，方向指向第三象限 D．E＝5V/m，方向指向第一象限 【答案】A 【来源】四川省江油中学2024-2025学年高二上学期期中检测物理试题 【详解】图像的斜率表示电场强度，故根据和图像，可求出水平方向的场强大小，竖直方向的场强大小 故合场强为 根据沿电场线方向电势逐渐降低，故水平方向场强向左，竖直方向场强向下，故合场强方向指向第三象限 故选A。 2．(24-25高二上·四川宜宾第一中学·期中)如图中实线是一簇未标明方向的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受静电力的作用，根据此图判断正确的是（　　） A．带电粒子一定带负电荷 B．带电粒子在a、b两点的受力方向相同 C．带电粒子在b点的加速度比在a点的小 D．带电粒子在a点具有的动能一定小于在b点具有的动能 【答案】C 【来源】四川省宜宾市第一中学2024-2025学年高二上学期期中联考物理试题 【详解】AB．带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，根据曲线运动的合力方向位于轨迹的凹侧，可知带电粒子在a、b两点的受力方向均沿实线指向左边，但二者方向不同；由于不清楚电场方向，所以无法判断粒子的电性，故AB错误； C．根据电场线的疏密程度可知，b点处的强度小于a点处的强度，则带电粒子在b点受到的电场力小于在a点受到的电场力，带电粒子在b点的加速度比a点小，故C正确； D．若粒子从a运动b，则电场力做负功，粒子动能减少，若粒子从b运动a，则电场力做正功，粒子动能增加，故带电粒子在a点具有的动能一定大于在b点具有的动能，故D错误。 故选C。 3．(24-25高二上·四川绵阳三台中学·月考)在某电场中建立x坐标轴，一个带正电粒子沿x轴正方向运动，经过间距相等的A、B、C三点，该粒子的电势能随位置坐标x变化的关系如图所示，该粒子只受电场力作用。下列说法正确的是（　　） A．A点电势高于B点电势 B．A点的电场强度大于B点的电场强度 C．粒子经过A点的速率小于经过B点的速率 D．C、B两点电势差大于B、A两点电势差 【答案】D 【来源】四川省绵阳市三台中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试题 【详解】A．由图可知，A点的电势能小于B点的电势能，即 根据电势与电势能之间的关系可知 所以 故A错误； B．在x轴上取一小段包含A点的线段，设其长度为，线段两端的电势变化为，则该小段内的平均电场强度为 即曲线的切线斜率的绝对值大小，与该点处的电场强度的大小成正比，由图可知，A点的切线斜率小于B点的切线斜率，所以A点的电场强度小于B点的电场强度，故B错误； C．该粒子只受电场力作用，则粒子的动能和电势能之和将保持不变。粒子从A点运动到B点的过程中，电势能增大，则动能减小。所以粒子经过A点的速率大于经过B点的速率，故C错误； D．由图可知，AB段的平均电场强度小于BC段的平均电场强度，根据 可知，C、B两点间的电势差大于B、A两点间的电势差，故D正确。 故选D。 4．(24-25高二上·四川成都东部新区养马高级中学·期中)如图是一簇未标明方向、由一点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可判断出（　　） A．该粒子电性与场源电荷的电性相同 B．该粒子在a点加速度大小小于b点加速度大小 C．该粒子在a、b两点的电势能 D．若粒子子从b到a，则该粒子在a、b两点时速度大小 【答案】D 【来源】四川省成都东部新区养马高级中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题 【详解】A．电荷受电场力的方向指向运动轨迹弯曲的内侧，由图可知，若是正电荷受到的电场力的方向是向左的，所以产生电场的电荷应该是负电荷，若是负电荷受到的电场力的方向是向左的，所以产生电场的电荷应该是正电荷，所以电性与场源电荷的电性相反，故A错误； B．电场线的疏密表示场强，由图知，所以粒子在a点的加速度大于在b点的加速度，故B错误； C．若是正电荷在从a到b的过程中，电场力做负功，所以电荷的电势能增加，动能减小；若是负电荷在从a到b的过程中，电场力也做负功，所以电荷的电势能增加，动能减小；若是正电荷在从b到a的过程中，电场力做正功，所以电荷的电势能减小，动能增加；若是负电荷在从b到a的过程中，电场力也做正功，所以电荷的电势能减小，动能增加，所以粒子在两点间的电势能关系为 故C错误； D．由C分析可知，不论粒子带正电还是负电，粒子从b到a的过程中，电场力做正功，所以电荷的电势能减小，动能增加，由动能公式可知 故D正确。 故选D。 5．(24-25高二上·四川广元川师大万达中学·期中)图中实线为真空中某一点电荷形成的电场线，一电子的运动轨迹如图中虚线所示，其中a、b是轨迹上的两点。则下列判断中正确的是（　　） A．形成电场的点电荷电性为正 B．电子在a点的速度小于b点的速度 C．电子在a点的加速度小于b点的加速度 D．调整电子初速度的大小和方向，电子可能做匀速圆周运动 【答案】C 【来源】四川省广元市川师大万达中学2024-2025学年高二上学期期中物理试卷 【详解】A．做曲线运动的物体，受到的合力方向一定指向轨迹的凹侧，可知电子受到的电场力方向偏左，由于电子带负电，则电场方向偏右，可知形成电场的点电荷电性为负，故A错误； B．若电子从a点运动到b点，则电场力对电子做负功，电子的动能减小，即电子在a点的速度大于b点的速度；若电子从b点运动到a点，则电场力对电子做正功，电子的动能增大，即电子在a点的速度大于b点的速度；故B错误； C．根据电场线的疏密程度可知，a点的电场强度小于b点的电场强度，则电子在a点受到的电场力小于在b点受到的电场力，电子在a点的加速度小于b点的加速度，故C正确； D．由于电子与场源电荷都是带负电，电场力为库仑斥力，故电子不可能做匀速圆周运动，故D错误。 故选C。 6．(24-25高二上·四川南充高级中学·期中)有一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c、d四点的位置如图所示，cd、cb分别垂直于x轴、y轴，其中a、O、b三点电势分别为4V、6V、8V。电荷量为的点电荷由a点开始沿路线运动过程中，下列说法不正确的是（　　） A．c点的电势为10V B．点电荷在d点的电势能为 C．匀强电场的方向为a指向b D．该点电荷从a点移到b点过程中，电场力做功为 【答案】C 【来源】四川省南充高级中学2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题 【详解】AB．由于该电场是匀强电场，故沿着同一个方向相同距离的电势差相等，则有 解得 ， 则点电荷在d点的电势能为 故AB正确，不满足题意要求； C．由于 可知连线为等势线，根据电场方向与等势面垂直且由高电势指向低电势，由图中几何关系可知匀强电场的方向为b指向a，故C错误，满足题意要求； D．该点电荷从a点移到b点过程中，电场力做功为 故D正确，不满足题意要求。 故选C。 7．(24-25高二上·四川南充高级中学·期中)如图所示，为一点电荷的电场，其中实线箭头表示电场线，三条虚直线等间距，，那么以下说法成立的是（　　） A．该场源电荷为正电荷 B．电势 C． D．沿着电场线的方向，电场强度逐渐减小 【答案】B 【来源】四川省南充高级中学2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题 【详解】A．根据点电荷电场线的分布特征可知，该场源电荷为负点电荷，故A错误； B．点电荷等势线是以点电荷为圆心的一簇同心圆，由于沿电场线电势降低，可知，电势 故B正确； C．根据 由于ED之间的电场强度均小于DB之间的电场强度，可知 故C错误； D．图中沿着电场线的方向，电场线分布逐渐变密集，则电场强度逐渐增大，故D错误。 故选B。 二、多选题 8．(24-25高二上·四川广元川师大万达中学·期中)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位置x的变化关系如下图所示，其中段是对称的曲线，段是直线，则下列正确的是（　　） A．、、处电势、、的关系为 B．段所受电场力沿x轴负方向，段所受电场力沿x轴正方向 C．粒子从O点向x轴正向运动过程中加速度先逐渐减小后逐渐增大到最后恒定 D．粒子从向运动过程中电场力做正功 【答案】AC 【来源】四川省广元市川师大万达中学2024-2025学年高二上学期期中物理试卷 【详解】A．根据电势能与电势的关系，由于粒子带负电，所以粒子所在处的电势能越大，电势越低，由题图可知、、处电势关系为 故A正确； B．粒子在段，电势能减小，电场力做正功，电场力沿轴正方向；在段，电势能增大，电场力做负功，电场力沿轴负方向，故B错误； C．根据 可知图像的切线斜率表示电场力，因此，粒子从点向运动过程中电场力先减小后增大，最后恒定，则加速度也是先减小后增大到最后恒定，故C正确； D．粒子在段，电势能增大，电场力做负功，故D错误。 故选AC。 9．(24-25高二上·四川眉山仁寿县·期中)如图所示，O为两带等量异号电荷连线的中点，C、D为连线上两个点，A、B为中垂线上两个点，且，，则下列说法正确的是（    ） A．， B．， C．， D． 【答案】BC 【来源】四川省眉山市仁寿县2024-2025学年高二上学期11月期中校际联考物理试题 【详解】AB．等量异种电荷连线的中垂线为等势线，与等量异种电荷连线的中点对称的点，电场强度等大同向，故A错误，B正确； CD．根据图可知，等量异种电荷连线上的电场线方向向右，沿电场线方向电势降低，结合以上分析可知，C点与D点的场强相同，由于AO与CO距离关系未知，所以A点与C点的场强不一定相等，故C正确，D错误。 故选 BC。 三、解答题 10．(24-25高二上·四川达州铁路中学·期中)如图，在匀强电场中，将电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了的功，再从B点移到C点，静电力做了的功。已知电场的方向与三角形ABC所在的平面平行。 (1)求A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC； (2)若以B点为电势零点，算出相关点的电势，并在图中画出过B点的电场线方向，保留作图过程。 【答案】(1)， (2)，，连线的中点处电势为 【来源】四川省达州铁路中学2024-2025学年高二上学期期中检测物理试卷 【详解】（1）根据公式 可得A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC分别为 代入数据得 （2）根据公式 可知 同理可知 所以连线的中点处电势为，连接该点与C点则可得等势线，过B点作等势线的垂线，由高电势指向低电势，作出B点的电场线，如下图所示 11．(24-25高二上·四川达州达州外国语学校·期中)如图所示，AB为半径R = 1 m的四分之一光滑绝缘竖直圆弧轨道，在四分之一圆弧区域内存在着E = 1 × 106 V/m，方向竖直向上的匀强电场，有一质量m = 1 kg，带电量q = +1.4 × 10−5 C的物体（可视为质点），从A点的正上方距离A点H = 0.85 m处由静止开始自由下落（不计空气阻力）经圆弧轨道AB和水平直线轨道BC从C点抛出，已知BC段是长L = 2 m、与物体间动摩擦因数为µ = 0.2的粗糙绝缘水平面，CD段为倾角θ = 53°且离地面DE高h = 0.8 m的斜面。（取g = 10 m/s2） (1)求A、B两点的电势差UAB； (2)求物体从C处射出后，C点至落点的水平位移。（已知sin53° = 0.8，cos53° = 0.6，不考虑物体反弹以后的情况） (3)若H可调，求H至少需要多大才能使滑块沿圆弧从A运动到B。 【答案】(1)−1 × 106 V (2) (3)0.6 m 【来源】四川省达州市达州外国语学校2024-2025学年高二上学期半期考试物理试题 【详解】（1）根据匀强电场中场强与电势差之间关系可得 代入数据可知 （2）物块从开始运动到C点，由动能定理可知 解得 设物体落在水平地面上，则根据平抛运动的规律可知 解得 故物体落在斜面上，则有 从C点至落点的水平位移为 解得 （3）物块在B点恰不脱离圆弧轨道时，有 解得 物块从开始运动到B点，由动能定理可得 解得 故H至少需要0.6 m。 12．(24-25高二上·四川眉山中学校·期中)如图所示，在绝缘粗糙的水平面上的A处固定一未知点电荷QA，将质量为m、电荷量为+q的带电物块（可视为点电荷）从B点由静止释放，物块滑到C点时速度达到最大，物块滑到D点时停止运动。已知A、B和B、C间的距离均为L，C、D间的距离为2L，物块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求： (1)求QA的电量及带电性质； (2)物块在B点释放瞬间的加速度大小； (3)B、D两点间的电势差UBD； 【答案】(1)，带正电 (2) (3) 【来源】四川省眉山中学校2024-2025学年高二上学期12月期中物理试题 【详解】（1）因C点速度最大，则加速度为零，则 解得 两带电体之间是斥力，可知A处电荷带正电； （2）在B点时释放时由牛顿第二定律 解得 a=1.2g （3）从B到D由动能定理 解得 13．(24-25高二上·四川绵阳三台县·期中)如图所示，在水平向右的匀强电场中，将带电荷量为的点电荷由A点沿直线移至B点，电场力做功，已知A、B间的距离为。直线与电场线的夹角为37°，，求： (1)A、B两点间的电势差； (2)该匀强电场的电场强度大小。 【答案】(1)40V (2)100V/m 【来源】四川省绵阳市三台县2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题 【详解】（1）由题意可知，点电荷从A到B电场力做功，则A、B两点间的电势差为 （2）AB沿电场线上的方向的距离 由 可得该匀强电场的电场强度大小 14．(24-25高二上·四川遂宁射洪中学校·期中)把一个带电荷量为3×10-8C的正点电荷从电场中的A点移到无限远处时，静电力做功9×10-6J；若把该电荷从电场中的B点移到无限远处时，静电力做功3×10-6J，取无限远处电势为零。 (1)求A点的电势； (2)求A、B两点电势差； (3)若把电荷量为的负电荷由A点移到B点，电势能的改变量为多少？ 【答案】(1) (2)200V (3) 【来源】四川省遂宁市射洪中学校2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题 【详解】（1）根据题意可得 又 代入数据，解得 （2）根据公式，可得 故A、B间的电势差为 （3）根据电场力做功与电势差关系公式可得 则有 电场力做负功，电势能增加，故电势能增加。 电容器电容 一、单选题 1．(24-25高二上·四川达州铁路中学·期中)下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是（　　） A．根据电场强度的定义式，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比 B．根据电容的定义式，电容器的电容与所带电荷量成正比与两极板间的电压成反比 C．根据电阻的定义式，电阻的阻值与U成正比，与I反比。 D．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中电流越大 【答案】D 【来源】四川省达州铁路中学2024-2025学年高二上学期期中检测物理试卷 【详解】A．电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关，所以不能理解电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比，A错误； B．电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，取决于电容器本身，并不是电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比，B错误； C．公式 是用比值定义的，导体的电阻与导体两端的电压和电流无关，C错误； D．根据电流的定义式 可知单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中电流越大，D正确。 故选D。 2．(24-25高二上·四川资阳中学·期中)在竖直放置的平行金属板间用长为的轻质柔软绝缘的细线拴一质量为，电荷量为的带电小球（可视为点电荷），细线的上端固定于点，开关S闭合，稳定时小球静止在板间的A点，细线与竖直方向成，如图所示，A点距右极板的距离为，且左极板接地，其中，，则（　　） A．小球带正电荷 B．将图中滑动变阻器的滑片向右移，细线与竖直方向的夹角将变小 C．将绝缘细线剪断，球将做曲线运动 D．S断开后，将右极板向左平移少许（仍在A点的右侧），A点电势不变 【答案】D 【来源】四川省资阳中学2024-2025学年高二上学期半期考试物理试题 【详解】A．由电路图可知电容器右极板带正电，根据受力平衡可知，小球受到的电场力水平向右，与电场方向相反，则小球带负电，故A错误； B．在电路中电容器稳定时处于断路，故调节R1对电路没有影响，电容器两板电势差一定，小球所受电场力一定，故偏角不变，故B错误； C．小球所受电场力和重力的合力沿着细线方向，将绝缘细线剪断，球将沿细线方向向右下方做匀加速直线运动，故C错误； D．S断开后，电容器极板电荷量不变，由 知极板内电场强度不变，因左极板到A点间距不变，且左极板电势始终为零，则A点电势不变，故D正确。 故选D。 3．(24-25高二上·四川眉山仁寿县·期中)如图所示，将平行板电容器与电池组相连，两板间的带电尘埃恰好处于静止状态．若将两板靠近一些，其他条件不变，则（    ） A．电容器带电量减少 B．尘埃向下运动 C．检流计中有a→b的电流 D．检流计中有b→a的电流 【答案】D 【来源】四川省眉山市仁寿县2024-2025学年高二上学期11月期中校际联考物理试题 【详解】ACD．两板靠近一些，由可知，电容增大，但两极板间的电压不变，由 可知，可知电容器所带的电荷量增大，故电源为电容器充电，检流计中有b→a的电流，故AC错误，D正确； B．由可知，两极板间的电场强度增大，尘埃所受电场力增大，尘埃向上运动，故B错误。 故选D。 4．(24-25高二上·四川南充白塔中学·期中)如图所示，两块较大的金属板A、B平行水平放置并与一电源相连，S闭合后，两板间有一质量为m、电荷量为q的油滴恰好在P点处于静止状态。则下列说法正确的是（　　） A．S仍闭合，将A板向右平移一小段距离，则油滴保持静止不动，G中有b→a的电流 B．带电油滴带负电 C．若将S断开，且将A板向左平移一小段距离，P点电势不变 D．若将S断开，再将A板向下平移一小段距离，P点电势能变大 【答案】A 【来源】四川省南充市白塔中学2024-2025学年高二上学期期中检测物理试题 【详解】A．S仍闭合，将A板向右平移一小段距离，根据 可知，两金属板间场强不变，所以油滴保持静止不动，而两金属板正对面积减小，根据 可知，电容减小，因电压不变，根据 可知，电容器所带电荷量减小，所以电容器放电，G中有b→a的电流，故A正确； B．由图可知两金属板间场强向上，由受力平衡可知带电油滴所受电场力向上，所以带电油滴带正电，故B错误； C．若将S断开，且将A板向左平移一小段距离，则两金属板正对面积减小，根据 可知，电容减小，而电容器所带电荷量不变，根据 可知，两金属板电压增大，根据 可知，两金属板间场强增大，B板与P点之间的电势差增大，又因场强方向向上，B板接地，电势为零，所以P点电势为负且电势降低，故C错误； D．根据 可得 所以，若将S断开，再将A板向下平移一小段距离，则电容器所带电荷量不变，场强不变，P点电势能不变，故D错误。 故选A。 二、多选题 5．(24-25高二上·四川江油中学·期中)如图所示，开关S断开，电容器C1和C2是两个完全相同的平行板电容器，极板距离均为d，所带电量分别是Q1、Q2，A、B为两带电小球，均处于静止状态，质量均为m，所带电荷量分别为+q、，小球B通过一绝缘细线悬挂于O点，与竖直方向夹角为60°。设整个过程中电容器及带电小球均不与外界作用，且带电小球始终未接触电容器极板，导线电阻不计，两极板间为匀强电场。则下列说法正确的是（　　） A．开关闭合前C1上极板带正电，C2左极板带正电 B．开关闭合前电容器C1与C2间场强大小之比为1∶3 C．开关闭合前电容器所带电荷量Q1与Q2大小之比为3∶1 D．开关闭合待稳定后绝缘细线与竖直方向夹角变为60°且摆到竖直方向的另外一边 【答案】CD 【来源】四川省江油中学2024-2025学年高二上学期期中检测物理试题 【详解】A．根据受力平衡可知，A受到竖直向上的电场力，且A带正电，则电容器C1中场强方向向上，可知C1上极板带负电；B受到水平向左的电场力，且B带负电，则电容器C2中场强方向水平向右，C2左极板带正电，故A错误； B．对A，根据平衡条件可得 对B，根据平衡条件可得 可得开关闭合前电容器C1与C2间场强大小之比为，故B错误； C．根据可得，开关闭合前电容器C1与C2电势差之比为 根据可得，开关闭合前电容器所带电荷量Q1与Q2大小之比为，故C正确； D．根据以上分析可知，开关闭合前C1上极板所带电荷量为，C2左极板所带电荷量为；开关闭合待稳定后，两电容器电势差大小相等，所带电荷量大小相等，则C1上极板与C2左极板所带电荷量均为 可知C2所带电荷量大小与原来相同，但极板电性发生变化，所以场强大小与原来相等，方向与原来相反，则绝缘细线与竖直方向夹角变为60°且摆到竖直方向的另外一边，故D正确。 故选CD。 6．(24-25高二上·四川眉山仁寿县·期中)如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，为定值电阻，、为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部．闭合电键S，小球静止时，悬线偏离竖直方向的夹角为。调节、，关于的大小判断正确的是（    ） A．保持不变，缓慢增大时，将变大 B．保持不变，缓慢增大时，将变小 C．保持不变，缓慢增大时，将不变 D．保持不变，缓慢增大时，将变小 【答案】BC 【来源】四川省眉山市仁寿县2024-2025学年高二上学期11月期中校际联考物理试题 【详解】AB．保持不变，缓慢增大时，电路中的电流将减小，两端的电压减小，电容器两端的电压减小，两极板间的电场强度减小，对小球受力分析如图所示 根据小球受力平衡可知 所以变小，即将变小，故A错误，B正确； CD．保持不变，缓慢增大时，两端的电压不变，电容器两端的电压不变，两极板间的电场强度不变，所以不变，将不变，故C正确，D错误。 故选BC。 三、实验题 7．(24-25高二上·四川眉山中学校·期中)如图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，使电容器带电后与电源断开，将电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连。 (1)使用静电计的目的是观察电容器两极板间的 （选填“电容”“电势差”或“电荷量”）变化情况。 (2)在实验中观察到的现象是_________。（填正确答案前的标号） A．将左极板向上移动一段距离，静电计指针的张角变小 B．向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大 C．将左极板右移，静电计指针的张角变小 D．将左极板拿走，静电计指针的张角变为零 (3)某兴趣小组用两片锡箔纸做电极，用三张电容纸（某种绝缘介质）依次间隔夹着两层锡箔纸，一起卷成圆柱形，然后接出引线，如图乙所示，最后密封在塑料瓶中，电容器便制成了。为增大该电容器的电容，下列方法可行的有__________。（填正确答案前的标号） A．增大电容纸的厚度 B．同时减小锡箔纸和电容纸的面积 C．增大锡箔纸的厚度 D．减小电容纸的厚度 (4)同学们用同一电路分别给两个不同的电容器充电，充电时通过传感器的电流I随时间t变化的图像如图丙中①、②所示，其中①对应电容器C1的充电过程，②对应电容器C2的充电过程，则两电容器中电容较大的是 （选填“C1”或“C2”）。 【答案】(1)电势差 (2)C (3)D (4)C2 【来源】四川省眉山中学校2024-2025学年高二上学期12月期中物理试题 【详解】（1）使用静电计的目的是观察电容器两极板间的电势差变化情况。 （2）A．将左极板向上移动一段距离，则两板正对面积减小，根据可知，电容器的电容C减小，根据，可认为电容器所带电荷量Q一定，则U变大，即静电计指针的张角变大，故A错误； B．向两板间插入陶瓷片时，根据可知，C变大，根据可知，Q一定，则U变小，静电计指针的张角变小，故B错误； C．将左极板右移，根据可知，C变大，根据可知，Q一定，则U变小，静电计指针的张角变小，故C正确； D．把左极板拿走，相当于增大d，根据可知，则C变小，根据可知，U变大，所以静电计指针的张角变大，故D错误。 故选C。 （3）由平行板电容器电容决定式 A．增大电容纸的厚度，d增大，故电容减小，故A错误； B．同时减小锡箔纸和电容纸的面积，S减小，故电容减小，故B错误； C．增大锡箔纸的厚度，对电容无影响，故C错误； D．减小电容纸的厚度，d减小，故电容增大，故D正确。 故选D。 （4）用同一电路分别给两个不同的电容器充电，则充电完成后，两电容器两端电压相同，由于图像与横轴围成的面积表示带电量，由图可知图线②对应的电荷量较大，根据可知，两电容器中电容较大的是C2。 8．(24-25高二上·四川凉山彝族西昌·期中)在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图甲所示连接电路。单刀双掷开关先跟1相接，一段时间后，把开关S改接2，实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。 (1)开关S改接2后，电容器进行的是 （填“充电”或“放电”）过程，此过程中流经电阻上的电流方向 （填“自上而下”或“自下而上”）。 (2)开关S改接2后，实验得到的图像如图乙所示，如果不改变电路其他参数，只减小电阻的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将 （填“减小”“不变”或“增大”）。 【答案】(1) 放电 自下而上 (2)不变 【来源】四川省凉山彝族自治州西昌市2024-2025学年高二上学期期中检测物理试题 【详解】（1）[1]当开关接2时，电容器相当于电源，进行的是放电过程。 [2]开关接1时，电源给电容器充电，电容器上极板接正极，充电完成，上极板带正电，下极板带负电；可知开关接2时，电容器相当于电源，上极板相当于电源的正极，故流经电阻R上的电流自下而上。 （2）曲线与坐标轴所围成的面积为电容器充电完成后所带电荷量，充电结束时，电路中无电流，电阻不分压，电容器两端电压等于电源电压，只减小电阻，并不能改变电容器的充好电时的电荷量，故此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将不变。 9．(24-25高二上·四川成都成都列五中学·期中)如图所示是定性研究平行板电容器的电容与结构之间的关系的装置，平行板电容器的A板与静电计相连，B板和静电计金属壳都接地。若充电后保持电容器带电量不变。试指出三个图所示的情况下，静电计指针的偏转角度变化情况。 A．增大   B．减小   C．不变 注意：请在以下短线上填上合适的A、B或C字母填汉字不给分 ①在图（1）中，把B板向上提升一小段的过程中，静电计指针的偏转角度 ； ②在图（2）中，把B板向左移动的过程中，静电计指针的偏转角度 ； ③在图（3）中，紧贴B板右侧插入铝板时，静电计指针的偏转角度 。 【答案】 A A B 【来源】四川省成都市成都列五中学2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题 【详解】[1] 在图（1）中，把B板向上提升一小段的过程中，正对面积S减小，根据 可知，电容C减小，而不变，根据 可知U增大，所以，静电计指针的偏转角度增大。 故选A。 [2] 在图（2）中，把B板向左移动的过程中，两极板间距离d增大，根据 可知，电容C减小，而不变，根据 可知U增大，所以，静电计指针的偏转角度增大。 故选A。 [3] 在图（3）中，紧贴B板右侧插入铝板时，相对介电常数增大，根据 可知，电容C增大，而不变，根据 可知U减小，所以，静电计指针的偏转角度减小。 故选B。 四、填空题 10．(24-25高二上·四川雅安中学·期中)“祖冲之”研究小组探究平行板电容器实验，如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，板间距离为d，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地（电势为零），在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，静电计指针偏角 （填“变大”“变小”或“不变”），P点电势 （填“升高”“降低”或“不变”），油滴的电势能 （填“大于”“小于”或“等于”）零。 【答案】 变大 不变 小于 【来源】四川省雅安中学2024-2025学年高二上学期11月期中考试物理试卷 【详解】[1]根据知，d增大，则电容减小，Q不变，由可知U变大，静电计指针偏角变大； [2]因为电荷量Q不变，d改变，根据 ， 则 知电场强度E不变，下极板接地，电势为零，则P点的电势等于P点与下极板间的电势差 不变，所以P点的电势不变，而且为正值； [3]根据油滴平衡情况知油滴带负电，根据公式可知电势能小于零。 带电粒子在电场中的运动 一、单选题 1．如图所示，水平放置的平行板电容器，上板带负电，下板带正电。带正电小球以速度水平射入电场并恰好沿下板边缘飞出。若下板不动，将上板上移一小段距离，小球仍以相同的速度从原处飞入。则带电小球（　　） A．仍沿原轨迹由下板边缘飞出 B．仍向下偏转并打在下板上 C．可能不发生偏转，沿直线运动 D．若上板不动，将下板上移一段距离，小球仍能从板间飞出 【答案】A 【详解】ABC．带电小球受重力和电场力作用，若下板不动，将上板上移一小段距离，由 联立解得 即场强大小与板间距离无关，故小球受力不变，仍沿原轨迹由下板边缘飞出，故A正确，BC错误； D．若上板不动，将下板上移一段距离，小球竖直方向分位移减小，运动时间减少，水平方向位移也减小，故一定会打在下极板上，故D错误。 故选A。 二、多选题 2．如图甲所示为两块水平金属板，在两板间加上周期为T的交变电压U，电压U随时间t变化的图像如图乙所示。现有一群质量为m、重力不计的带电粒子以初速度沿中线射入两金属板间，经时间T都能从两板间飞出。下列关于粒子运动的描述正确的是（　　） A．时入射的粒子，粒子将沿一条直线运动 B．时入射的粒子，从进入电场到射出电场，电场力对粒子先做正功，后做负功 C．时入射的粒子，最终将沿中线离开电场 D．时入射的粒子，离开电场时的速度大小等于初速度 【答案】BD 【详解】A．粒子在电场中水平方向始终做匀速直线运动，在时刻入射的粒子，在竖直方向先做加速运动，然后减速运动，由运动的合成知识可知，一个匀速直线运动与一个变速直线运动合成，其轨迹为曲线，故A项错误； B．因为在水平方向粒子的速度保持不变，当粒子在时入射时，在时间内粒子在竖直方向做加速运动，电场力对粒子做正功，当时间内，粒子在竖直方向上做匀减速运动，电场力对粒子做负功，故B项正确； CD．无论哪个时刻入射的粒子，在一个周期T内，受到的正向电压和反向电压的时间是相同，所以在竖直方向上电场力的冲量为零，所以离开电场时速度方向都是水平的，且离开电场时的速度大小都相等，都等于初速度。但是由之前的分析可知，粒子在竖直方向先做加速运动，后做减速运动，其偏离金属板中线。综上所述可知，粒子最终并不是沿着中线离开电场，故D正确，C错误。 故选BD。 3．如图，空间中存在水平向右的匀强电场，一带负电的小球以速度大小为v竖直向上射入匀强电场，经过一段时间，小球速度大小仍为v，但方向沿水平方向，已知小球质量为m，带电荷量为－q，重力加速度为g，则在该过程中（　　） A．小球克服重力做功为0 B．小球射入电场后，小球的电势能逐渐增大 C．匀强电场的电场强度大小为 D．小球机械能增加 【答案】CD 【详解】A．小球在最后方向恰沿水平方向时，竖直方向速度为零，小球在竖直方向上只受重力，做竖直上抛运动，运动时间为 小球上升的高度为 重力做功为 所以小球克服重力做功为，故A错误； C．小球在运动过程中，在水平方向上做匀加直线运动，根据牛顿第二定律 根据运动学公式可知 联立，解得 故C正确； B．在该过程中电场力做正功，所以电势能一直减小，故B错误； D．该过程中，除重力做功外，只有电场力做功，且电场力做正功，水平方向的位移 电场力做功 所以小球机械能增加，故D正确。 故选CD。 4．如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为、电荷量为的小球，系在一根长为的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕点做圆周运动。为圆周的水平直径，为竖直直径。已知重力加速度为，电场强度，下列说法正确的是（　　） A．若将小球在A点由静止开始释放，则小球能沿圆弧到达点 B．若小球恰能在竖直平面内绕点做圆周运动，则它运动的最小速度为 C．若小球在竖直平面内绕点做圆周运动，则小球运动到点时的机械能最大 D．若将细线剪断，再将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，小球将不能到达点 【答案】CD 【详解】A．设合力方向与电场线方向夹角为，则有 解得 所以将小球静止释放，小球将沿合力方向做匀加速直线运动，不能沿圆弧到达点，故A错误； B．小球受到水平向右的电场力 为 合力为 由A项可知，与电场线方向夹角为，设小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最小速度为v，根据牛顿第二定律有 解得 故B错误； C．由功能关系知，小球机械能的变化等于除重力或弹力之外的力所做的功，小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，运动到B点时，静电力做功最多，故运动到B点时小球的机械能最大，故C正确； D．小球将在竖直方向上做竖直上抛运动，水平方向做匀加速直线运动，当竖直方向位移为0时，有 水平方向在电场力作用，做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有 解得 则时间内发生的水平位移为 所以小球将不能到达B点，故D正确。 故选CD。 三、解答题 5．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40cm。电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω。闭合开关S，待电路稳定后，将一带电量为的正电小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间。质量为，不考虑空气阻力。当滑动变阻器滑片P在某位置时，小球恰能到达A板。（g取10m/s2）求： (1)电容器两极板的电压U的大小； (2)两极板间电场强度的大小； (3)滑动变阻器接入电路的阻值RP。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）对小球恰能从B到A，由动能定理可得 解得 （2）由可得 （3）由闭合电路欧姆定律可得 计算得出，则有 6．一束质量为m，电荷量为e的电子（不计重力）从静止开始经加速电压U1加速后，以水平速度射入水平放置的两平行金属板中间，如图所示，金属板长为l，两板距离为d，竖直放置的荧光屏距金属板右端为L。若在两金属板间加直流电压U2时，光点偏离中线打在荧光屏上的P点： (1)求离开加速电场时的速度大小； (2)求离开偏转电场时竖直方向位移； (3)求OP的距离。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）电子在加速电场中，根据动能定理有 解得 （2）电子进入偏转电场中，做类平抛运动，在水平方向上有 在竖直方向上有 又 联立解得 （3）电子离开偏转电场时竖直方向上的速度 设电子离开偏转电场时速度与水平速度的夹角为，则有 根据几何关系有 解得 7．如图为示波管的结构示意图，低压电源给金属丝K供电，金属丝发出初速度可忽略的电子。金属丝与A板间的加速电压为U1，电子加速后，从A板中心孔沿中心线KO射出，M、N为平行于KO的带电金属板。且两板到KO的距离相等。电子自中心孔沿KO射入金属板形成的电场中发生偏转。已知两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为-e，不计电子所受的重力及它们之间的相互作用力。 (1)如果电子恰好从N板边缘射出偏转电极，求M、N两板之间的电压U2以及电子打到荧光屏上的动能； (2)若电子均能从偏转电极右侧打出，单位偏转电压引起的偏移量即，称为示波管的灵敏度。请推导出灵敏度的表达式。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）在加速电场中有 解得 在偏转电场中，水平方向有 竖直方向有， 联立解得 由动能定理 解得电子离开偏转电场的动能为 离开偏转电场到打到荧光屏的过程中，电子匀速直线运动，没有外力做功，因此打到荧光屏上的动能为 （2）在加速电场中有 在偏转电场中，水平方向有 竖直方向有， 联立解得 则示波管的灵敏度为 8．如图，一质量为m的带电小球用丝线悬挂在水平向右无限大匀强电场中，已知该场强大小为E，当小球静止时，测得丝线与竖直方向的夹角为，此时小球距水平地面的高度为H。（重力加速度为g）求： (1)小球所带电荷量q； (2)当把悬线烧断后，求小球落到地面时的动能。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）小球受重力、电场力和线的拉力，受力分析如图所示 对小球列平衡方程 解得 （2）丝线断后小球受到重力和电场力的作用，合力为 所以把悬线烧断后小球做初速度为零的匀加速直线运动，位移沿细线方向，则位移为 由动能定理 解得 9．如图所示，空间存在水平向右，电场强度大小为的匀强电场。abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为3R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m，带电荷量为q的正电物块，自a点处从静止释放，重力加速度大小为g。求： (1)ac两点间的电势差大小 (2)物块运动到c点时对轨道的弹力大小； (3)物块到达与c点等高的d点（图中未画出）时，距c点的水平距离；及求出c到d过程中的速度最小值。 【答案】(1) (2) (3)， 【详解】（1）由公式 得ac两点间的电势差大小 （2）物块从到，由动能定理有 设在点轨道对物块的支持力为，有 得 由牛顿第三定律有物块运动到c点时对轨道的弹力大小为。 （3）由（2）可知，在c点速度 在c之后，物块做类平抛运动，在竖直方向有 上升到最高点时有 解得 根据运动的对称性，则到达d点的总时间有 在水平方向上有 解得 物块离开点后受到的合力为 设合力与水平方向夹角为，有 所以 c到d过程中当速度方向与合力方向垂直时，速度有最小值，则最小速度等于vC沿垂直合力方向的分量，大小为 10．如图所示，在P处有一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，粒子自A板小孔进入A、B平行板间的加速电场从静止加速后，水平进入静电分析器中，静电分析器中存在着如图所示的辐向电场，电场线沿半径方向，指向圆心O，粒子在该电场中沿图示虚线恰好做匀速圆周运动，从辐向电场射出后，竖直向下沿平行板C、D间的中线射入两板间的匀强电场。已知静电分析器中粒子运动轨迹处电场强度的大小为E，粒子运动轨迹的半径为R，A、B两板间的距离为d，C、D两板长均为2L，C、D两板间的距离为L，粒子重力不计。 (1)求A、B两板间的电压U1； (2)若要使粒子能从C、D两板下方飞出，则C、D两板间的偏转电压U2应满足什么条件？ (3)求粒子从P点出发至从C、D两板下方飞出的过程中运动的总时间t总。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）依题可知，粒子在辐向电场中做圆周运动时，电场力提供向心力，有 粒子在A、B两板间做加速运动时，有 联立解得 （2）粒子在偏转电场中做类平抛运动，故水平位移 竖直方向位移 由牛顿第二定律可知，在偏转电压为U2的电场中的加速度 粒子能从C、D两板下方离开时满足 联立可得 （3）由匀变速直线运动规律可知，粒子在A、B两板间运动的时间 粒子在静电分析器中运动的时间 粒子在偏转电场中运动的时间 飞行总时间 联立解得 故可得飞行总时间 11．如图所示，在的空间中，存在沿y轴正方向的匀强电场E；在的空间中，存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小也为E，一电子（电量为e，质量为m）在y轴上的点以沿x轴正方向的初速度开始运动，不计电子重力，求： (1)电子第一次经过x轴的坐标值； (2)电子在y方向上运动的周期； (3)电子运动的轨迹与x轴的各个交点中，任意两个相邻交点间的距离。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）在空间中，沿x轴正方向以的速度做匀速直线运动，沿y轴负方向做匀加速直线运动，设其加速度大小为a，则  ， ，     解得， 因此电子第一次经过x轴的坐标值为 （2）电子轨迹如图所示： 在空间中，沿x轴正方向仍以的速度做匀速直线运动，沿y轴负方向做匀减速直线运动，设其加速度大小也为a，由对称性可知：电子在y轴方向速度减小为零时的时间       电子在y轴方向的运动周期      （3）电子沿x轴方向移动的距离为       任意两个相邻交点间的距离 12．如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在平面的区域内，存在两个大小均为E的匀强电场Ⅰ和Ⅱ，两电场的边界均是边长为的正方形（不计电子所受重力，电子的比为）。 (1)在该区域边的中点处由静止释放电子，求电子离开Ⅰ区域时的速度； (2)在满足（1）的情况下，判断电子能否从边离开，并求电子离开区域的位置坐标； (3)在电场Ⅰ区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从区域左下角D处离开，求所有释放点的位置（电子释放点的横坐标x和纵坐标y之间应满足的关系式）。 【答案】(1) (2)能从CD边离开，坐标为 (3) 【详解】（1）在电场I中由动能定理得 eEL＝mv2 解得 （2）在电场II中做类平抛运动，假设从CD边离开，有 vt=L eE＝ma 电子偏转的方向向下，联立解得 则电子能从CD边离开，离开的纵坐标为 则离开的坐标为。 （3）设释放点的位置坐标为（x，y），在电场I中由动能定理可得 eEx＝ 在电场II中做类平抛运动过D点，有 L＝v0t，eE＝ma， 联立解得 13．如图，光滑绝缘圆弧轨道ABC位于竖直平面内，半径，B为轨道最低点，最高点C的切线水平。一平行板电容器MN水平放置，其内有竖直向下的匀强电场、场强大小，下极板N的右端与圆弧轨道的A端紧挨着，极板长度，两极板间的距离。在圆弧轨道直径BC的右侧有水平向左的匀强电场，场强大小。质量、电荷量的绝缘带电小球紧贴电容器的极板M左端以某一初速度水平抛出，恰无碰撞的从A点进入光滑圆弧形轨道内。已知重力加速度g取10m/s2，小球可视为质点，不计电容器的边缘效应，求： (1)小球水平抛出的初速度； (2)小球进入电场后所受的最小弹力； (3)M板正上方处有一与M板平行且等长的板，判断小球能否落在板上，若能，则求小球在板上表面的落点到板左端的距离s；若不能，请通过计算说明原因。 【答案】(1) (2)0.5N (3)能， 【详解】（1）在平行板电容器MN中，对小球进行受力分析，根据牛顿第二定律有 解得 小球在电容器中做类平抛运动，则有 ， 解得 （2）小球在A点，令速度方向与水平方向夹角为，结合上述有 解得 则小球在A点的速度 小球进入电场后所受电场力方向水平向左，大小为 由于 可知，电场力与重力的合力方向斜向左下方，与竖直方向夹角也为，结合上述可知，圆周上与A点关于圆心O对称的点为等效物理最高点，小球处于该点时，所受轨道弹力最小，根据牛顿第二定律有 小球从A点到等效物理最高点过程，根据动能定理有 解得 （3）小球从A运动到C过程，根据动能定理有 解得 假设小球能够落在板上，则有 解得 此时的水平位移 解得 由于 假设成立，即小球能落在板上，小球在板上表面的落点到板左端的距离 解得 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 静电场能的性质 知识点分布 电场能的性质 一、单选题 1．(24-25高二上·四川江油中学·期中)空间存在着平行纸面的匀强电场，但电场的具体方向未知，现在纸面内建立直角坐标系xOy，用仪器沿Ox、Oy两个方向探测该静电场中各点电势，得到各点电势φ与横、纵坐标的函数关系如图所示。关于该电场的电场强度E，下列说法正确的是（　　） A．E＝500V/m，方向指向第三象限 B．E＝500V/m，方向指向第一象限 C．E＝5V/m，方向指向第三象限 D．E＝5V/m，方向指向第一象限 2．(24-25高二上·四川宜宾第一中学·期中)如图中实线是一簇未标明方向的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受静电力的作用，根据此图判断正确的是（　　） A．带电粒子一定带负电荷 B．带电粒子在a、b两点的受力方向相同 C．带电粒子在b点的加速度比在a点的小 D．带电粒子在a点具有的动能一定小于在b点具有的动能 3．(24-25高二上·四川绵阳三台中学·月考)在某电场中建立x坐标轴，一个带正电粒子沿x轴正方向运动，经过间距相等的A、B、C三点，该粒子的电势能随位置坐标x变化的关系如图所示，该粒子只受电场力作用。下列说法正确的是（　　） A．A点电势高于B点电势 B．A点的电场强度大于B点的电场强度 C．粒子经过A点的速率小于经过B点的速率 D．C、B两点电势差大于B、A两点电势差 4．(24-25高二上·四川成都东部新区养马高级中学·期中)如图是一簇未标明方向、由一点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可判断出（　　） A．该粒子电性与场源电荷的电性相同 B．该粒子在a点加速度大小小于b点加速度大小 C．该粒子在a、b两点的电势能 D．若粒子子从b到a，则该粒子在a、b两点时速度大小 5．(24-25高二上·四川广元川师大万达中学·期中)图中实线为真空中某一点电荷形成的电场线，一电子的运动轨迹如图中虚线所示，其中a、b是轨迹上的两点。则下列判断中正确的是（　　） A．形成电场的点电荷电性为正 B．电子在a点的速度小于b点的速度 C．电子在a点的加速度小于b点的加速度 D．调整电子初速度的大小和方向，电子可能做匀速圆周运动 6．(24-25高二上·四川南充高级中学·期中)有一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c、d四点的位置如图所示，cd、cb分别垂直于x轴、y轴，其中a、O、b三点电势分别为4V、6V、8V。电荷量为的点电荷由a点开始沿路线运动过程中，下列说法不正确的是（　　） A．c点的电势为10V B．点电荷在d点的电势能为 C．匀强电场的方向为a指向b D．该点电荷从a点移到b点过程中，电场力做功为 7．(24-25高二上·四川南充高级中学·期中)如图所示，为一点电荷的电场，其中实线箭头表示电场线，三条虚直线等间距，，那么以下说法成立的是（　　） A．该场源电荷为正电荷 B．电势 C． D．沿着电场线的方向，电场强度逐渐减小 二、多选题 8．(24-25高二上·四川广元川师大万达中学·期中)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位置x的变化关系如下图所示，其中段是对称的曲线，段是直线，则下列正确的是（　　） A．、、处电势、、的关系为 B．段所受电场力沿x轴负方向，段所受电场力沿x轴正方向 C．粒子从O点向x轴正向运动过程中加速度先逐渐减小后逐渐增大到最后恒定 D．粒子从向运动过程中电场力做正功 9．(24-25高二上·四川眉山仁寿县·期中)如图所示，O为两带等量异号电荷连线的中点，C、D为连线上两个点，A、B为中垂线上两个点，且，，则下列说法正确的是（    ） A．， B．， C．， D． 三、解答题 10．(24-25高二上·四川达州铁路中学·期中)如图，在匀强电场中，将电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了的功，再从B点移到C点，静电力做了的功。已知电场的方向与三角形ABC所在的平面平行。 (1)求A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC； (2)若以B点为电势零点，算出相关点的电势，并在图中画出过B点的电场线方向，保留作图过程。 11．(24-25高二上·四川达州达州外国语学校·期中)如图所示，AB为半径R = 1 m的四分之一光滑绝缘竖直圆弧轨道，在四分之一圆弧区域内存在着E = 1 × 106 V/m，方向竖直向上的匀强电场，有一质量m = 1 kg，带电量q = +1.4 × 10−5 C的物体（可视为质点），从A点的正上方距离A点H = 0.85 m处由静止开始自由下落（不计空气阻力）经圆弧轨道AB和水平直线轨道BC从C点抛出，已知BC段是长L = 2 m、与物体间动摩擦因数为µ = 0.2的粗糙绝缘水平面，CD段为倾角θ = 53°且离地面DE高h = 0.8 m的斜面。（取g = 10 m/s2） (1)求A、B两点的电势差UAB； (2)求物体从C处射出后，C点至落点的水平位移。（已知sin53° = 0.8，cos53° = 0.6，不考虑物体反弹以后的情况） (3)若H可调，求H至少需要多大才能使滑块沿圆弧从A运动到B。 12．(24-25高二上·四川眉山中学校·期中)如图所示，在绝缘粗糙的水平面上的A处固定一未知点电荷QA，将质量为m、电荷量为+q的带电物块（可视为点电荷）从B点由静止释放，物块滑到C点时速度达到最大，物块滑到D点时停止运动。已知A、B和B、C间的距离均为L，C、D间的距离为2L，物块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求： (1)求QA的电量及带电性质； (2)物块在B点释放瞬间的加速度大小； (3)B、D两点间的电势差UBD； 13．(24-25高二上·四川绵阳三台县·期中)如图所示，在水平向右的匀强电场中，将带电荷量为的点电荷由A点沿直线移至B点，电场力做功，已知A、B间的距离为。直线与电场线的夹角为37°，，求： (1)A、B两点间的电势差； (2)该匀强电场的电场强度大小。 14．(24-25高二上·四川遂宁射洪中学校·期中)把一个带电荷量为3×10-8C的正点电荷从电场中的A点移到无限远处时，静电力做功9×10-6J；若把该电荷从电场中的B点移到无限远处时，静电力做功3×10-6J，取无限远处电势为零。 (1)求A点的电势； (2)求A、B两点电势差； (3)若把电荷量为的负电荷由A点移到B点，电势能的改变量为多少？ 电容器电容 一、单选题 1．(24-25高二上·四川达州铁路中学·期中)下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是（　　） A．根据电场强度的定义式，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比 B．根据电容的定义式，电容器的电容与所带电荷量成正比与两极板间的电压成反比 C．根据电阻的定义式，电阻的阻值与U成正比，与I反比。 D．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中电流越大 2．(24-25高二上·四川资阳中学·期中)在竖直放置的平行金属板间用长为的轻质柔软绝缘的细线拴一质量为，电荷量为的带电小球（可视为点电荷），细线的上端固定于点，开关S闭合，稳定时小球静止在板间的A点，细线与竖直方向成，如图所示，A点距右极板的距离为，且左极板接地，其中，，则（　　） A．小球带正电荷 B．将图中滑动变阻器的滑片向右移，细线与竖直方向的夹角将变小 C．将绝缘细线剪断，球将做曲线运动 D．S断开后，将右极板向左平移少许（仍在A点的右侧），A点电势不变 3．(24-25高二上·四川眉山仁寿县·期中)如图所示，将平行板电容器与电池组相连，两板间的带电尘埃恰好处于静止状态．若将两板靠近一些，其他条件不变，则（    ） A．电容器带电量减少 B．尘埃向下运动 C．检流计中有a→b的电流 D．检流计中有b→a的电流 4．(24-25高二上·四川南充白塔中学·期中)如图所示，两块较大的金属板A、B平行水平放置并与一电源相连，S闭合后，两板间有一质量为m、电荷量为q的油滴恰好在P点处于静止状态。则下列说法正确的是（　　） A．S仍闭合，将A板向右平移一小段距离，则油滴保持静止不动，G中有b→a的电流 B．带电油滴带负电 C．若将S断开，且将A板向左平移一小段距离，P点电势不变 D．若将S断开，再将A板向下平移一小段距离，P点电势能变大 二、多选题 5．(24-25高二上·四川江油中学·期中)如图所示，开关S断开，电容器C1和C2是两个完全相同的平行板电容器，极板距离均为d，所带电量分别是Q1、Q2，A、B为两带电小球，均处于静止状态，质量均为m，所带电荷量分别为+q、，小球B通过一绝缘细线悬挂于O点，与竖直方向夹角为60°。设整个过程中电容器及带电小球均不与外界作用，且带电小球始终未接触电容器极板，导线电阻不计，两极板间为匀强电场。则下列说法正确的是（　　） A．开关闭合前C1上极板带正电，C2左极板带正电 B．开关闭合前电容器C1与C2间场强大小之比为1∶3 C．开关闭合前电容器所带电荷量Q1与Q2大小之比为3∶1 D．开关闭合待稳定后绝缘细线与竖直方向夹角变为60°且摆到竖直方向的另外一边 6．(24-25高二上·四川眉山仁寿县·期中)如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，为定值电阻，、为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部．闭合电键S，小球静止时，悬线偏离竖直方向的夹角为。调节、，关于的大小判断正确的是（    ） A．保持不变，缓慢增大时，将变大 B．保持不变，缓慢增大时，将变小 C．保持不变，缓慢增大时，将不变 D．保持不变，缓慢增大时，将变小 三、实验题 7．(24-25高二上·四川眉山中学校·期中)如图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，使电容器带电后与电源断开，将电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连。 (1)使用静电计的目的是观察电容器两极板间的 （选填“电容”“电势差”或“电荷量”）变化情况。 (2)在实验中观察到的现象是_________。（填正确答案前的标号） A．将左极板向上移动一段距离，静电计指针的张角变小 B．向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大 C．将左极板右移，静电计指针的张角变小 D．将左极板拿走，静电计指针的张角变为零 (3)某兴趣小组用两片锡箔纸做电极，用三张电容纸（某种绝缘介质）依次间隔夹着两层锡箔纸，一起卷成圆柱形，然后接出引线，如图乙所示，最后密封在塑料瓶中，电容器便制成了。为增大该电容器的电容，下列方法可行的有__________。（填正确答案前的标号） A．增大电容纸的厚度 B．同时减小锡箔纸和电容纸的面积 C．增大锡箔纸的厚度 D．减小电容纸的厚度 (4)同学们用同一电路分别给两个不同的电容器充电，充电时通过传感器的电流I随时间t变化的图像如图丙中①、②所示，其中①对应电容器C1的充电过程，②对应电容器C2的充电过程，则两电容器中电容较大的是 （选填“C1”或“C2”）。 8．(24-25高二上·四川凉山彝族西昌·期中)在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图甲所示连接电路。单刀双掷开关先跟1相接，一段时间后，把开关S改接2，实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。 (1)开关S改接2后，电容器进行的是 （填“充电”或“放电”）过程，此过程中流经电阻上的电流方向 （填“自上而下”或“自下而上”）。 (2)开关S改接2后，实验得到的图像如图乙所示，如果不改变电路其他参数，只减小电阻的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将 （填“减小”“不变”或“增大”）。 9．(24-25高二上·四川成都成都列五中学·期中)如图所示是定性研究平行板电容器的电容与结构之间的关系的装置，平行板电容器的A板与静电计相连，B板和静电计金属壳都接地。若充电后保持电容器带电量不变。试指出三个图所示的情况下，静电计指针的偏转角度变化情况。 A．增大   B．减小   C．不变 注意：请在以下短线上填上合适的A、B或C字母填汉字不给分 ①在图（1）中，把B板向上提升一小段的过程中，静电计指针的偏转角度 ； ②在图（2）中，把B板向左移动的过程中，静电计指针的偏转角度 ； ③在图（3）中，紧贴B板右侧插入铝板时，静电计指针的偏转角度 。 四、填空题 10．(24-25高二上·四川雅安中学·期中)“祖冲之”研究小组探究平行板电容器实验，如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，板间距离为d，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地（电势为零），在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，静电计指针偏角 （填“变大”“变小”或“不变”），P点电势 （填“升高”“降低”或“不变”），油滴的电势能 （填“大于”“小于”或“等于”）零。 带电粒子在电场中的运动 一、单选题 1．如图所示，水平放置的平行板电容器，上板带负电，下板带正电。带正电小球以速度水平射入电场并恰好沿下板边缘飞出。若下板不动，将上板上移一小段距离，小球仍以相同的速度从原处飞入。则带电小球（　　） A．仍沿原轨迹由下板边缘飞出 B．仍向下偏转并打在下板上 C．可能不发生偏转，沿直线运动 D．若上板不动，将下板上移一段距离，小球仍能从板间飞出 二、多选题 2．如图甲所示为两块水平金属板，在两板间加上周期为T的交变电压U，电压U随时间t变化的图像如图乙所示。现有一群质量为m、重力不计的带电粒子以初速度沿中线射入两金属板间，经时间T都能从两板间飞出。下列关于粒子运动的描述正确的是（　　） A．时入射的粒子，粒子将沿一条直线运动 B．时入射的粒子，从进入电场到射出电场，电场力对粒子先做正功，后做负功 C．时入射的粒子，最终将沿中线离开电场 D．时入射的粒子，离开电场时的速度大小等于初速度 3．如图，空间中存在水平向右的匀强电场，一带负电的小球以速度大小为v竖直向上射入匀强电场，经过一段时间，小球速度大小仍为v，但方向沿水平方向，已知小球质量为m，带电荷量为－q，重力加速度为g，则在该过程中（　　） A．小球克服重力做功为0 B．小球射入电场后，小球的电势能逐渐增大 C．匀强电场的电场强度大小为 D．小球机械能增加 4．如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为、电荷量为的小球，系在一根长为的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕点做圆周运动。为圆周的水平直径，为竖直直径。已知重力加速度为，电场强度，下列说法正确的是（　　） A．若将小球在A点由静止开始释放，则小球能沿圆弧到达点 B．若小球恰能在竖直平面内绕点做圆周运动，则它运动的最小速度为 C．若小球在竖直平面内绕点做圆周运动，则小球运动到点时的机械能最大 D．若将细线剪断，再将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，小球将不能到达点 三、解答题 5．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40cm。电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω。闭合开关S，待电路稳定后，将一带电量为的正电小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间。质量为，不考虑空气阻力。当滑动变阻器滑片P在某位置时，小球恰能到达A板。（g取10m/s2）求： (1)电容器两极板的电压U的大小； (2)两极板间电场强度的大小； (3)滑动变阻器接入电路的阻值RP。 6．一束质量为m，电荷量为e的电子（不计重力）从静止开始经加速电压U1加速后，以水平速度射入水平放置的两平行金属板中间，如图所示，金属板长为l，两板距离为d，竖直放置的荧光屏距金属板右端为L。若在两金属板间加直流电压U2时，光点偏离中线打在荧光屏上的P点： (1)求离开加速电场时的速度大小； (2)求离开偏转电场时竖直方向位移； (3)求OP的距离。 7．如图为示波管的结构示意图，低压电源给金属丝K供电，金属丝发出初速度可忽略的电子。金属丝与A板间的加速电压为U1，电子加速后，从A板中心孔沿中心线KO射出，M、N为平行于KO的带电金属板。且两板到KO的距离相等。电子自中心孔沿KO射入金属板形成的电场中发生偏转。已知两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为-e，不计电子所受的重力及它们之间的相互作用力。 (1)如果电子恰好从N板边缘射出偏转电极，求M、N两板之间的电压U2以及电子打到荧光屏上的动能； (2)若电子均能从偏转电极右侧打出，单位偏转电压引起的偏移量即，称为示波管的灵敏度。请推导出灵敏度的表达式。 8．如图，一质量为m的带电小球用丝线悬挂在水平向右无限大匀强电场中，已知该场强大小为E，当小球静止时，测得丝线与竖直方向的夹角为，此时小球距水平地面的高度为H。（重力加速度为g）求： (1)小球所带电荷量q； (2)当把悬线烧断后，求小球落到地面时的动能。 9．如图所示，空间存在水平向右，电场强度大小为的匀强电场。abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为3R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m，带电荷量为q的正电物块，自a点处从静止释放，重力加速度大小为g。求： (1)ac两点间的电势差大小 (2)物块运动到c点时对轨道的弹力大小； (3)物块到达与c点等高的d点（图中未画出）时，距c点的水平距离；及求出c到d过程中的速度最小值。 10．如图所示，在P处有一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，粒子自A板小孔进入A、B平行板间的加速电场从静止加速后，水平进入静电分析器中，静电分析器中存在着如图所示的辐向电场，电场线沿半径方向，指向圆心O，粒子在该电场中沿图示虚线恰好做匀速圆周运动，从辐向电场射出后，竖直向下沿平行板C、D间的中线射入两板间的匀强电场。已知静电分析器中粒子运动轨迹处电场强度的大小为E，粒子运动轨迹的半径为R，A、B两板间的距离为d，C、D两板长均为2L，C、D两板间的距离为L，粒子重力不计。 (1)求A、B两板间的电压U1； (2)若要使粒子能从C、D两板下方飞出，则C、D两板间的偏转电压U2应满足什么条件？ (3)求粒子从P点出发至从C、D两板下方飞出的过程中运动的总时间t总。 11．如图所示，在的空间中，存在沿y轴正方向的匀强电场E；在的空间中，存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小也为E，一电子（电量为e，质量为m）在y轴上的点以沿x轴正方向的初速度开始运动，不计电子重力，求： (1)电子第一次经过x轴的坐标值； (2)电子在y方向上运动的周期； (3)电子运动的轨迹与x轴的各个交点中，任意两个相邻交点间的距离。 12．如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在平面的区域内，存在两个大小均为E的匀强电场Ⅰ和Ⅱ，两电场的边界均是边长为的正方形（不计电子所受重力，电子的比为）。 (1)在该区域边的中点处由静止释放电子，求电子离开Ⅰ区域时的速度； (2)在满足（1）的情况下，判断电子能否从边离开，并求电子离开区域的位置坐标； (3)在电场Ⅰ区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从区域左下角D处离开，求所有释放点的位置（电子释放点的横坐标x和纵坐标y之间应满足的关系式）。 13．如图，光滑绝缘圆弧轨道ABC位于竖直平面内，半径，B为轨道最低点，最高点C的切线水平。一平行板电容器MN水平放置，其内有竖直向下的匀强电场、场强大小，下极板N的右端与圆弧轨道的A端紧挨着，极板长度，两极板间的距离。在圆弧轨道直径BC的右侧有水平向左的匀强电场，场强大小。质量、电荷量的绝缘带电小球紧贴电容器的极板M左端以某一初速度水平抛出，恰无碰撞的从A点进入光滑圆弧形轨道内。已知重力加速度g取10m/s2，小球可视为质点，不计电容器的边缘效应，求： (1)小球水平抛出的初速度； (2)小球进入电场后所受的最小弹力； (3)M板正上方处有一与M板平行且等长的板，判断小球能否落在板上，若能，则求小球在板上表面的落点到板左端的距离s；若不能，请通过计算说明原因。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $