第十章静电场中的能量（培优）-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

绝密★启用前 第十章 静电场中的能量（培优） 姓名 准考证号 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1.答题前请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4.可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选绝不给分） 1．在国际单位制中，电容的单位是（　　） A．F B．A C．V D．N 2．比较下列各物理量的大小时，正确的结论是（　　） A．电荷量：+2×10-8库仑>-3×10-8库仑 B．场强：+500牛顿／库仑>-800牛顿／库仑 C．功：+60焦>-80焦 D．电势能：+48焦>-56焦 3．有一束正离子，以相同速率从同一位置进入带电平行板电容器的匀强电场中，所有离子运动轨迹一样，说明所有离子  （   ） A．具有相同质量 B．具有相同电荷量 C．具有相同的比荷 D．属于同一元素的同位素 4．一平行板电容器两极板间距为d，与电源连接时，极板间一带电微粒恰好静止。现在把它与电源断开，用绝缘手柄使两极在d与2d之间上下周期性运动，则微粒（　　） A．仍处于静止 B．上下往复运动 C．向上加速运动 D．向下加速运动 5．如图所示，用金属网把验电器罩起来，使带电金属球靠近验电器，发现验电器的箔片没有张开。下列说法正确的是（　　） A．金属网上A点的电势高于B点的电势 B．电梯中手机信号微弱，其原理与该实验相同 C．带电金属球在金属网内部产生的电场强度为0 D．箔片没有张开，是因为感应出的负电荷都集中在验电器的金属小球上 6．如图所示，在某匀强电场中有M、N、P三点，在以它们为顶点的三角形中，、，直角边NP的长度为4cm。电场方向与三角形所在平面平行。已知M、N和P点的电势分别为3V、15V和12V，则电场强度的大小为（    ） A．150V/m B．75V/m C．2253V/m D．753V/m 7．等量异号点电荷连线的中垂线上有a、b两点如图所示，将一个带负电的点电荷q从a沿此中垂线移到b，下列说法不正确的是（　　） A．q所受电场力方向始终向左 B．q的电势能先增大后减小 C．q所受的电场力先增大后减小 D．a、b两点电势相同 8．两个等量同种电荷固定于空间中，O为两电荷连线中点，其连线中垂线上有A、B、C三点，A、O两点间高度差h=3m，点A与C关于O对称，如图甲所示。一个电量q=2C，质量m=1kg的小物块从A点静止释放，其A至O运动的v~t图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最小的位置，规定O点电势为零。 则下列说法正确的（　　）   A．B点为中垂线上电场强度最小的点，场强 B．物块从A至C运动过程中加速度先减小后增大，速度一直增大，轨迹可能为曲线 C．物块在A点电势 D．物块从A至C运动过程中机械能先减小后增大，至C点时动能Ek=30J 9．空间有一电场，各点电势φ随位置的变化情况如图所示。下列说法正确的是（　　） A．O点的电场强度一定为零 B．-x1与-x2点的电场强度相同 C．将负电荷从-x1移到x1电荷的电势能增大 D．-x1和x1两点在同一等势面上 10．空间中存在一方向未知的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带负电的小球，从竖直平面内a点以速度沿水平方向抛出后，先、后经过同一竖直平面内的b、c两点，其中a、c两点在同一条竖直线上。小球运动至b点时的速度方向竖直向下，其大小为。已知重力加速度g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球从a点运动至b点的时间小于其从b点运动至c点的时间 B．电场强度的最小值为 C．小球运动至c点时的速度大小为 D．小球从a点运动至c点的整个过程中，其动能的最小值为 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有 一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11．如图所示，a、b两点位于以正点电荷Q为中心的正方体顶点，c点在上表面中心，则（　　） A．a、b两点的场强相同 B．a、b两点的电势相等 C．a点场强的大小比c点大 D．a点电势比c点低 12．带有等量异种电荷的两平行金属板水平放置，a、b、c三个二价氦离子（重力忽略不计）先后从同一点O沿垂直电场方向进入电场，其运动轨迹如图所示，其中b恰好沿下极板的边缘飞出电场。下列说法正确的是（　　） A．b在电场中运动的时间等于a在电场中运动的时间 B．b在电场中运动的时间等于c在电场中运动的时间 C．进入电场时c的速度最大，a的速度最小 D．a打在负极板上时的速度与b飞离电场时的速度大小相等 13．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，一电荷量为q=-2×10-5C的负点电荷由a点开始沿abcd路线运动，则下列判断正确的是（　　） A．c点的电势为10V B．电场强度的大小为100V/m C．该点电荷在c点的电势能为2×10-5J D．该点电荷从a点移到d点的过程中，电场力做功为8×10-5J 非选择题部分 三、非选择题(本题共5小题，共58分) 14．如图所示，在《实验：探究影响平行板电容器电容的因素》中，给平行板电容器充上一定量的电荷后，将电容器的两极板A、B分别跟静电计的指针和外壳相连（接地）。现请回答下列问题： （1）将B极板向右移动少许，则静电计指针的偏转角将______；将B极板向上移动少许，则静电计指针的偏转角将______；将一块玻璃板插入A、B两极板之间，则静电计指针的偏转角将______；（均选填“增大”“减小”或“不变”） （2）如果在操作过程中，手无意中触摸了B极板，则观察到的实验现象_____发生变化。（选填“会”或“不会”） 15．图示是“研究平行板电容器的电容与哪些因素有关”的实验装置。两块相互靠近的等大正对平行金属平板M、N组成电容器，板N固定在绝缘座上并通过导线与静电计中心杆相接，板M和静电计的金属壳都通过导线接地，板M上装有绝缘手柄，可以执手柄控制板M的位置。 (1)初步分析影响因素可能有两板间距大小、极板正对面积大小、电介质的介电常数的大小等，所以本实验所用的科学探究方法是_________（选填“理想实验法”、“建立物理模型法”或“控制变量法”） (2)使电容器带电后与电源断开，此时静电计指针张开一定角度。再进行以下实验（每次保证其他条件不变化，以下空格均选填“变大”、“变小”或“不变”） 若仅将M极适当左移，则静电计指针的偏角将______； 若仅将N板适当上移，则静电计指针的偏角将________； 若在两板板间插入云母片，则静电计指针的偏角将______； (3)下列关于实验中使用静电计的说法正确的是( ) A．静电计可以用电压表代替 B．静电计可以用电流表代替 C．使用静电计的目的是测测量电容器电荷量的变化情况 D．使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况 16．平行板电容器间存在匀强电场，板间距离为10cm，板间电压为100V，B板接地（即电势为0）。 （1）两板间的电场强度是多少？ （2）电场中有M、N两点，M点离A板2cm，N点离B板1cm。求M、N两点的电势； （3）若将一电量为2×10-6C的电荷从M点移到N点电场力做多少功？ 17．光滑绝缘的水平面附近存在一个水平方向的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，其电势φ随x轴的关系如图所示，图中虚线为图线在x=0.15m处的切线。质量为m=1×10﹣4kg、带电量为q=﹢1.6×10﹣10C的小物体处于x=0.15m处由静止释放后开始运动。小物体运动过程中能量守恒，取g=10m/s2。 （1）分析判断小物体的运动方向； （2）已知图线上任意一点切线斜率的大小即为该点处的电场强度大小，求小物体开始运动时的加速度大小； （3）求物体从x=0.15m处运动到x=0.20m处电场力做的功，及x=0.20m处物体的速度大小； （4）水平面粗糙，且小滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，试分析说明小物体的运动情况。    18．如图，在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场，现有一个质量m=kg、电荷量C的带正电的物体（可视为质点），从O点开始以一定的水平初速度向右做直线运动，其速度随时间的变化规律，式中的单位为，t的单位为s，不计空气阻力，取g=10m/s2。求： (1)匀强电场的电场强度大小和方向； (2)带电物体在0~0.4s内电势能的变化。 19．如图所示，空间分布着水平向右的匀强电场，质量为m、电荷量为q的带正电的小球用绝缘细线悬挂在O点。将小球在最低点A由静止释放，细线与竖直方向的最大偏角为120°。已知重力加速度大小为g， （1）求电场强度的大小E； （2）若令小球在A点以水平速度v0向右运动，为使小球运动过程中细线不松弛，求细线的长度l。 试卷第6页，共8页 试卷第7页，共8页 学科网（北京）股份有限公司 $ 绝密★启用前 第十章 静电场中的能量（培优） 姓名 准考证号 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1.答题前请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4.可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选绝不给分） 1．在国际单位制中，电容的单位是（　　） A．F B．A C．V D．N 【答案】A 【详解】在国际单位制中，电容的单位是F。 故选A。 2．比较下列各物理量的大小时，正确的结论是（　　） A．电荷量：+2×10-8库仑>-3×10-8库仑 B．场强：+500牛顿／库仑>-800牛顿／库仑 C．功：+60焦>-80焦 D．电势能：+48焦>-56焦 【答案】D 【详解】A．电荷量的正负表示自身电性，即+2×10-8库仑<-3×10-8库仑，故A错误； B．电场强度是矢量，正、负号表示方向，不表示大小，故B错误； C．功的正负表示做正功还是负功，故C错误； D．电势能是标量，电势能正负表示大小，正值表示比零电势能大，负值表示比零电势能小，故D正确。 故选D。 3．有一束正离子，以相同速率从同一位置进入带电平行板电容器的匀强电场中，所有离子运动轨迹一样，说明所有离子  （   ） A．具有相同质量 B．具有相同电荷量 C．具有相同的比荷 D．属于同一元素的同位素 【答案】C 【详解】正离子垂直进入匀强电场后，做类平抛运动，将运动分解，离子的偏转距离为： 所有离子运动轨迹一样，y相等，速率v0、场强E、极板长度L均相同，当偏转距离y相等时，则离子的比荷 相同，但它们的质量不一定相同，电量也不一定相同，原子序数不一定相等，则离子不一定是属于同一元素的同位素，ABD错误C正确． 4．一平行板电容器两极板间距为d，与电源连接时，极板间一带电微粒恰好静止。现在把它与电源断开，用绝缘手柄使两极在d与2d之间上下周期性运动，则微粒（　　） A．仍处于静止 B．上下往复运动 C．向上加速运动 D．向下加速运动 【答案】A 【详解】由 联立可得电容器板间的场强为 由题意知，电容器所带电荷量Q不变，、S也不变，则当两极板间距离变化时，板间场强E不变，微粒所受的电场力不变，则微粒仍处于静止状态，故选A。 5．如图所示，用金属网把验电器罩起来，使带电金属球靠近验电器，发现验电器的箔片没有张开。下列说法正确的是（　　） A．金属网上A点的电势高于B点的电势 B．电梯中手机信号微弱，其原理与该实验相同 C．带电金属球在金属网内部产生的电场强度为0 D．箔片没有张开，是因为感应出的负电荷都集中在验电器的金属小球上 【答案】B 【详解】A．关于金属网上A、B两点的电势。在静电平衡状态下，金属网是一个等势体，即其上各点的电势相等。因此A点的电势等于B点的电势，而非小于B点，故A错误； B．提到电梯中手机信号微弱与该实验原理相同。电梯对电磁波产生了屏蔽作用，这与本题中的静电屏蔽现象原理相似，故B正确； C．虽然金属网外部存在电场，但由于静电屏蔽作用，金属网内部（包括验电器所在位置）的合电场强度为零，是因为金属网产生电场的电场强度与外部电场的电场强度大小相等，方向相反，但这并不意味着带电金属球在金属网内部产生的电场强度本身为零，故C错误； D．由于金属网的静电屏蔽作用，验电器内部的电场强度几乎为零，验电器内金属里面的电子不会定向移动，呈电中性，因此箔片不会张开，故D错误。 故选B。 6．如图所示，在某匀强电场中有M、N、P三点，在以它们为顶点的三角形中，、，直角边NP的长度为4cm。电场方向与三角形所在平面平行。已知M、N和P点的电势分别为3V、15V和12V，则电场强度的大小为（    ） A．150V/m B．75V/m C．2253V/m D．753V/m 【答案】A 【详解】过P点作斜边MN的垂线交MN于O点，如图所示 由几何知识可知N、O间的距离 NO＝2cm M、O间的距离 MO＝6cm 由匀强电场的特点得O点的电势为 即O、P在同一等势面上，由电场线与等势面的关系和几何关系知 故选A。 7．等量异号点电荷连线的中垂线上有a、b两点如图所示，将一个带负电的点电荷q从a沿此中垂线移到b，下列说法不正确的是（　　） A．q所受电场力方向始终向左 B．q的电势能先增大后减小 C．q所受的电场力先增大后减小 D．a、b两点电势相同 【答案】B 【详解】A．在中垂线的各点，电场线均为水平向右，所以负电荷所受电场力方向都是水平向左，A正确； BD．中垂线与电场线垂直，为等势线，电势不变，电势能不变，B错误，D正确； C．从a到中点场强增大，从中点到b的场强减小，故整个过程中电场力先增大后减小，C正确。 本题选不正确的，故选B。 8．两个等量同种电荷固定于空间中，O为两电荷连线中点，其连线中垂线上有A、B、C三点，A、O两点间高度差h=3m，点A与C关于O对称，如图甲所示。一个电量q=2C，质量m=1kg的小物块从A点静止释放，其A至O运动的v~t图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最小的位置，规定O点电势为零。 则下列说法正确的（　　）   A．B点为中垂线上电场强度最小的点，场强 B．物块从A至C运动过程中加速度先减小后增大，速度一直增大，轨迹可能为曲线 C．物块在A点电势 D．物块从A至C运动过程中机械能先减小后增大，至C点时动能Ek=30J 【答案】C 【详解】A． B点为中垂线上电场强度最大的点，根据 由速度与时间图像可得 联立解得 所以A错误； B．物块从A至O运动过程中加速度先减小后增大，速度一直增大，从O至C运动过程中加速度先增大后减小，速度一直增大，其轨迹为直线，所以B错误； C．物块从A至O运动过程，由动能定理可得 解得 所以C正确； D．物块从A至C运动过程中，电场力先做负功后做正功，机械能先减小后增大，由等量同种电荷等势面的分布特点可知，A、C两点在同一等势面上，则A、C两点电势差为0，物块从A至C运动过程中，电场力不做功，只有重力做功，由动能定理可得 解得 所以D错误； 故选C。 9．空间有一电场，各点电势φ随位置的变化情况如图所示。下列说法正确的是（　　） A．O点的电场强度一定为零 B．-x1与-x2点的电场强度相同 C．将负电荷从-x1移到x1电荷的电势能增大 D．-x1和x1两点在同一等势面上 【答案】C 【详解】A．图像的斜率大小等于电场强度，由几何知识，可知图像的切线斜率不等于零，故О点不为零，故A错误﹔ B．沿着电场线方向，电势是降低的，则有-x1与-x2点的电场强度方向相反，故B错误； C．电势的定义式为 故电势Ep故电热能为 将负电荷从-x1移到x1电荷的电势能由负值变为正值，电荷的电势能增大，故C正确； D．-x1和x1两点电势不相等，故一定不在同一等势面上，故D错误。 故选C。 10．空间中存在一方向未知的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带负电的小球，从竖直平面内a点以速度沿水平方向抛出后，先、后经过同一竖直平面内的b、c两点，其中a、c两点在同一条竖直线上。小球运动至b点时的速度方向竖直向下，其大小为。已知重力加速度g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球从a点运动至b点的时间小于其从b点运动至c点的时间 B．电场强度的最小值为 C．小球运动至c点时的速度大小为 D．小球从a点运动至c点的整个过程中，其动能的最小值为 【答案】D 【详解】A．以a点为原点，竖直方向和水平方向建立直角坐标系，如图 设x轴方向上加速度大小为，由题可知，小球在b点时x轴方向的分速度为0，则x轴方向上，小球从a点匀减速至b点，逆向看，做初速度为0的匀加速运动，则 从b点运动至c点有 显然，故A错误； B．a点与b点速度大小相等，说明小球从a点运动至b点的过程中合力不做功，即合力方向ab连线垂直如图 要使电场强度的最小，则电场力方向与合力方向垂直，则 合力方向ab连线垂直，则小球在ab方向上做匀速直线运动，则 联立解得， 故B错误； C．由A选项可知，小球回到c点水平分速度不变为。设竖直方向上的加速度大小为，则a点至b点有 b点至c点有 联立，解得 小球运动至c点时的速度大小为 故C错误； D．小球从a点运动至c点的整个过程中，当合力方向上速度为0时，即 其动能最小，为 故D正确。 故选D。 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有 一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11．如图所示，a、b两点位于以正点电荷Q为中心的正方体顶点，c点在上表面中心，则（　　） A．a、b两点的场强相同 B．a、b两点的电势相等 C．a点场强的大小比c点大 D．a点电势比c点低 【答案】BD 【详解】A．ab两点的场强大小相等，方向不同，所以两点场强不同，故A错误； B．根据点电荷的等势面是以点电荷为球心的球面，由于a、b两点到点电荷的距离相等，所以两点电势相等，故B正确； C．根据点电荷场强公式可知，a点场强小于c点场强，故C错误； D．根据点电荷Q为中心的圆为等势面，等势面上各点的电势相等，a点离点电荷的距离大于c离点电荷的距离，故a点电势比c点低，故D正确。 故选BD。 12．带有等量异种电荷的两平行金属板水平放置，a、b、c三个二价氦离子（重力忽略不计）先后从同一点O沿垂直电场方向进入电场，其运动轨迹如图所示，其中b恰好沿下极板的边缘飞出电场。下列说法正确的是（　　） A．b在电场中运动的时间等于a在电场中运动的时间 B．b在电场中运动的时间等于c在电场中运动的时间 C．进入电场时c的速度最大，a的速度最小 D．a打在负极板上时的速度与b飞离电场时的速度大小相等 【答案】AC 【详解】AB．三个二价氦离子进入电场后加速度相同，由图看出，竖直方向a、b偏转距离相等，大于c的偏转距离，由 可知a、b运动时间相等，大于c的运动时间，即，故A正确B错误； C．又水平位移的关系为 ，因为粒子水平方向都做匀速直线运动，所以即a的速度最小，c的速度最大，故C正确； D．a打在负极板上时与b飞离电场时，电场力做的功相等，由于初速度，由动能定理得，故D错误。 故选AC。 13．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，一电荷量为q=-2×10-5C的负点电荷由a点开始沿abcd路线运动，则下列判断正确的是（　　） A．c点的电势为10V B．电场强度的大小为100V/m C．该点电荷在c点的电势能为2×10-5J D．该点电荷从a点移到d点的过程中，电场力做功为8×10-5J 【答案】ABD 【详解】A．由于是匀强电场，故沿着一个方向前进相同距离电势的降低相等，故 代入数据解得 故A正确； B．y方向上的电场强度为 x轴方向上的电场强度为 实际场强为 故B正确； C．点电荷在c点的电势能为 故C错误； D．该点电荷从a点移到d点电场中做功为 故D正确。 故选ABD。 非选择题部分 三、非选择题(本题共5小题，共58分) 14．如图所示，在《实验：探究影响平行板电容器电容的因素》中，给平行板电容器充上一定量的电荷后，将电容器的两极板A、B分别跟静电计的指针和外壳相连（接地）。现请回答下列问题： （1）将B极板向右移动少许，则静电计指针的偏转角将______；将B极板向上移动少许，则静电计指针的偏转角将______；将一块玻璃板插入A、B两极板之间，则静电计指针的偏转角将______；（均选填“增大”“减小”或“不变”） （2）如果在操作过程中，手无意中触摸了B极板，则观察到的实验现象_____发生变化。（选填“会”或“不会”） 【答案】 减小 增大 减小 不会 【详解】(1)[1] 将B极板向右移动少许，电容器两板间的距离d减小，根据电容的决定式可知，电容C增大，而电容的电量Q不变，则电容的定义式可知，电容器板间电势差U减小，静电计指针的偏转角将减小； [2] 将B极板向上移动少许，根据电容的决定式可知，电容C减小，而电容的电量Q不变，则电容的定义式可知，电容器板间电势差U增大，静电计指针的偏转角将增大。 [3] 将一块玻璃板插入A、B两极板之间，根据电容的决定式可知，电容C增大，而电容的电量Q不变，则电容的定义式可知，电容器板间电势差U减小，静电计指针的偏转角将减小。 (2)[4] B板本身就是与大地相连，其电势为零，如果在操作过程中，手无意中触摸了B极板，则不会影响观察到的实验现象。 15．图示是“研究平行板电容器的电容与哪些因素有关”的实验装置。两块相互靠近的等大正对平行金属平板M、N组成电容器，板N固定在绝缘座上并通过导线与静电计中心杆相接，板M和静电计的金属壳都通过导线接地，板M上装有绝缘手柄，可以执手柄控制板M的位置。 (1)初步分析影响因素可能有两板间距大小、极板正对面积大小、电介质的介电常数的大小等，所以本实验所用的科学探究方法是_________（选填“理想实验法”、“建立物理模型法”或“控制变量法”） (2)使电容器带电后与电源断开，此时静电计指针张开一定角度。再进行以下实验（每次保证其他条件不变化，以下空格均选填“变大”、“变小”或“不变”） 若仅将M极适当左移，则静电计指针的偏角将______； 若仅将N板适当上移，则静电计指针的偏角将________； 若在两板板间插入云母片，则静电计指针的偏角将______； (3)下列关于实验中使用静电计的说法正确的是( ) A．静电计可以用电压表代替 B．静电计可以用电流表代替 C．使用静电计的目的是测测量电容器电荷量的变化情况 D．使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况 【答案】 控制变量法 变大 变大 变小 D 【详解】(1)[1]本实验中研究多个物理量间的关系，故采用了控制变量法。 (2)[2]使电容器带电后与电源断开则电荷量不变，由电容的决定式和电容的定义式可得 若仅将M板适当左移，d增大，电容减小，电荷量不变，则U增大，则静电计指针的偏角将变大。 [3]若仅将N板适当上移，则正对面积S减小，电容减小，电荷量不变，则U增大，则静电计指针的偏角将变大。 [4]若在两板板间插入云母片，则ɛ增大，电容增大，电荷量不变，则U减小，则静电计指针的偏角将减小。 (3)[5] AB．静电计与电压表、电流表的原理不同，不能替代，电流表、电压表线圈中必须有电流通过时，指针才偏转，故AB错误； CD．静电计可测量电势差，根据指针张角的大小，观察电容器电压的变化情况，电容器的电荷量不变时，电容器两极板的电压也可能变化，则静电计指针张角也可能变化，所以无法判断电量的变化情况，故D正确，C错误。 故选D。 16．平行板电容器间存在匀强电场，板间距离为10cm，板间电压为100V，B板接地（即电势为0）。 （1）两板间的电场强度是多少？ （2）电场中有M、N两点，M点离A板2cm，N点离B板1cm。求M、N两点的电势； （3）若将一电量为2×10-6C的电荷从M点移到N点电场力做多少功？ 【答案】（1）1000V/m；（2）80V，10V；（3）J 【详解】（1）平行板电容器间存在匀强电场，由公式可得两板间的电场强度 （2） 设M、N与下极板间的距离分别用xM、xN表示，则 （3）M点移到N点的电势差 则将一电量为2×10-6C的电荷从M点移到N点电场力做功 17．光滑绝缘的水平面附近存在一个水平方向的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，其电势φ随x轴的关系如图所示，图中虚线为图线在x=0.15m处的切线。质量为m=1×10﹣4kg、带电量为q=﹢1.6×10﹣10C的小物体处于x=0.15m处由静止释放后开始运动。小物体运动过程中能量守恒，取g=10m/s2。 （1）分析判断小物体的运动方向； （2）已知图线上任意一点切线斜率的大小即为该点处的电场强度大小，求小物体开始运动时的加速度大小； （3）求物体从x=0.15m处运动到x=0.20m处电场力做的功，及x=0.20m处物体的速度大小； （4）水平面粗糙，且小滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，试分析说明小物体的运动情况。    【答案】（1）物体沿x轴正方向运动；（2）2.4m/s2；（3）8×10﹣6J，0.4m/s；（4）见解析 【详解】（1）沿电场线方向电势降低，因此电场强度方向沿x轴正方向，即物体受到的电场力方向沿x轴正方向，所以，物体沿x轴正方向运动。 （2）由题意，x=0.15m处电场强度 E=1.5×106V/m 物体所受电场力 F=Eq=2.4×10﹣4N 据牛顿第二定律可得 Eq=ma 解得 a=2.4m/s2 （3）从x=0.15m处运动到x=0.20m处，电场力做的功为 据动能定理可得 解得 v=0.4m/s （4）由题意可知 f=μmg=2×10﹣4N 电场力F>f，小物体沿x轴正方向加速运动；运动过程中，F逐渐减小，物体加速度减小，当F＜f后，物体开始减速运动，最终保持静止。 18．如图，在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场，现有一个质量m=kg、电荷量C的带正电的物体（可视为质点），从O点开始以一定的水平初速度向右做直线运动，其速度随时间的变化规律，式中的单位为，t的单位为s，不计空气阻力，取g=10m/s2。求： (1)匀强电场的电场强度大小和方向； (2)带电物体在0~0.4s内电势能的变化。 【答案】(1)，方向水平向左；(2)增加 【详解】解：(1)由知，物体做匀减速直线运动，且，物体带正电，则E方向水平向左，对物体受力分析得 则得 (2)由得0~0.4s内的位移 电场力做功 则电势能增加 19．如图所示，空间分布着水平向右的匀强电场，质量为m、电荷量为q的带正电的小球用绝缘细线悬挂在O点。将小球在最低点A由静止释放，细线与竖直方向的最大偏角为120°。已知重力加速度大小为g， （1）求电场强度的大小E； （2）若令小球在A点以水平速度v0向右运动，为使小球运动过程中细线不松弛，求细线的长度l。 【答案】（1）；（2）或 【详解】（1）小球运动到最大偏角的过程中，由动能定理 解得 （2）小球所受重力电场力的合力大小为 与水平方向的夹角 解得 θ=30° 如果小球刚好能做完整的圆周运动，在速度最小的位置B（如图1）满足 解得 小球从A点运动到B点，由动能定理 解得 如果小球恰好能运动到C处，则 小球从A点运动到C点，由动能定理 解得 所以，绳长的取值范围 或 细线均不会松弛。 试卷第14页，共18页 试卷第13页，共18页 学科网（北京）股份有限公司 $