第十章 静电场中的能量 单元测试卷 -2026-2027学年高二上学期物理同步知识点解读与专题训练（人教版必修第三册）

**基本信息** 人教版必修三第十章《静电场中的能量》单元卷，覆盖电势、电容器等核心知识，通过基础巩固与综合应用梯度设计，培养物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12/48|电势、电势差、等势面、电容器|基础题（第1题电势概念）与能力题（第7题多体运动）结合，第4题输液传感器体现科技情境| |实验题|2/16|等量异种电荷电场、电容器电容|第14题结合图像计算放电量，培养科学探究能力| |计算题|3/36|电场强度、带电粒子运动、能量变化|第17题结合电势图像分析圆周运动，综合考查科学推理与模型建构|

第十章《静电场中的能量》单元测试卷（解析版） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）：必修第三册第10章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1．一电荷量为的正点电荷位于电场中点，具有的电势能为，则点的电势为。若把该点电荷换为电荷量为的负点电荷，则点的电势为（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】电势是采用比值法定义的物理量，反映电场本身的固有性质，仅由电场本身决定，与试探电荷的电荷量大小、电性均无关。因此将试探电荷更换为电荷量为2q的负点电荷后，A点的电势仍为。 故选A。 2．如图所示，、为匀强电场中的两点，、间距离为，、连线与电场线的夹角为，电场强度为，则、间的电势差为（　　） A． B． C． D．0 【答案】B 【详解】、间的电势差为 故选B。 3．某电场中的等势面如图所示，对该电场的描述正确的是（     ） A．正电荷在A点的电势能比在B点的电势能大 B．不管是正电荷还是负电荷沿等势面AB移动，静电力不做功 C．负电荷在B点的电势能比在C点的电势能大 D．正电荷由A移动到C，静电力做负功 【答案】B 【详解】A． A点和B点在同一等势面上，所以正电荷在A点的电势能和在B点的电势能一样大，故A错误； B．电荷沿等势面AB移动的过程中，静电力始终不做功，故B正确； C．负电荷在电势越低的地方电势能越大，B点电势高于C点，所以负电荷在B点的电势能比在C点的电势能小，故C错误； D．A点电势高于C点电势，根据 得正电荷由A移动到C，静电力做正功，故D错误。 故选B。 4．输液传感器内部的测量电路如图（）所示。A、B间电压恒为，为定值电阻，可控开关S不断在1、2之间自动切换。随着系统监测每次充电过程中电路中的电流随时间的变化曲线可自动判断是否有药液。有药液时，输液传感器的电容值大。图（）为甲、乙两次监测的结果。则下列说法正确的是（　　） A．两次监测结果中，没有药液的是甲 B．充电时，两极板间的电场强度保持不变 C．充电时，两极板间的电势差随时间均匀增加 D．若增大定值电阻，则充满电时电容器两端的电势差变小 【答案】A 【详解】A．没有药液时，电容较小，则电容器带电量较小，电容器带电量小，即图像与坐标轴围成的面积较小，故没有药液的是甲，故A正确； B．根据 解得 可知充电时，两极板间的电场强度增大，故B错误； C．图（b）可知充电过程非线性变化，则充电过程Q随时间t非线性增加，故U随时间t非线性增加，故C错误； D．充满电时，电容器两端电压等于电源电压（与定值电阻无关），因此增大定值电阻不会改变充满电时的电势差，故D错误。 故选A。 5．如图所示，空间坐标系的轴方向竖直向上，所有空间存在沿轴负方向的匀强电场，电场强度。一质量为、电荷量为的小球从轴上的点以速度沿轴正方向抛出，点坐标为，重力加速度为，下列说法不正确的是（　　） A．小球运动中机械能增大 B．小球运动轨迹所在的平面与平面的夹角为 C．小球的轨迹与平面交点的坐标为 D．小球到达平面时的速度大小为 【答案】D 【详解】A．小球运动中除重力以外还有静电力做正功，故机械能增大，故A正确； B．小球所受电场力，由于重力与电场力大小相等，所以小球在这两个力的合力所在平面运动，合力所在平面与xoy平面的夹角为，故小球运动轨迹所在的平面与xoy平面的夹角为，故B正确； C．竖直方向做自由落体运动，有 得 轴方向加速度大小 小球的轨迹与xoy平面交点轴坐标 小球的轨迹与xoy平面交点轴坐标 小球的轨迹与xoy平面交点轴坐标为0，小球的轨迹与xoy平面交点的坐标为，故C正确； D．小球从抛出到到达xoy平面由动能定理 解得，故D错误。 本题选择错误选项，故选D。 6．如图所示，一平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连，极板水平放置，在下极板上放置一定厚度的金属板，有一带电粒子静止在电容器内部空间的P点，当把金属板从电容器中快速抽出的瞬间，下列说法正确的是（     ） A．电容器极板上的电荷量增多 B．电容器的电容增大 C．极板间的电场强度不变 D．P点的电势降低 【答案】D 【详解】A．设两极板间距为，金属板厚度为，极板正对面积为，金属板与下极板接触，金属内部电场强度为零，因此抽出金属板前、后电容器的电容分别为， 由于，电源电压保持不变，根据可知，上极板所带电荷量的绝对值减小，故A错误； B．由电容的决定式可知，抽出金属板相当于增大电容器两极板间的有效距离，因此电容由变为 所以电容减小，故B错误； C．电容器始终与电压恒定的电源相连，两极板间电压大小保持为，抽出金属板前、后极板间电场强度大小分别为， 由于，抽出金属板后极板间的电场强度减小，故C错误； D．根据图示电源极性，下极板接地且电势为零，上极板电势为，设点到上极板的距离为，快速抽出金属板的瞬间粒子位置不变，抽出前、后点的电势分别为， 由于，所以，即点的电势降低，故D正确。 故选D。 7．如图所示，质量均为m、带电荷量均为+q的两小球P、Q置于光滑水平地面上，空间中存在水平向左、大小为的匀强电场，重力加速度为g。现对小球P施加一水平向右的恒力F，使P、Q一起向右做匀速直线运动，某时刻撤去F，从撤去F至P减速为零的过程中，下列说法正确的是（     ） A．恒力F的大小为3mg B．该过程小球P的最大加速度大小为2g C．小球Q的动能先减小后增大 D．两球间的距离先增大后减小 【答案】B 【详解】A．P、Q一起向右做匀速直线运动，以P、Q为整体，根据平衡条件可知恒力F的大小为 ，故A错误； B．P、Q一起向右做匀速直线运动，以Q为研究对象，根据平衡条件可知此时P、Q间的库仑斥力大小为 某时刻撤去F，P、Q均向右做减速运动，但P的加速度大于Q的加速度，所以P、Q间的距离逐渐增大，库仑斥力逐渐减小，所以撤去F瞬间小球P的加速度最大，则有 ，故B正确； C．由于P减速时的加速度大于Q减速时的加速度，所以P的速度先减为0，则从撤去F至P减速为零的过程中，Q一直做减速运动，动能一直减小，故C错误； D．由于P减速时的加速度大于Q减速时的加速度，所以从撤去F至P减速为零的过程中，P的速度一直小于Q的速度，则在该过程中，两球间的距离一直增大，故D错误。 故选B。 8．如图所示，电荷量大小相等的正、负两点电荷分别放置在真空中的、两点，虚线是以点为圆心的圆，、、、是圆上的4个点，且点是连线的中点，点在连线的延长线上。下列说法正确的是（　　 ） A．圆上给出的各点中，点电势最高 B．在、两点的连线上，点电场强度最大 C．O点和点的电场强度大小之比为 D．将一负试探电荷从点沿虚线移到点，电势能先减小后增大 【答案】C 【详解】A．对正电荷，O、D、C、E四点都处在正点电荷的同一等势面上，对负电荷，C点距负点电荷最远，电势最高，则电势叠加后仍是C点电势最高，故A错误； B．等量异种电荷连线上中点O处的电场强度最小，故B错误； C．设A、B间距为L，O点电场强度大小 C点电场强度大小 可得O点和C点的电场强度大小之比为9：4，故C正确； D．由C选项分析可知，从E点沿虚线EOD到D点，电势是先降低后升高的，则移动负电荷时，电势能先增大后减小，故D错误。 故选C。 9．（多选）带电小球在从A点运动到B点的过程中，重力做功为，电场力做功，克服空气阻力做功为，则在A点的（     ） A．重力势能比B点大 B．电势能比B点小 C．动能比B点大 D．机械能比B点小 【答案】AD 【详解】A．重力做功等于重力势能的减少量。从A到B重力做功为，说明A到B重力势能减少了，因此A点重力势能比B点大，故A正确； B．电场力做功等于电势能的减少量。从A到B电场力做功，说明A到B电势能减少了，因此A点电势能比B点大，故B错误； C．根据动能定理，合外力做功等于动能变化量。带电小球从A点运动到B点，由动能定理 代入，， 解得 即小球在A点的动能比B点小，故C错误； D．机械能的变化等于除重力外其他力做功之和。小球从A点运动到B点其他力做功 则机械能增加0.5J，因此A点机械能比B点小，故D正确。 故选AD。 10．（多选）某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示，虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹，M、N分别是运动轨迹与等势面b、a的交点。下列说法正确的是（     ） A．粒子一定是从M点运动到N点 B．粒子在运动轨迹上存在动能最小的点 C．粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 D．M点电势比N点的电势高，所以M点的电场强度比N点的大 【答案】BC 【详解】A．由于仅给出粒子的运动轨迹，无法确定粒子是从M点运动到N点，还是从N点运动到M点，故A错误； B．由于带电粒子仅在电场作用下运动，电势能与动能总和不变，故可知当电势能最大时动能最小，因此粒子在运动轨迹上到达最大电势处时动能最小，故B正确； C．根据粒子所受电场力指向曲线轨迹的凹侧可知，带电粒子带正电，由于M点的电势大于N点的电势，因此粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，故C正确； D．由题可知，M点的电势高于N点的电势，但电场强度的大小是通过等差等势线的疏密程度反映出来的，由于M点的等差等势线没有N点的等差等势线密集，因此M点的电场强度小于N点的电场强度，故D错误。 故选BC。 11．（多选）如图所示，平行板电容器与电动势为的直流电源连接，静电计所带电荷量很少，可忽略，开关闭合，稳定时一带电的油滴静止于两极板间的点。若开关是闭合的，带负电的油滴被固定于电容器中的点，静电计指针偏转的角度为，电容器下极板和静电计的金属外壳接地，下列说法正确的是（　　 ） A．减小极板正对面积，静电计指针张角不变 B．若将下极板缓慢下移少许，增大极板间距，带电油滴的电势能将增大 C．两板各绕其中点快速转过角（角为锐角）后，油滴受到的电场力变大 D．两板各绕其中点快速转过角（角为锐角）后，电容器中的电场强度不变 【答案】AC 【详解】A．开关S闭合时，电容器两极板间电势差等于电源电动势，则减小极板正对面积，电容器两极板电势差不变，则静电计指针张角不变，A正确； B．若将下极板缓慢下移少许，增大极板间距，根据可知，两极板间场强减小，根据，可知P点电势升高，油滴带负电，可知带电油滴的电势能将减小，B错误； CD．两板各绕其中点快速转过角（角为锐角）后，两极板间距变为，则两极板场强变大，可知油滴受到的电场力变大，C正确，D错误。 故选AC。 12．（多选）如图所示，两根长度均为l的绝缘轻绳分别将小球A、B竖直悬挂，小球A、B的质量均为m，电荷量分别为、，重力加速度为g。现于整个空间中施加一个方向水平向右、大小为的匀强电场。若忽略A、B之间的相互作用力，则从施加该电场直至A、B再次达到平衡状态的过程中，由A、B、地球及该电场所组成的系统的（     ） A．重力势能增加了 B．重力势能增加了 C．电势能减少了 D．电势能增加了 【答案】BC 【详解】AB．A球带正电，受到的电场力水平向右，B带负电，受到的电场力水平向左。以整体为研究对象，整体所受的电场力大小为 方向水平向右，则上面绳子应向右偏转，分析受力如图 设上面绳子与竖直方向的夹角为，则由平衡条件得 则以B球为研究对象，设AB间的绳子与竖直方向的夹角为，则由平衡条件得 解得 所以根据几何知识可知，B球在悬点的正下方，则系统重力势能增加了，故A错误，B正确； CD．系统电势能减小量为，故C正确，D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（本题共2小题，共16分） 13．如图是等量异种点电荷形成的电场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D分别是两电荷连线上关于O对称的两点 ①A、D两点电场强度______，E、F两点电场强度______（两空均填“相同”或“不同”） ②B、O、C、E、F五点中，电势最低的是______点 ③电子沿着中垂线从E点运动到F点，电场力______（填做“正功”、“ 做负功” 或“ 不做功”） 【答案】 相同 相同 C 不做功 【详解】①[1][2]根据等量异种电荷的电场线分布可知，A、D两点电场强度相同，E、F两点电场强度相同； ②[3]沿电场线电势逐渐降低，可知B、O、C、E、F五点中，电势最低的是C点； ③[4]两等量异种电荷连线的中垂线是等势线，则电子沿着中垂线从E点运动到F点，电势能不变，则电场力不做功。 14．在利用图甲所示装置探究平行板电容器电容的影响因素实验和利用图乙所示装置探究电容器的充放电规律实验时，图乙中电源电压为，图丙是电容器C放电的图象。 (1)在图甲所示实验中，静电计的作用是（   ） A．直接反映极板带电量Q B．直接反映极板间电势差U C．直接反映电容C D．直接反映电场强度E (2)在图甲所示实验中，若仅增大板间距，电容C将________（选填“增大”、“减小”或者“不变”）。 (3)在图乙所示实验中，若按“四舍五入”法，根据“图线与两坐标轴包围面积”试计算电容器全部放电过程的放电量为________C；（结果保留3位有效数字） (4)根据以上数据估算电容器的电容值为________F。（结果保留3位有效数字） 【答案】(1)B (2)减小 (3) (4) 【详解】（1）静电计指针偏转角度与电荷量或电势差成正比，在此实验中，极板的带电量不变，故静电计指针偏转角度直接反映极板间电势差U。 故选B。 （2）根据平行板电容器决定式，可知，当增大板间距时，电容C将减小。 （3）图线与两坐标轴包围面积对应的格子数为42个，故电容器全部放电过程的放电量为 （4）估算电容器的电容值为 三．计算题（本题共3小题，共36分） 15．两个半径均为R的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d，极板间的电势差为U，板间电场可以认为是均匀的。一个带电粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心。已知带电粒子的电荷为q，质量为m，忽略重力和空气阻力的影响，求： (1)极板间的电场强度E； (2)带电粒子在极板间运动的加速度a； (3)带电粒子的初速度。 【详解】（1）根据电场强度和电势差的关系，极板间场强 （2）根据牛顿第二定律，该带电粒子在极板间运动的加速度 （3）根据竖直方向上 且水平方向上 解得 16．如图所示，一质量为、电荷量的带正电微粒静止在竖直方向且空间范围足够大的匀强电场中的点，重力加速度取。 (1)求匀强电场的电场强度的大小和方向； (2)现保持匀强电场的方向不变，大小变为，再经微粒运动到点，求此时微粒的速度大小及这段时间内电场力做的功； (3)若在时再将匀强电场的方向变为水平向右，大小为，求带电微粒速度大小再次变为时所用的时间。 【详解】（1）带正电微粒静止，重力与电场力平衡，电场力方向竖直向上，因此电场方向竖直向上。由平衡条件有 解得 （2）电场变化后，由牛顿第二定律有 解得 经过t=0.2 s，速度为 位移为 电场力做功为 （3）电场变为水平向右后，水平方向和竖直方向的加速度均为g，设经过时间速度大小再次为v，则有， 合速度为 解得或（舍） 17．如图甲，竖直平面内的匀强电场中，长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系着一个电荷量为q的带正电小球，初始时小球静止在D点。现给小球垂直于OD的初速度，使其恰好能在竖直平面内绕O点做完整的圆周运动，AC为圆的竖直直径，B点与圆心等高。已知A点的电势为，B点的电势为，AC连线上沿着AC方向各点电势随该点与A点距离s变化的图像如图乙所示，OD与竖直直径的夹角为θ=45°，重力加速度为g，求： (1)匀强电场的场强E大小和方向； (2)小球的质量m； (3)若小球某次运动到C点时，细绳突然断裂（无能量损失），从细线断裂到小球的动能为最小值的过程中，小球电势能的变化量。 【详解】（1）根据题意可知，AC连线上与A距离为s的点电势为 根据上述函数式可以解得当电势为时，对应位置与A的距离 表明对应位置C点电势与B点电势相等，可知，BC连线为一条等势线，则OD连线也为一条等势线，如图所示 由于沿电场线电势降低，可知，电场强度E的方向垂直于BC向上，与OB夹角θ=45°，根据几何关系，O与BC间距 根据电场强度与电势差的关系有 根据上述电势与间距函数式可解得 则有 解得 方向与水平方向夹角为45°斜向上。 （2）开始小球静止在D点，对小球进行受力分析，如图所示 根据平衡条件则有， 解得 （3）结合题意可知，D点是圆周上沿着合力方向的最低点，即为等效物理最低点，其关于O点对称的N点为等效物理最高点。设电场力和重力的合力大小为   由几何关系则有   得 小球在竖直平面内绕O点恰好做完整的圆周运动，则其能够顺利通过等效物理最高点N，则有 解得 小球由N点运动到C点过程，根据动能定理可得 解得 小球在C点时细绳断裂，作出该点速度分解示意图，如图所示 细绳断裂后，小球做类斜抛运动，当小球沿合力相反方向的分速度减为0时，动能最小，则有， 根据牛顿第二定律有 利用逆向思维，根据运动学规律可得 小球平行于场强方向分位移大小 则小球电势能的变化量 联立解得 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十章《静电场中的能量》单元测试卷（原卷版） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）：必修第三册第10章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1．一电荷量为的正点电荷位于电场中点，具有的电势能为，则点的电势为。若把该点电荷换为电荷量为的负点电荷，则点的电势为（     ） A． B． C． D． 2．如图所示，、为匀强电场中的两点，、间距离为，、连线与电场线的夹角为，电场强度为，则、间的电势差为（　　） A． B． C． D．0 3．某电场中的等势面如图所示，对该电场的描述正确的是（     ） A．正电荷在A点的电势能比在B点的电势能大 B．不管是正电荷还是负电荷沿等势面AB移动，静电力不做功 C．负电荷在B点的电势能比在C点的电势能大 D．正电荷由A移动到C，静电力做负功 4．输液传感器内部的测量电路如图（）所示。A、B间电压恒为，为定值电阻，可控开关S不断在1、2之间自动切换。随着系统监测每次充电过程中电路中的电流随时间的变化曲线可自动判断是否有药液。有药液时，输液传感器的电容值大。图（）为甲、乙两次监测的结果。则下列说法正确的是（　　） A．两次监测结果中，没有药液的是甲 B．充电时，两极板间的电场强度保持不变 C．充电时，两极板间的电势差随时间均匀增加 D．若增大定值电阻，则充满电时电容器两端的电势差变小 5．如图所示，空间坐标系的轴方向竖直向上，所有空间存在沿轴负方向的匀强电场，电场强度。一质量为、电荷量为的小球从轴上的点以速度沿轴正方向抛出，点坐标为，重力加速度为，下列说法不正确的是（　　） A．小球运动中机械能增大 B．小球运动轨迹所在的平面与平面的夹角为 C．小球的轨迹与平面交点的坐标为 D．小球到达平面时的速度大小为 6．如图所示，一平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连，极板水平放置，在下极板上放置一定厚度的金属板，有一带电粒子静止在电容器内部空间的P点，当把金属板从电容器中快速抽出的瞬间，下列说法正确的是（     ） A．电容器极板上的电荷量增多 B．电容器的电容增大 C．极板间的电场强度不变 D．P点的电势降低 7．如图所示，质量均为m、带电荷量均为+q的两小球P、Q置于光滑水平地面上，空间中存在水平向左、大小为的匀强电场，重力加速度为g。现对小球P施加一水平向右的恒力F，使P、Q一起向右做匀速直线运动，某时刻撤去F，从撤去F至P减速为零的过程中，下列说法正确的是（     ） A．恒力F的大小为3mg B．该过程小球P的最大加速度大小为2g C．小球Q的动能先减小后增大 D．两球间的距离先增大后减小 8．如图所示，电荷量大小相等的正、负两点电荷分别放置在真空中的、两点，虚线是以点为圆心的圆，、、、是圆上的4个点，且点是连线的中点，点在连线的延长线上。下列说法正确的是（　　 ） A．圆上给出的各点中，点电势最高 B．在、两点的连线上，点电场强度最大 C．O点和点的电场强度大小之比为 D．将一负试探电荷从点沿虚线移到点，电势能先减小后增大 9．（多选）带电小球在从A点运动到B点的过程中，重力做功为，电场力做功，克服空气阻力做功为，则在A点的（     ） A．重力势能比B点大 B．电势能比B点小 C．动能比B点大 D．机械能比B点小 10．（多选）某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示，虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹，M、N分别是运动轨迹与等势面b、a的交点。下列说法正确的是（     ） A．粒子一定是从M点运动到N点 B．粒子在运动轨迹上存在动能最小的点 C．粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 D．M点电势比N点的电势高，所以M点的电场强度比N点的大 11．（多选）如图所示，平行板电容器与电动势为的直流电源连接，静电计所带电荷量很少，可忽略，开关闭合，稳定时一带电的油滴静止于两极板间的点。若开关是闭合的，带负电的油滴被固定于电容器中的点，静电计指针偏转的角度为，电容器下极板和静电计的金属外壳接地，下列说法正确的是（　　 ） A．减小极板正对面积，静电计指针张角不变 B．若将下极板缓慢下移少许，增大极板间距，带电油滴的电势能将增大 C．两板各绕其中点快速转过角（角为锐角）后，油滴受到的电场力变大 D．两板各绕其中点快速转过角（角为锐角）后，电容器中的电场强度不变 12．（多选）如图所示，两根长度均为l的绝缘轻绳分别将小球A、B竖直悬挂，小球A、B的质量均为m，电荷量分别为、，重力加速度为g。现于整个空间中施加一个方向水平向右、大小为的匀强电场。若忽略A、B之间的相互作用力，则从施加该电场直至A、B再次达到平衡状态的过程中，由A、B、地球及该电场所组成的系统的（     ） A．重力势能增加了 B．重力势能增加了 C．电势能减少了 D．电势能增加了 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（本题共2小题，共16分） 13．如图是等量异种点电荷形成的电场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D分别是两电荷连线上关于O对称的两点 ①A、D两点电场强度______，E、F两点电场强度______（两空均填“相同”或“不同”） ②B、O、C、E、F五点中，电势最低的是______点 ③电子沿着中垂线从E点运动到F点，电场力______（填做“正功”、“ 做负功” 或“ 不做功”） 14．在利用图甲所示装置探究平行板电容器电容的影响因素实验和利用图乙所示装置探究电容器的充放电规律实验时，图乙中电源电压为，图丙是电容器C放电的图象。 (1)在图甲所示实验中，静电计的作用是（   ） A．直接反映极板带电量Q B．直接反映极板间电势差U C．直接反映电容C D．直接反映电场强度E (2)在图甲所示实验中，若仅增大板间距，电容C将________（选填“增大”、“减小”或者“不变”）。 (3)在图乙所示实验中，若按“四舍五入”法，根据“图线与两坐标轴包围面积”试计算电容器全部放电过程的放电量为________C；（结果保留3位有效数字） (4)根据以上数据估算电容器的电容值为________F。（结果保留3位有效数字） 三．计算题（本题共3小题，共36分） 15．两个半径均为R的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d，极板间的电势差为U，板间电场可以认为是均匀的。一个带电粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心。已知带电粒子的电荷为q，质量为m，忽略重力和空气阻力的影响，求： (1)极板间的电场强度E； (2)带电粒子在极板间运动的加速度a； (3)带电粒子的初速度。 16．如图所示，一质量为、电荷量的带正电微粒静止在竖直方向且空间范围足够大的匀强电场中的点，重力加速度取。 (1)求匀强电场的电场强度的大小和方向； (2)现保持匀强电场的方向不变，大小变为，再经微粒运动到点，求此时微粒的速度大小及这段时间内电场力做的功； (3)若在时再将匀强电场的方向变为水平向右，大小为，求带电微粒速度大小再次变为时所用的时间。 17．如图甲，竖直平面内的匀强电场中，长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系着一个电荷量为q的带正电小球，初始时小球静止在D点。现给小球垂直于OD的初速度，使其恰好能在竖直平面内绕O点做完整的圆周运动，AC为圆的竖直直径，B点与圆心等高。已知A点的电势为，B点的电势为，AC连线上沿着AC方向各点电势随该点与A点距离s变化的图像如图乙所示，OD与竖直直径的夹角为θ=45°，重力加速度为g，求： (1)匀强电场的场强E大小和方向； (2)小球的质量m； (3)若小球某次运动到C点时，细绳突然断裂（无能量损失），从细线断裂到小球的动能为最小值的过程中，小球电势能的变化量。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $