第十章 静电场中的能量 单元知识清单及提高练习-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

本 单 元 通 用 知 识 点 第十章 静电场中的能量 · 单元提高练习　·　人教版必修第三册 10.1～10.5 开考前 3 分钟过一遍：先想功能关系，再查公式，最后对方法。 一、第一性原理：先想「本质是什么」 1.　电场力做功与路径无关　在电场中移动电荷，电场力做的功只由起点和终点位置决定，走哪条路都一样；所以套 只看始末两点，不用纠结轨迹。 2.　电场力做功决定电势能变化　电场力做正功，电势能减小；做负功，电势能增大。 是功能关系的核心，正负号要带着算。 3.　沿电场线方向电势降低　这是判断电势高低的第一依据；等势面与电场线处处垂直，同一等势面上移动电荷电场力不做功。 4.　电势是相对量，电势差是绝对量　电势的数值跟零电势点选取有关（通常取无穷远或大地），但两点间的电势差与零点选取无关。 5.　电容由电容器本身决定　 只是定义式；平行板电容器的电容由正对面积、板间距离、电介质决定，与是否带电无关。 6.　先加速后偏转是两条主线　粒子经电压加速 获得初速，进入偏转电场做类平抛：沿场强方向匀加速、垂直场强方向匀速。 二、核心公式：缺哪个量就避开哪条 　电场力做功 　（带正负号代入，与路径无关） 　电势能变化 　（电场力做正功电势能减小） 　电势定义 　（相对零电势点，可正可负） 　电势差 　（与零电势点选取无关） 　匀强电场 　（d 是沿场强方向的距离） 　电容定义式 　（由电容器本身决定） 　平行板电容器 　（决定式，d 减小 C 增大） 　电容器带电量 　（U 为两板间电压） 　粒子加速 　（由静止经电压 U 加速） 　粒子偏转 　（类平抛：板长 L、板距 d） 三、通用解题方法总览：拿到题先对号入座 1.　判电势高低　沿电场线方向电势降低 → 算不出就取正电荷：在电势高处电势能大 → 负电荷正好相反。 2.　算电场力做功　找始末两点电势差 → 直接代 （正负号随 q 带）→ 用 验算。 3.　比电势能大小　正电荷：电势高处电势能大 → 负电荷相反 → 拿不准就用 推。 4.　匀强电场用 U=Ed　确认匀强电场 → 找沿场强方向的距离 d → 代 ；等距则电势差等分。 5.　电容器动态分析　先看电路：连电源则 U 不变 → 断开电源则 Q 不变 → 再按 判 C → 最后用 、 逐项推。 6.　粒子直线加速　 解出末速 → 只与电压有关，与板间距无关 → 换电荷或质量单独讨论。 7.　粒子偏转问题　垂直场强方向 → 沿场强方向 、 → 联立得 → 出射方向反向延长过板中心。 提醒　这一页只给思路与公式，不给结论；卷面上一律写「原始公式 → 代入数据 → 结果带单位」。 第十章 静电场中的能量 · 单元提高练习 人教版必修第三册　10.1 电势能和电势～10.5 带电粒子在电场中的运动 班级__________　姓名__________　学号__________　得分__________ 全卷共 16 题　单选 7 题　多选 4 题　实验 2 题　解答 3 题　满分 100 分　建议用时 60 分钟 一、单选题（本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分） 1．下列是某同学对电场中的概念的理解，其中正确的是（　　） A．电场线越密集的地方，电场强度越小 B．静电场中电场强度为零的位置，电势一定为零 C．自然界中仅有正、负两种电荷，电荷量的大小可以取任意数值 D．电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零电势能位置时静电力做的功 2．在匀强电场中，将一电荷量为的点电荷从A点移到B点，电场力做的功为，则A、B两点间的电势差为（     ） A．2 V B．-2 V C．0.5 V D．-0.5 V 3．将电荷量的正电荷，从电场A点移动到B点，电场力做功，则A、B两点电势差为（     ） A．100V B．150 V C．200 V D．300 V 4．关于静电场中电势差与电场强度的关系，下列说法正确的是（     ） A．电场强度越大的地方，电势一定越高 B．沿着电场线方向，电势降低的方向必定是电场强度的方向 C．在匀强电场中，任意两点间的电势差等于电场强度与这两点间距离的乘积 D．在匀强电场中，沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降落必定相等 5．如图所示，一带正电金属导体，为导体外表面上的点，、为导体内部的点，取无穷远处电势为零。关于、、三点的电场强度、、，电势、、的大小关系正确的是（     ） A． B． C． D． 6．如图，在直角坐标系中有a、b、c三点，a点坐标为（0，2），b点坐标为（2，2），c点坐标为（2，0）。现加上一平行于平面的匀强电场，已知、、，则匀强电场的场强大小为（     ） A． B． C． D． 7．在平行于纸面的匀强电场中，有一个圆形区域ABCD，如图甲，圆心为O，半径为R＝0.1m，P为圆弧上的一个点，从A点出发沿逆时针运动，θ为PO连线旋转的角度，即∠POA＝θ，P点电势随θ角度的变化如图乙所示，则（　　） A． B．匀强电场场强大小为20V/m C．电子在B点的电势能小于在C点的电势能 D．电子从C点沿圆弧逆时针移动到D点，电场力先做负功后做正功 二、多选题（本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分。全部选对得 5 分，选对但不全得 3 分，有选错得 0 分） 8．关于电容器的电容，下列说法正确的是（     ） A．电容器所带电荷量越多，电容越大 B．电容器两板间电压越高，电容越大 C．电容器的电容是由其本身结构决定的，与所带电荷量无关 D．只增大平行板电容器两板间的距离，电容减小 9．电场线与等势面相互关系，判断正确的是（     ） A．同一等势面上各点电势相等，在同一等势面上移动电荷，电场力不做功 B．电场线总是垂直于等势面，由高电势指向低电势 C．电势为零的等势面，该处电场强度一定等于零 D．匀强电场对应的等势面是一组互相平行的平面 10．平行板电容器充电之后断开电源，电荷量Q保持不变，下列操作带来的变化说法正确的是（     ） A．增大极板间距，电容器电容变小 B．增大极板间距，极板间电压变大 C．减小极板正对面积，电容变大 D．极板中间插入电介质，电容变大 11．如图所示，开关S闭合后，静电计G的指针张开一个角度，两正对水平金属板A、B间有一带电油滴悬浮不动。不计G所带的电荷量。下列说法正确的是（     ） A．若仅将B板缓慢水平右移少许，则油滴将向下运动 B．若仅将A板缓慢竖直上移少许，则A板所带的电荷量将增大 C．若断开S，仅将A板缓慢水平左移少许，则G的指针张角将变大 D．若断开S，仅将B板缓慢水平右移少许，则油滴将向上运动 三、实验题（本题共 2 小题，每小题 8 分，共 16 分） 12．某小组用图1所示电路来探究一电容器的充放电性能。A为理想电流传感器，V为理想电压传感器，R为定值电阻，E为直流电源。主要实验步骤如下： ①将电流传感器和电压传感器分别与计算机连接； ②将单刀双掷开关S接1，利用计算机得到电流和电压随时间变化的图像； ③将单刀双掷开关S接2，再次利用计算机得到电流和电压随时间变化的图像； ④导出所得的图像，如图2所示。 请回答下列问题： (1)图1中开关S接1时，电容器进行的是________（选填“充电”或“放电”）过程，该过程对应的图像是图2中的________（选填“A”或“B”）。 (2)开关S接2时的图像如题图2中C所示，已知图中曲线与坐标轴围成的面积，则该电容器的电容________（保留两位有效数字）。 13．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__________。（多选，填正确答案前的标号） A．增大电容纸的厚度 B．增大锡箔纸的厚度 C．减小电容纸的厚度 D．同时增大锡箔纸和电容纸的面积 (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”）。 (5)某同学用电流传感器观察电容器的放电过程，丁图为该实验电路图，该同学先将开关接1为电容器充电。下列各图是描述对给定的电容器充电时电荷量、电压、电容之间关系的图像，其中错误的是（ ） A． B． C． D． 四、解答题（本题共 3 小题，每小题 12 分，共 36 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤） 14．如图所示，匀强电场场强，A、B两点相距0.2 m，两点连线与电场的夹角，有一电荷量为的粒子从A点运动到B点，已知，，不计粒子的重力，求： (1)A、B两点间的电势差； (2)该粒子从A点运动到B点电场力做功W； (3)已知A点的电势为，求该粒子在B点的电势能。 15．如图所示，在某匀强电场中，A、B为同一条电场线上相距的两点。电荷量的检验电荷在A点受到的电场力。 (1)求电场强度的大小E； (2)若将电荷量为的检验电荷放在B点，求它受到的电场力。 (3)A、B间的电势差是多少。 16．如图为某电子发生装置，产生初速度为0的电子，经过加速电场的加速，然后进入偏转电场运动，最后打在荧光屏上。已知加速电场两板间电势差为，偏转电场两板间电势差为且上板带负电，板长为，板间距为，偏转电场与荧光屏的距离为，电子的质量为、电荷量为，其重力不计。 (1)电子离开加速电场时获得的速度大小； (2)电子离开偏转电场时偏离中心线的偏移量； (3)若偏转电场两极板间距增大为原来的2倍，电子前后两次打到荧光屏上偏离中心位置的偏移量之比。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 本 单 元 通 用 知 识 点 第十章 静电场中的能量 · 单元提高练习　·　人教版必修第三册 10.1～10.5 开考前 3 分钟过一遍：先想功能关系，再查公式，最后对方法。 一、第一性原理：先想「本质是什么」 1.　电场力做功与路径无关　在电场中移动电荷，电场力做的功只由起点和终点位置决定，走哪条路都一样；所以套 只看始末两点，不用纠结轨迹。 2.　电场力做功决定电势能变化　电场力做正功，电势能减小；做负功，电势能增大。 是功能关系的核心，正负号要带着算。 3.　沿电场线方向电势降低　这是判断电势高低的第一依据；等势面与电场线处处垂直，同一等势面上移动电荷电场力不做功。 4.　电势是相对量，电势差是绝对量　电势的数值跟零电势点选取有关（通常取无穷远或大地），但两点间的电势差与零点选取无关。 5.　电容由电容器本身决定　 只是定义式；平行板电容器的电容由正对面积、板间距离、电介质决定，与是否带电无关。 6.　先加速后偏转是两条主线　粒子经电压加速 获得初速，进入偏转电场做类平抛：沿场强方向匀加速、垂直场强方向匀速。 二、核心公式：缺哪个量就避开哪条 　电场力做功 　（带正负号代入，与路径无关） 　电势能变化 　（电场力做正功电势能减小） 　电势定义 　（相对零电势点，可正可负） 　电势差 　（与零电势点选取无关） 　匀强电场 　（d 是沿场强方向的距离） 　电容定义式 　（由电容器本身决定） 　平行板电容器 　（决定式，d 减小 C 增大） 　电容器带电量 　（U 为两板间电压） 　粒子加速 　（由静止经电压 U 加速） 　粒子偏转 　（类平抛：板长 L、板距 d） 三、通用解题方法总览：拿到题先对号入座 1.　判电势高低　沿电场线方向电势降低 → 算不出就取正电荷：在电势高处电势能大 → 负电荷正好相反。 2.　算电场力做功　找始末两点电势差 → 直接代 （正负号随 q 带）→ 用 验算。 3.　比电势能大小　正电荷：电势高处电势能大 → 负电荷相反 → 拿不准就用 推。 4.　匀强电场用 U=Ed　确认匀强电场 → 找沿场强方向的距离 d → 代 ；等距则电势差等分。 5.　电容器动态分析　先看电路：连电源则 U 不变 → 断开电源则 Q 不变 → 再按 判 C → 最后用 、 逐项推。 6.　粒子直线加速　 解出末速 → 只与电压有关，与板间距无关 → 换电荷或质量单独讨论。 7.　粒子偏转问题　垂直场强方向 → 沿场强方向 、 → 联立得 → 出射方向反向延长过板中心。 提醒　这一页只给思路与公式，不给结论；卷面上一律写「原始公式 → 代入数据 → 结果带单位」。 第十章 静电场中的能量 · 单元提高练习 人教版必修第三册　10.1 电势能和电势～10.5 带电粒子在电场中的运动 班级__________　姓名__________　学号__________　得分__________ 全卷共 16 题　单选 7 题　多选 4 题　实验 2 题　解答 3 题　满分 100 分　建议用时 60 分钟 一、单选题（本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分） 1．下列是某同学对电场中的概念的理解，其中正确的是（　　） A．电场线越密集的地方，电场强度越小 B．静电场中电场强度为零的位置，电势一定为零 C．自然界中仅有正、负两种电荷，电荷量的大小可以取任意数值 D．电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零电势能位置时静电力做的功 【答案】D 【详解】A．电场线的疏密程度表示电场强度的大小，电场线越密集的地方电场强度越大，故A错误； B．电场强度是描述电场力的性质的物理量，电势是描述电场能的性质的物理量，电势的零点可人为选取，二者无必然对应关系，例如等量正点电荷连线的中点位置场强为零，若取无穷远为零电势点，该点电势大于零，故B错误； C．自然界仅存在正、负两种电荷，但所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，不能取任意数值，即电荷量是量子化的，故C错误； D．根据电势能的定义，电荷在某点的电势能等于把它从该点移动到零电势能位置时静电力做的功，表达式为，故D正确。 故选D。 2．在匀强电场中，将一电荷量为的点电荷从A点移到B点，电场力做的功为，则A、B两点间的电势差为（     ） A．2 V B．-2 V C．0.5 V D．-0.5 V 【答案】B 【详解】根据 代入， 解得 故选B。 3．将电荷量的正电荷，从电场A点移动到B点，电场力做功，则A、B两点电势差为（     ） A．100V B．150 V C．200 V D．300 V 【答案】C 【详解】根据电场力做功与电势差的关系 可得A、B两点电势差为 故选C。 4．关于静电场中电势差与电场强度的关系，下列说法正确的是（     ） A．电场强度越大的地方，电势一定越高 B．沿着电场线方向，电势降低的方向必定是电场强度的方向 C．在匀强电场中，任意两点间的电势差等于电场强度与这两点间距离的乘积 D．在匀强电场中，沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降落必定相等 【答案】D 【详解】A．电场强度是描述电场力性质的物理量，电势是描述电场能性质的物理量，二者无必然大小关系，例如负点电荷的电场中，越靠近点电荷场强越大，但电势越低，故A错误； B．电势降低的方向有无数个，只要方向与电场强度方向夹角小于90°，电势都会降低，只有电势降低最快的方向才是电场强度的方向，故B错误； C．匀强电场中电势差与场强的关系为 其中是两点沿电场方向的距离，不是两点的任意距离，故C错误； D．匀强电场的电场强度处处恒定，沿着电场线方向，相同距离对应的沿电场方向的距离相等，由 可知相同距离上的电势降落必定相等，故D正确。 故选D。 5．如图所示，一带正电金属导体，为导体外表面上的点，、为导体内部的点，取无穷远处电势为零。关于、、三点的电场强度、、，电势、、的大小关系正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】AB．处于静电平衡状态的金属导体，内部电场强度处处为零，导体内部、两点电场强度为零，但导体表面点电场强度不为零，场强 因此，故A正确，B错误； CD．静电平衡时整个导体为等势体，导体带正电，电势高于零电势，因此三点电势均大于0，即，故CD错误。 故选A。 6．如图，在直角坐标系中有a、b、c三点，a点坐标为（0，2），b点坐标为（2，2），c点坐标为（2，0）。现加上一平行于平面的匀强电场，已知、、，则匀强电场的场强大小为（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】已知， 过a和c两点的直线是一条等势线，过b点做ac的垂线bd，如图所示 根据几何关系可得 匀强电场的场强大小 故选B。 7．在平行于纸面的匀强电场中，有一个圆形区域ABCD，如图甲，圆心为O，半径为R＝0.1m，P为圆弧上的一个点，从A点出发沿逆时针运动，θ为PO连线旋转的角度，即∠POA＝θ，P点电势随θ角度的变化如图乙所示，则（　　） A． B．匀强电场场强大小为20V/m C．电子在B点的电势能小于在C点的电势能 D．电子从C点沿圆弧逆时针移动到D点，电场力先做负功后做正功 【答案】B 【详解】AB．由图乙可知：φA=2V 当时，P点位于下图中的E点处，此时可得：φE=1V 当时，P点位于下图中的F点处，由几何知识可知E、F、O三点共线，此时可得：φF=5V 则圆心O点的电势为： 过A点作OE的垂线交于M点，由几何知识易得，M点为EO中点，则下图中M点的电势为 故直线AM为等势线，由于电场线与等势面垂直，则可知电场线沿FOE方向，过B点作电场线FOE的垂线，交于N点，如上图所示，则有：φA=φM＞φN=φB 电场强度的大小为：，故A错误，B正确； C．根据上面的方法可知，B点的电势比C点的电势低，则电子在B点的电势能大于在C点的电势能，故C错误； D．电子从C点沿圆弧逆时针移动到D点，电势先升高再降低，电势能先降低后升高，则电场力先做正功后做负功，故D错误。 故选B。 二、多选题（本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分。全部选对得 5 分，选对但不全得 3 分，有选错得 0 分） 8．关于电容器的电容，下列说法正确的是（     ） A．电容器所带电荷量越多，电容越大 B．电容器两板间电压越高，电容越大 C．电容器的电容是由其本身结构决定的，与所带电荷量无关 D．只增大平行板电容器两板间的距离，电容减小 【答案】CD 【详解】ABC．电容器的电容是由其本身结构决定的，与所带电荷量、两板间电压均无关，故AB错误，C正确； D．平行板电容器的决定式为 只增大两板间的距离时，电容减小，故D正确。 故选CD。 9．电场线与等势面相互关系，判断正确的是（     ） A．同一等势面上各点电势相等，在同一等势面上移动电荷，电场力不做功 B．电场线总是垂直于等势面，由高电势指向低电势 C．电势为零的等势面，该处电场强度一定等于零 D．匀强电场对应的等势面是一组互相平行的平面 【答案】ABD 【详解】A．同一等势面的定义就是面上所有点电势相等，电场力做功满足 同一等势面上任意两点电势差为零，因此在同一等势面上移动电荷时电场力不做功，故A正确； B．若电场线不垂直等势面，电场强度就会存在沿等势面的分量，沿等势面移动电荷时电场力就会做功，和等势面的性质矛盾，因此电场线一定处处垂直等势面；同时沿着电场线方向电势不断降低，电场线由高电势指向低电势，故B正确； C．电势的零点是人为任意选取的，电势为零的位置电场强度不一定为零。例如取无穷远为零电势点，等量异种电荷的中垂线是电势为零的等势面，但该面上电场强度并不为零，故C错误； D．匀强电场的电场强度大小方向处处一致，根据等势面与电场线垂直的性质，其等势面是一组互相平行的平面，故D正确。 故选ABD。 10．平行板电容器充电之后断开电源，电荷量Q保持不变，下列操作带来的变化说法正确的是（     ） A．增大极板间距，电容器电容变小 B．增大极板间距，极板间电压变大 C．减小极板正对面积，电容变大 D．极板中间插入电介质，电容变大 【答案】ABD 【详解】AB．平行板电容器的电容决定式为，其中为极板间电介质的介电常数，为极板正对面积，为极板间距，为静电力常量。增大，其余条件不变，电容减小。断开电源后电荷量保持不变，由电容定义式得两极板间电压为 因此两极板间电压增大，故AB正确； C．由电容决定式，极板间距和介质不变时，减小正对面积，电容减小，故C错误； D．在极板间插入电介质，极板间距和正对面积不变，介电常数增大，由电容决定式可知电容增大，故D正确。 故选ABD。 11．如图所示，开关S闭合后，静电计G的指针张开一个角度，两正对水平金属板A、B间有一带电油滴悬浮不动。不计G所带的电荷量。下列说法正确的是（     ） A．若仅将B板缓慢水平右移少许，则油滴将向下运动 B．若仅将A板缓慢竖直上移少许，则A板所带的电荷量将增大 C．若断开S，仅将A板缓慢水平左移少许，则G的指针张角将变大 D．若断开S，仅将B板缓慢水平右移少许，则油滴将向上运动 【答案】CD 【详解】A．S闭合，U不变。仅将B板水平右移，板间距d不变，正对面积S减小，板间场强不变，油滴所受电场力仍等于重力，保持悬浮，不会向下运动，A错误； B．S闭合，U不变。仅将A板竖直上移，板间距d增大，由电容决定式可知电容C减小，再由可知，A板所带电荷量Q减小，B错误； C．断开S，总带电量Q不变。仅将A板水平左移，正对面积S减小，电容C减小，由可知极板间电压U增大。静电计的指针张角反映自身两端电势差，因此张角变大，C正确； D．断开S，总带电量Q不变。仅将B板水平右移，正对面积S减小，由可知，板间场强E随S减小而增大，油滴所受向上的电场力大于重力，油滴将向上运动，D正确。 故选CD。 三、实验题（本题共 2 小题，每小题 8 分，共 16 分） 12．某小组用图1所示电路来探究一电容器的充放电性能。A为理想电流传感器，V为理想电压传感器，R为定值电阻，E为直流电源。主要实验步骤如下： ①将电流传感器和电压传感器分别与计算机连接； ②将单刀双掷开关S接1，利用计算机得到电流和电压随时间变化的图像； ③将单刀双掷开关S接2，再次利用计算机得到电流和电压随时间变化的图像； ④导出所得的图像，如图2所示。 请回答下列问题： (1)图1中开关S接1时，电容器进行的是________（选填“充电”或“放电”）过程，该过程对应的图像是图2中的________（选填“A”或“B”）。 (2)开关S接2时的图像如题图2中C所示，已知图中曲线与坐标轴围成的面积，则该电容器的电容________（保留两位有效数字）。 【答案】(1) 充电 (2) 【详解】（1）[1]开关接1时，电容器与直流电源接通，电源使电容器两极板分别带上等量异种电荷，电容器进行充电。 [2]充电过程中，电容器两极板间的电压从0逐渐增大，最终趋近电源电动势。图2中的图像表示电容器两极板间电压随时间的变化，其中图像的电压从0逐渐增大并趋近，符合充电过程。 （2）图2中是放电电流随时间变化的图像。把放电过程分成许多足够短的时间段，每段内电流可近似看作恒定，由电流的定义可知，在时间内通过电路的电荷量大小为 因此，每小段图线与时间轴所围面积的数值表示该段通过电路的电荷量大小，各段相加即为总放电电荷量。电容器完全放电后不再带电，所以充电结束时一个极板所带电荷量的绝对值为 由充电的图像可知，充电结束时两极板间电压为。根据电容的定义，代入数据得 13．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__________。（多选，填正确答案前的标号） A．增大电容纸的厚度 B．增大锡箔纸的厚度 C．减小电容纸的厚度 D．同时增大锡箔纸和电容纸的面积 (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”）。 (5)某同学用电流传感器观察电容器的放电过程，丁图为该实验电路图，该同学先将开关接1为电容器充电。下列各图是描述对给定的电容器充电时电荷量、电压、电容之间关系的图像，其中错误的是（ ） A． B． C． D． 【答案】(1)电势差 (2)C (3)CD (4) (5)A 【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，结合 可知，Q一定，电容C减小，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，变大时，电容器的电容增大，结合 可知，Q一定，电容C增大，则U变小，即静电计指针的张角变小，故B错误； C．将左极板右移，两极板间的距离d减小，根据 可知，电容器的电容增大，结合 可知，Q一定，电容C增大，则U变小，即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，电容C减小，结合 可知，Q一定，电容C减小，则U变大，即静电计指针的张角变大，故D错误。 故选C。 （3）A．由平行板电容器决定式 可知，增大电容纸的厚度，d增大，故电容减小，故A错误； B．增大锡箔纸的厚度，对电容无影响，故B错误； C．减小电容纸的厚度，d减小，故电容增大，故C正确； D．同时增大锡箔纸和电容纸的面积，S增大，故电容增大，故D正确。 故选CD。 （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I-t图像面积表示带电量，电容器2带电量大，根据Q=CU 可知，电容器的电容C1＜C2。即两电容器中电容较大的是C2。 （5）ABD．根据 可知，电容器的电容与电介质、两极板间的距离及正对面积有关，与两极板的电荷量、电势差无关，故A错误，符合题意，BD正确，不符合题意； C．根据 解得 可见，故C正确，不符合题意。 故选A。 四、解答题（本题共 3 小题，每小题 12 分，共 36 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤） 14．如图所示，匀强电场场强，A、B两点相距0.2 m，两点连线与电场的夹角，有一电荷量为的粒子从A点运动到B点，已知，，不计粒子的重力，求： (1)A、B两点间的电势差； (2)该粒子从A点运动到B点电场力做功W； (3)已知A点的电势为，求该粒子在B点的电势能。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）A、B间的电势差 （2）从A到B，电场力做功为 （3）因为 代入题中数据，联立解得 因此该粒子在B点的电势能 15．如图所示，在某匀强电场中，A、B为同一条电场线上相距的两点。电荷量的检验电荷在A点受到的电场力。 (1)求电场强度的大小E； (2)若将电荷量为的检验电荷放在B点，求它受到的电场力。 (3)A、B间的电势差是多少。 【答案】(1) (2)，方向水平向左 (3) 【详解】（1）已知检验电荷受力与电荷量，由电场强度定义式，代入数据得电场强度的大小 （2）匀强电场B点场强和A点相同，。检验电荷所受电场力大小 电场方向向右，负电荷受力方向与电场方向相反，故电场力方向水平向左。 （3）匀强电场电势差与场强关系 16．如图为某电子发生装置，产生初速度为0的电子，经过加速电场的加速，然后进入偏转电场运动，最后打在荧光屏上。已知加速电场两板间电势差为，偏转电场两板间电势差为且上板带负电，板长为，板间距为，偏转电场与荧光屏的距离为，电子的质量为、电荷量为，其重力不计。 (1)电子离开加速电场时获得的速度大小； (2)电子离开偏转电场时偏离中心线的偏移量； (3)若偏转电场两极板间距增大为原来的2倍，电子前后两次打到荧光屏上偏离中心位置的偏移量之比。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由动能定理可知，电子离开加速电场时获得的速度大小满足 解得 （2）粒子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向满足 竖直方向，电子的加速度大小 联立 解得电子离开偏转电场时偏离中心线的偏移量 （3）电子离开偏转电场后做匀速直线运动，竖直方向的速度大小 离开偏转电场后粒子击中荧光屏所需时间 故该阶段内，粒子竖直方向的位移 粒子的总偏移量 若偏转电场两极板间距增大为原来的2倍，则电子打到荧光屏上偏离中心位置的偏移量减为原来的，故前后两次偏离中心位置的偏移量之比为。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 $