1、全章闯关检测一、选择题1.关于摩擦起电和感应起电,以下说法正确的是()A.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生了新电荷B.摩擦起电是因为产生了新电荷,感应起电是因为电荷的转移C.不论摩擦起电还是感应起电都是电荷的转移D.以上说法均不正确答案C由电荷守恒定律可知C正确。2.如图所示为点电荷a、b所形成的电场线分布,以下说法正确的是()A.a、b均是正电荷B.a、b均是负电荷C.A点场强大于B点场强D.A点电势高于B点电势答案D电场线从正电荷或无穷远处出发,终止于负电荷或者无穷远处,所以a应为正电荷,b为负电荷,故A、B选项均错误;电场线越密集,场强越大,故C选项错误;沿电场线方向电势逐渐
2、降低,故D选项正确。3.一个负点电荷仅受电场力的作用,从某电场中的a点由静止释放,它沿直线运动到b点的过程中,动能Ek随位移x变化的关系图像如图所示,则能与图线相对应的电场线分布图是()答案B由图知电荷的动能与位移成正比,所以电场是匀强电场,且电场力做正功,故B符合题意。4.一个带正电的点电荷以一定的初速度v0(v00),沿着垂直于匀强电场的方向射入电场,则其可能的运动轨迹应该是下图中的()答案B点电荷垂直于电场方向进入电场时,电场力垂直于其初速度方向,点电荷做类平抛运动,选B。5.在匀强电场中有一平行四边形ABCD,已知A、B、C三点的电势分别为A=10 V、B=8 V、C=2 V,则D点的
3、电势为()A.8 VB.6 VC.4 VD.1 V答案C由于电场是匀强电场,则UAB=UDC,A-B=D-C,得D=4 V,C选项正确。6.某示波器在XX、YY不加偏转电压时光斑位于屏幕中心,现给其加如图所示偏转电压,则在光屏上将会看到下列哪个图形(选项图为荧光屏,虚线为光屏坐标)()答案D加偏转电压后,由y=12eUmdt2=eUl22mdv02U,知电子在水平方向上的落点匀速移动,竖直方向上的位移恒定,则可知D正确。7.如图所示,充电后和电源断开的水平放置的平行板电容器,上板带负电,下板带正电,带电小球以速度v0水平射入电场,且沿下板边缘飞出。若下板不动,将上板上移一小段距离,小球仍以相同
4、的速度v0从原处飞入,则带电小球()A.将打在下板中央B.仍沿原轨迹由下板边缘飞出C.不发生偏转,沿直线运动D.由于板间距离变大,小球离开电场时速度将变小答案B将电容器上板上移一小段距离,电容器带电荷量不变,由公式E=Ud=QCd=4kQrS可知,电容器产生的电场的场强不变,以相同速度入射的小球将仍沿原轨迹运动。上板移动时,小球沿原轨迹由下板边缘飞出,此时小球合力做功不变,离开电场时的速度大小将不变。8.(2017西城二模)某静电场的电场线分布如图所示,P、Q为该电场中的两点。下列说法正确的是()A.P点场强大于Q点场强B.P点电势低于Q点电势C.将电子从P点移动到Q点,电场力做正功D.将电子
5、从P点移动到Q点,其电势能增大答案D电场线的疏密代表场强的强弱,由图知EQEP,沿电场线电势降低,PQ,A、B错误;将电子从P点移动到Q点,电场力做负功,电势能增大,C错误,D正确。9.某电容式话筒的原理示意图如图所示,E为电源,R为电阻,薄片P和Q为两金属极板。对着话筒说话时,P振动而Q可视为不动。在P、Q间距增大过程中()A.P、Q构成的电容器的电容增大B.P上电荷量保持不变C.M点的电势比N点的低D.M点的电势比N点的高答案D由C=rS4kd 可知P、Q间距离d增大时电容C减小,A项错误;电容器P、Q两端电压不变,由C=QU知,电容减小将放电,电荷量减小,故B项也错;放电时电流从M点经R
6、到N点,说明M点电势高于N点电势,所以C项错误,D项正确。二、非选择题10.如图所示,一质量为m=1.010-2 kg,带电荷量为q=1.010-6 C的小球,用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,假设电场足够大,静止时悬线向左与竖直方向成=60角。小球在运动过程中电荷量保持不变,重力加速度g=10 m/s2。(结果保留2位有效数字)(1)画出小球受力图并判断小球带何种电荷;(2)求电场强度E;(3)若在某时刻将细线突然剪断,求经过1 s时小球的速度v。答案(1)见解析(2)1.7105 N/C(3)20 m/s与竖直方向夹角为60斜向左下方解析(1)受力如图,小球带负电(2)小球所受电场力F
7、=qE由平衡条件得F=mg tan 解得电场强度E=1.7105 N/C(3)剪断细线后小球做初速度为0的匀加速直线运动小球所受合外力F合=mg/cos 由牛顿第二定律有F合=ma由运动学公式v=at解得小球的速度v=20 m/s速度方向与竖直方向夹角为60斜向左下方11.(2018石景山一模)如图所示,设电子刚刚离开金属丝时的速度可忽略不计,经加速电场加速后,沿平行于板面的方向射入偏转电场,并从另一侧射出。已知电子质量为m,电荷量为e,加速电场电压为U0。偏转电场可看做匀强电场,极板间电压为U,极板长度为L,板间距为d,不计电子所受重力。求:(1)电子射入偏转电场时初速度v0的大小;(2)电
8、子从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Dy;(3)电子从偏转电场射出时速度的大小和方向。答案(1)2eU0m(2)UL24U0d(3)见解析解析(1) 根据功和能的关系,有eU0=12mv02电子射入偏转电场时的初速度v0=2eU0m(2)在偏转电场中,电子的运动时间t=Lv0=Lm2eU0电子在偏转电场中的加速度a=eUmd偏转距离y=12a(t)2=UL24U0d (3)电子离开偏转电场时沿垂直于极板方向的速度vy=at=e2mU0LUd电子离开偏转电场时速度的大小v=v02+vy2=2eU0m+eU2L22md2U0。设电子离开偏转电场时速度方向与水平方向的夹角为,则tan =vyv
9、0=UL2U0d12.在一个水平面上建立x轴,在原点O右侧空间有一个匀强电场,电场强度大小E=6105 N/C,方向与x轴正方向相同,在O处放一个电荷量q=510-8 C、质量m=0.010 kg 的带负电绝缘物块。物块与水平面间的动摩擦因数=0.2,沿x轴正方向给物块一个初速度v0=2 m/s,如图所示,(g取10 m/s2)求:(1)物块最终停止时的位置;(2)物块在电场中运动过程的机械能增量。答案(1)原点O左侧0.2 m处(2)-0.016 J解析(1)第一个过程:物块向右做匀减速运动到速度为零。Ff=mgF=qEFf+F=ma2as1=v02s1=0.4 m第二个过程:物块向左做匀加
10、速运动,离开电场后再做匀减速运动直到停止,由动能定理得:Fs1-Ff(s1+s2)=0,得s2=0.2 m,则物块停止在原点O左侧0.2 m处。(2)物块在电场中运动过程的机械能增量E=WFf=-2mgs1=-0.016 J。13.(2018丰台二模)现代科学实验证明了场的存在,静电场与重力场有一定相似之处。带电体在匀强电场中的偏转与物体在重力场中的平抛运动类似。(1)一质量为m的小球以初速度v0水平抛出,落到水平面的位置与抛出点的水平距离为x。已知重力加速度为g,求抛出点的高度和小球落地时的速度大小。(2)若该小球处于完全失重的环境中,小球带电荷量为+q,在相同位置以相同初速度抛出。空间存在
11、竖直向下的匀强电场,小球运动到水平面的位置与第(1)问小球的落点相同。若取抛出点电势为零,试求电场强度的大小和落地点的电势。(3)类比电场强度和电势的定义方法,请分别定义地球周围某点的“重力场强度EG”和“重力势G”,并描绘地球周围的“重力场线”和“等重力势线”。答案见解析解析(1)小球在水平方向做匀速直线运动x=v0t小球在竖直方向做自由落体运动h=12gt2得h=gx22v02小球下落过程,根据动能定理mgh=12mv2-12mv02得v=v02+g2x2v02(2)小球在水平方向做匀速直线运动x=v0t小球在竖直方向做匀加速直线运动h=12at2a=qEm得E=mgq抛出点与落点之间的电势差U=Eh=mghq取抛出点电势为零,U=0-地得地=-mghq(3)重力场强度EG=Gm=mgm=g或EG=Fm=GMmr2/m=GMr2若取地面为重力势参考平面,则重力势G=Epm=gh若取无穷远处重力势为零,则G=Epm=-GMr故地球周围的“重力场线”和“等重力势线”如图所示
