1、静电场、电势能和电势差15一、选择题：（每小题至少有一个选项是正确的，请把正确的答案填入答题卡中，每小题4分，共32分，漏选得2分，错选和不选得零分）1下列关于等势面的说法正确的是（ ）A电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功。B等势面上各点的场强相等。C点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为圆心的一簇球面。D匀强电场中的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面。2关于场强的三个公式的适用范围，下列说法正确的是（ ）A三个公式都只能在真空中适用。B公式能在真空中适用，公式和在真空中和介质中都适用。C公式和能在真空中适用，公式在真空中和介质中都适用。D公式适用于任何电场，公式只适用
2、于点电荷形成的电场，公式只适用于匀强电场。图13如图1所示，带正电的金属圆环竖直放置，其中心处有一个电子。若电子某时刻以一定的初速度v0从圆环中心处水平向右运动，此后电子将（ ）A做匀速直线运动。B做匀减速直线运动。C以圆心为平衡位置做振动。D以上答案都不对。4M、N为电场中某一条电场线上的两点，电场线方向如图2所示，下列说法正确的是（ ）图2A负电荷受电场力FMFN。B场强EMEN。C负电荷的电势能EpMEPN.D电势差UMN0。5将原来相距较近的两个带同种电荷的小球同时由静止释放（小球放在光滑绝缘的水平桌面上），它们仅在库仑力作用下运动过程中（ ）A它们的相互作用力不断减少B它们的加速度之
3、比不断减少C它们的动量之和不断增加D它们的动能之和不断增加6离子发动机飞船，其原理是用电压U加速一价惰性气体离子，将它高速喷出后，飞船得到加速，在氦、氖、氩、氪、氙中选了氙，理由是用同样电压加速，它喷出时（ ）A速度大 B动量大C动能大 D质量大7用绝缘细线将一个质量为m、带电量为q的小球悬挂在天花板下面，设空间中存在着沿水平方向的匀强电场。当小球静止时把细线烧断，小球将做（ ）A自由落体运动 B曲线运动C沿悬线的延长线做匀加速直线运动D变加速直线运动8某电解电容器上标有“25V、470F”的字样，对此，下列说法正确的是（ ）A、此电容器只能在直流25V及以下电压才能正常工作。B、此电容器必须
4、在直流25V及以下电压才能正常工作。C、当工作电压是25V时，电容才是470F。D、这种电容器使用时，不必考虑两个引出线的极性。第卷（非选择题，共68分）二、填空题（每空4分，共32分，请把答案填写在题中横线上）图339历史上在，最早测出电子电荷的精确数值的科学家是 ，其实验的基本原理是使带电液滴在匀强电场中受到的电场力恰好等于油滴的重力，即qE = mg，用实验的方法测出m和E，就能计算出油滴所带的电量，发现这些电量都等于 的整数倍，这个实验进一步证实了 的存在，揭示了电荷的 性。10如图3所示，一质量为m。电荷量为+q的小球从距地面为h处，以初速度v0水平抛出，在小球运动的区域里，加有与小
5、球初速度方向相反的匀强电场，若小球落地时速度方向恰好竖直向下，小球飞行的水平距离为L，小球落地时动能EK= ，电场强度E= 。图411如图3-4所示，初动能为E的带电粒子，从平板电容器的a点沿水平方向飞入电场，不计重力，飞出时动能为2E。若该粒子从a点飞 入时的速度增大一倍，则飞出电容器时的动能为 。图512一电子以的速度沿欲电场垂直的方向从点沿垂直于场强方向飞入，并从点沿与场强方向成角的方向飞出该电场，如图5所示。则、两点的电势差为 V（电子质量为，电量为）。13在水深超过200m的深海，光线极少，能见度极小。有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电，获取食物，威胁敌害，保护自己。该
6、电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到104N/C时可击昏敌害。身长50cm的电鳗，在放电时产生的瞬间电压可达 V。三、计算题（本题共3小题，共36分，解答应写明必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）14氢原子由一个质子（原子核）和一个核外电子组成。电子质量me = 9.110-31kg，质子质量mp = 1.6710-27kg，电子和原子核所带电荷量都等于e = 1.610-19C。电子绕核旋转的轨道半径r = 5.310-11m。试求：（1）电子所受静电引力是万有引力的多少倍？（2）电子绕核旋转的周期和线速度
7、各是多少？15如图6所示控制电子枪产生的电子束到每秒只通过几个电子，所产生的单个闪烁现象可用光电管探测；然后在探测器位置放收集电子的金属瓶，经一定时间金属瓶将获得足以测量出的电荷，从而可确定每秒射入的电量，进而测得一个电子的电量。如果电子束每秒通过1103个电子，测得金属瓶积累的电量为810-12C，则这段实验时间有多长？图616静止在太空的飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子，形成向外发射的粒子流，从而对飞行器产生反冲力，使其获得加速度。已知飞行器的质量为M ，发射的是2价氧离子，发射功率为P，加速电压为U，每个氧离子的质量为m，单位电荷的电量为e，不计发射氧离子后飞行器质量的变化。求
8、：（1）射出的氧离子速度；（2）每秒钟射出的氧离子数；（3）射出离子后飞行器开始运动的加速度。参考答案一、选择题1、CD 2、BD 3、C（提示：电荷量分布均匀的圆环，可等效看成环上电荷量集中于圆心的点电荷，它对电子产生库仑力的作用） 4、D（提示：题中只给出一条电场线，不能确定M、N所处的电场分布情况，场强大小无判断，也不能判定电荷在M、N点受到的电场力大小，只能由电场线方向判断电势的高低（沿电场线方向电势降低）和电荷的电势能大小（q由N点移到M点电场力做正功，其电势能减少）5、AD提示：由于排斥作用距离不断变大，相互作用力减少，A正确；但每一个瞬间两电荷的相互作用力相等，因此加速度比不变，
9、B错误；两电荷组成的系统动量守恒，C错误；势能减少，系统总动能增加，D正确。 6、B 7、C 8、A解析：由标称值可知，该电解电容器用于直流25V及以下电压时才能正常工作；电容器的电容值由其内部构造所决定，在不被击穿的条件下，与其工作电压无关；电解电容器两引线有正、负极之分，使用时极性不能接错，也不能接交流电。正确答案为A。二、填空题9、密立根，电子电量，电子，不连续。10、mgh,mgL/qh（提示：把小球的运动正交分解，水平方向做匀减速运动，竖直方向做自由落体运动。小球在落地时的速度恰好竖直向下，说明水平方向恰好速度减为零，因此小球落地时速度由竖直方向运动决定，根据机械能守恒.在水平方向上
10、：。在竖直方向上：。，。）11、4.25E（提示：已知，其中v为飞出时的速度。，。设平行板长为L，则，在竖直方向上。初速度加倍后，竖直分速度，由，即。飞出时的速度为，则，。）12、-136.5 13、5000。 14、（1）2.271039倍。（2）T = 1.510-16s，v = 2.2106m/s解析：根据库仑定律和万有引力定律，静电引力和万有引力分别为，所以，F电F万。(2)根据上面的计算, F电F万，可见在核外电子绕氢原子核旋转时，万有引力完全可以忽略不计。根据库仑定律， 核外电子所受静电力为这个力就是核外电子绕氢原子核旋转的向心力， 即。所以，核外电子绕氢原子核旋转的周期为线速度为15、解析：据题意知：S 即：13.9h 16、解析：（1）据动能定理知：由2eU = mv2/2，得： （2）由P = 2NeU，得N = P/2eU（3）由动量定理知： 得