1、阶段验收评价(二) 静电场中的能量(本试卷满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是()A由E知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比B由C知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比C由Ek知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关D由UAB知，带电荷量为1 C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1 J，则A、B两点间的电势差为1 V解析：选D电场强度E与F、q无关，由电场本身决定，A错误；电容C与Q、U无关，由电容
2、器本身决定，B错误；Ek是决定式，C错误；由UAB可知，D正确。2.如图1所示是两个等量异种点电荷的电场线分布，A、B是电场中的两点，则()A左侧源电荷带负电BA点电势比B点电势高 CA、B两点电场强度相等 图1D正电荷在A点电势能大于在B点电势能解析：选A根据点电荷的电场线分布特点可知，左侧为负电荷，右侧为正电荷，选项A正确；根据电场线的性质，B点电势高、电场强度大，正电荷在B点的电势能大，选项B、C、D错误。3.如图2所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是该点电荷标有电场方向的一条电场线，一带电粒子只在静电力作用下从A沿着虚线运动到B。设该粒子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB，电
3、势能分别为EpA、EpB。下列说法正确的是() 图2A粒子一定带负电B点电荷 Q靠近M端CA、B两点的电场强度关系是EAEBD该粒子在A、B两点的电势能EpAEpB解析：选D点电荷Q电性不清楚，点电荷可能带正电荷靠近N端，也可能带负电荷靠近M端，点电荷的电场不是匀强电场，故选项B、C错误；根据电场线性质AB及运动轨迹的弯曲方向可知，电场力应该指向曲线弯曲内侧，即带电粒子一定是正电荷，所以该粒子在A、B两点的电势能EpAEpB，选项A错误，D正确。4.某点电荷和金属圆环间的电场线分布如图3所示。下列说法正确的是()Aa点的电势高于b点的电势B若将一正试探电荷由a点移到b点，电场力做负功Cc点的电
4、场强度与d点的电场强度大小无法判断D若将一正试探电荷从d点由静止释放，电荷将沿着电场线由d到c解析：选B由沿电场线的方向电势降低和电场线与等势面垂直的特点，可知a点的电势低于b点的电势，故A错误；由电势能的公式：Epq，可得出正试探电荷在a点的电势能低于在b点的电势能，由电场力做功与电势能变化的关系，可知将一正试探电荷由a点移到b点，电场力做负功，故B正确；因为电场线的疏密表示电场的强弱，故c点的电场强度小于d点的电场强度，故C错误；正试探电荷在d点时所受的电场力沿该处电场线的切线方向，使该电荷离开该电场线，所以该电荷不可能沿着电场线由d到c，故D错误。5.如图4所示，虚线AB和CD分别为椭圆
5、的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是()AA、B两处电势、场强均相同 图4BC、D两处电势、场强均相同C带正电的试探电荷在O处的电势能小于在B处的电势能D带正电的试探电荷在C处给予某一初速度，电荷可能做匀速圆周运动解析：选B根据顺着电场线方向电势降低，结合等量异种电荷电场线、等势面分布对称性特点可知，A、B场强相同，A点电势较高，故A错误；如图所示，根据等量异种电荷电场线、等势面分布对称性，C、D两处电势、场强均相同，故B正确；根据沿电场线方向电势降低，所以O点电势高于B点电势，则正电荷在O处电势能大于在B处电势能，故C错误；根据电场线
6、疏密表示场强的大小可知各处电场强度不同，带正电的试探电荷在C处给予某一初速度，电荷不可能做匀速圆周运动，故D错误。6.如图5所示，静电喷涂时，被喷工件接正极，喷枪口接负极，它们之间形成高压电场，涂料微粒从喷枪口喷出后，只在静电力作用下向工件运动，最后吸附在工件表面，图中虚线为涂料微粒的运动轨迹。下列说法正确的是() 图5A涂料微粒一定带正电B图中虚线可视为高压电场的部分电场线C微粒做加速度先减小后增大的曲线运动D喷射出的微粒动能不断转化为电势能解析：选C因工件接电源的正极，可知涂料微粒一定带负电，选项A错误；虚线为涂料微粒的运动轨迹，不能视为高压电场的部分电场线，选项B错误；从喷枪口到工件的电
7、场强度先减弱后增强，可知微粒加速度先减小后增大，因电场线是曲线，故微粒做曲线运动，选项C正确；因电场力对微粒做正功，故微粒的电势能不断转化为动能，选项D错误。7.如图6所示，平行板电容器与直流电源(内阻不计)连接，下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则()A带电油滴将沿竖直方向向上运动 图6BP点的电势将降低C带电油滴的电势能减小D电容器的电容减小，极板带电荷量增大解析：选B保持电源与电容器相连，则两板间电压U不变，而板间距离d增大，则E将减小，原来qEmg，则上极板稍上移后，qE0所以物块将沿x轴负方向加速，跨过O点之后
8、在摩擦力作用下减速，最终停止在O点左侧某处，设该点距O点距离为x2，对全程由动能定理有：mg(2x1x2)0mv解得：x20.2 m。答案：O点左侧0.2 m16(14分)水平放置的两块平行金属板长L5.0 cm，两板间距d1.0 cm，两板间电压为90 V且上板为正。一电子沿水平方向以速度v02.0107 m/s从两板中间射入，如图16所示，求：(电子电荷量e1.61019 C，电子质量me9.11031 kg，计算结果保留两位有效数字)图16(1)电子偏离金属板时的侧位移；(2)电子飞出电场时的速度大小；(3)电子离开电场后，打在屏上的P点，若s10 cm，求OP的长。解析：(1)电子在电
9、场中的加速度a，运动时间t，侧位移即竖直方向位移：y0at2，代入数据解得y04.9103 m。(2)电子飞出电场时，水平分速度vxv0，竖直分速度vyat，飞出电场时的速度为v，代入数据可得：v2.0107 m/s。(3)设v与v0的夹角为，则tan 电子飞出电场后做匀速直线运动：OPy0y0stan 代入数据解得OP2.5102 m。答案：(1)4.9103 m(2)2.0107 m/s(3)2.5102 m17(15分)如图17所示，水平放置的平行板电容器的两极板M、N接上直流电源。上极板M的中央有一小孔A，在A的正上方h20 cm处的B点，有一小油滴自由落下。已知小油滴带电荷量Q3.51014 C，质量m3.0109 kg。当小油滴即将落到下极板时，速度恰为零。(不计空气阻力，g10 m/s2，L15 cm)求： 图17(1)两极板间的电势差U；(2)两极板间的电场强度E；(3)设平行板电容器的电容C4.01012 F，则该电容器带电荷量Q是多少？解析：(1)由动能定理WEk得mg(hL)|Q|U，U代入数据U V3.0105 V。(2)两极板间的电场强度E V/m2.0106 V/m方向竖直向下。(3)该电容器带电荷量QCU4.010123.0105 C1.2106 C。答案：(1)3.0105 V(2)2.0106 V/m方向竖直向下(3)1.2106 C