人教版高中物理精講精練-必修3第十章《靜電場(chǎng)中的能量》（原卷版）

第十章《靜電場(chǎng)中的能量》基礎(chǔ)鞏固與培優(yōu)達(dá)標(biāo)檢測(cè)卷

一、單選題

1．如圖所示為負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線的分布圖。A和B分別為該負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)

度E的大小和電勢(shì)φ高低說(shuō)法正確的是（）

A．a(chǎn)bB．a(chǎn)b

C．EaEbD．EaEb

2．關(guān)于靜電場(chǎng)的等勢(shì)面，下列說(shuō)法正確的是（）

A．同一等勢(shì)面上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定相等

B．電場(chǎng)線與等勢(shì)面一定處處相互垂直

C．兩個(gè)電勢(shì)不同的等勢(shì)面可能相交

D．把一負(fù)的點(diǎn)電荷從電勢(shì)較高處移至電勢(shì)較低處，電場(chǎng)力做正功

3．研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）

A．實(shí)驗(yàn)前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，不能使電容器帶電

B．實(shí)驗(yàn)中，只將電容器b板向左平移，靜電計(jì)指針的張角變大

C．實(shí)驗(yàn)中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計(jì)指針的張角變大

D．實(shí)驗(yàn)中，只增加極板帶電量，靜電計(jì)指針的張角變大，表明電容增大

4．如圖所示，邊長(zhǎng)為l0.2m的正六邊形abcdef處在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向平行于正六邊

、、

形所在平面，且a、c、d三點(diǎn)的電勢(shì)分別為a3Vc6Vd9V。則下列表述正確的是（）

e

A．ecB．E103V/mC．UefUbcD．將質(zhì)子由b點(diǎn)移到點(diǎn)電場(chǎng)力做功為

6eV

5．如圖，圓心為O的圓處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與圓平面平行，ab和cd均為該圓直徑。將電荷量為qq0

的粒子從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為2WW0；若將該粒子從c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為W。

下列說(shuō)法正確的是（）

A．該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向與ad平行

B．將該粒子從d點(diǎn)移動(dòng)b點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為0.5W

C．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)低于c點(diǎn)電勢(shì)

D．若只受電場(chǎng)力，從d點(diǎn)射入圓形電場(chǎng)區(qū)域的所有帶電粒子都做曲線運(yùn)動(dòng)

6．“示波器”是電工學(xué)中的重要儀器，如圖所示為示波器的原理圖，有一電子在電勢(shì)差為U1的電場(chǎng)中加速后，

垂直射入電勢(shì)差為U2的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，在滿足電子能射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的條件下，下列四種情況中，一定能使電子

的偏轉(zhuǎn)角變小的是（）

A．U1不變，U2變大B．U1變大，U2變小

C．U1變小，U2變大D．U1變大，U2變大

7．如圖甲所示，計(jì)算機(jī)鍵盤為電容式傳感器，每個(gè)鍵下面由相互平行間距為d的活動(dòng)金屬片和固定金屬片

組成，兩金屬片間有空氣間隙，兩金屬片組成一個(gè)平行板電容器，如圖乙所示。其內(nèi)部電路如圖丙所示，

S

已知平行板電容器的電容可用公式Cr計(jì)算，式中k為靜電力常量，為相對(duì)介電常數(shù)，S表示金屬

4kdr

片的正對(duì)面積，d表示兩金屬片間的距離，只有當(dāng)該鍵的電容改變量大于或等于原電容的50%時(shí)，傳感器才

有感應(yīng)，則下列說(shuō)法正確的是（）

A．按鍵的過(guò)程中，電容器的電容減小

B．按鍵的過(guò)程中，圖丙中電流方向從a流向b

d

C．欲使傳感器有感應(yīng)，按鍵需至少按下

2

d

D．欲使傳感器有感應(yīng)，按鍵需至少按

3

8．如圖，空間有一范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向與梯形區(qū)域ABCD平行，已知ABCD，

1q

ADDCCBAB2m，10V，30V，20V，一比荷為0.6C/kg的帶負(fù)電粒子由A

2ABCm

點(diǎn)沿AD方向以速率v0進(jìn)入該電場(chǎng)，恰好可以通過(guò)C點(diǎn)。不計(jì)粒子的重力，下列說(shuō)法正確的是（）

A．D點(diǎn)電勢(shì)為零

B．場(chǎng)強(qiáng)方向由D指向B

C．該粒子到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度大小為21m/s

D．該粒子到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度方向與BC邊垂直

9．如圖所示，a、b、c、d為勻強(qiáng)電場(chǎng)中4條沿水平方向的等勢(shì)面，一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的粒子在勻

強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，A、B為其運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩個(gè)點(diǎn)。已知該粒子在A點(diǎn)的速度大小為v1，在B點(diǎn)的速度大小為

v2，A、B連線長(zhǎng)為L(zhǎng)，連線與等勢(shì)面間的夾角為θ，不計(jì)粒子受到的重力，則（）

A．粒子所受的電場(chǎng)力方向豎直向下

B．勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向下

C．粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功

22

mv2v1

D．勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為

2qLcos

10．如圖所示，邊長(zhǎng)為1m的正方體ABCDEFGH所處空間中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)（圖中未畫出）。已知A、B、

F三點(diǎn)的電勢(shì)分別為20V、10V、0，則下列判斷正確的是（）

A．電場(chǎng)方向從F指向AB．A、E兩點(diǎn)電勢(shì)差和H、D兩點(diǎn)電勢(shì)差相等

C．場(chǎng)強(qiáng)大小為102V/m時(shí)，BCHE平面為等勢(shì)面D．場(chǎng)強(qiáng)大小可能為20V/m

二、多選題

11．靜電紡紗是利用高壓靜電場(chǎng)使纖維兩端帶異種電荷，在靜電力作用下使纖維伸直，其簡(jiǎn)化的工作原理

如圖，虛線為兩個(gè)對(duì)稱電極產(chǎn)生的電場(chǎng)線，a、b為電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，它們到各自附近電極間的距離相等，則

下列判斷正確的是（）

A．a(chǎn)點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的小

B．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)的低

C．同一電荷在a點(diǎn)所受電場(chǎng)力比b點(diǎn)的小

D．將一正電荷由a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電荷的電勢(shì)能增大

12．利用帶電粒子探測(cè)電場(chǎng)的分布情況是一種重要的技術(shù)手段。如圖所示，某圓形區(qū)域（圓心為O）內(nèi)存

在平行于紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng)（未畫出），圓上P點(diǎn)處有一粒子源，可向圓形區(qū)域內(nèi)發(fā)射初動(dòng)能相同的同種帶電

粒子，其中分別落在圓上A、B兩點(diǎn)的粒子動(dòng)能仍然相同，不計(jì)粒子重力、粒子間相互作用及帶電粒子對(duì)原

電場(chǎng)分布的影響，則（）

A．直線AB為電場(chǎng)中的一條等勢(shì)線

B．A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)大小關(guān)系為AB

C．P、O兩點(diǎn)間和P、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差關(guān)系為UPB2UPO

D．落在劣弧AB中點(diǎn)的粒子獲得的動(dòng)能最大

13．如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，已知場(chǎng)強(qiáng)大小等于100V/m，AB的間距為6cm，則以下說(shuō)法正確的是（）

A．A點(diǎn)電勢(shì)低于B點(diǎn)電勢(shì)，A、B、C三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同

B．A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為3V

C．現(xiàn)有一個(gè)電荷量為＋q的電荷，第一次該電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為W1；第二次該電荷從

A點(diǎn)移到C點(diǎn)，然后再移到B點(diǎn)，在這個(gè)過(guò)程中電場(chǎng)力做功為W2，則W2W1

D．若A點(diǎn)電勢(shì)為零，則B點(diǎn)電勢(shì)為3V

14．一勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向平行于xOy平面，平面內(nèi)A、B、C三點(diǎn)的位置如圖所示，三點(diǎn)的電勢(shì)分別為9V、13.5V、

5.5V。下列說(shuō)法正確的是（）

A．電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為2.5V/cm

B．坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢(shì)為2V

C．電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)的高4.5eV

D．電子從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，靜電力做功為-1.0×10-18J

15．如圖，在x軸上關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱的兩點(diǎn)A、B分別固定放置點(diǎn)電荷Q1和Q2，x軸上的P點(diǎn)位于B點(diǎn)

的右側(cè)，且P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零。設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則下列判斷正確的是（）

A．P點(diǎn)電勢(shì)為零

B．A、O兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于O、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差

C．與P點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的M點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定不為零

D．若將一試探電荷q沿直線從P點(diǎn)移至O點(diǎn)，電勢(shì)能先減小后增大

16．有一勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向平行于xOy平面，平面內(nèi)a、b、c、d四點(diǎn)的位置如圖所示cd和cb分別垂直于x

軸和y軸，其中a、b、c三點(diǎn)電勢(shì)分別為4V、8V、10V，將一電荷量為q2105C的負(fù)點(diǎn)電荷由a點(diǎn)開(kāi)始

沿abcd路線運(yùn)動(dòng)，則下列判斷正確的是（）

A．坐標(biāo)原點(diǎn)O的電勢(shì)為6V

B．電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為2V/m

C．該點(diǎn)電荷在c點(diǎn)的電勢(shì)能為2104J

D．該點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到d點(diǎn)過(guò)程中，靜電力做功為8105J

三、解答題

17．如圖所示，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)1m的細(xì)絕緣線，上端固定于O點(diǎn)，下端系一個(gè)質(zhì)量m2103kg的帶電小球，

將整個(gè)裝置放入電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E3103N/C，方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，當(dāng)細(xì)線偏離豎直方向?yàn)?/p>

37時(shí)，小球處于平衡狀態(tài)．（已知：重力加速度為g10m/s2,sin370.6,cos370.8）

試求：

（1）小球帶何種電荷，帶電量為多少；

（2）若剪斷細(xì)線，小球運(yùn)動(dòng)的加速度大小；

（3）若將小球拉至最低點(diǎn)C無(wú)初速度釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)繩中拉力大小。

18．如圖所示，負(fù)電荷q在恒力F作用下在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)，某段時(shí)間內(nèi)由A運(yùn)動(dòng)到B，已知：AB

47

距離為l0.5m，恒力F1.510N，F(xiàn)與AB的夾角為37，電荷量為q510C，A點(diǎn)的電勢(shì)A150V，

不計(jì)電荷的重力，sin370.6。求：

（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；

（2）B點(diǎn)的電勢(shì)B；

（3）q由A到B的過(guò)程中電場(chǎng)力做的功WAB。

19．如圖，圓弧軌道AB的圓心為O，半徑R2.5m，圓弧軌道AB的B點(diǎn)與水平地面BE相切，B點(diǎn)在O點(diǎn)

的正下方，OA與OB夾角是53°，在B點(diǎn)的右側(cè)有一豎直虛線CD，B點(diǎn)至豎直虛線CD的距離L12.5m，

豎直虛線CD的左側(cè)有場(chǎng)強(qiáng)大小為E1、水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，豎直虛線CD的右側(cè)有場(chǎng)強(qiáng)大小為E2、豎直向

上的勻強(qiáng)電場(chǎng)。豎直虛線CD的右側(cè)有一豎直墻壁EF，墻壁EF到豎直虛線CD的距離L25m，墻壁EF底

2

端E點(diǎn)與水平地面BE相連接，墻壁EF的高度也為L(zhǎng)25m。將一電荷量q410C、質(zhì)量m1kg的絕

緣小球放在A點(diǎn)，恰好能靜止?，F(xiàn)給小球一個(gè)初速度v0，小球到達(dá)豎直虛線CD時(shí)速度大小vCD5m/s，并

剛好從F點(diǎn)飛離墻壁。已知小球可視為質(zhì)點(diǎn)，圓弧軌道AB和水平地面BE均光滑，重力加速度g取10m/s2，

AOB53，sin530.8，cos530.6。求：

（1）電場(chǎng)強(qiáng)度大小E1；

（2）初速度大小v0；

（3）電場(chǎng)強(qiáng)度大小E2。

．如圖所示，一負(fù)粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，獲得水平速度。沿水平放置的一對(duì)平行金屬板

20v0

間中心線射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)（可看成勻強(qiáng)電場(chǎng)）中。已知負(fù)粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，偏轉(zhuǎn)金屬極板長(zhǎng)為

L，所加電壓為U，P是下板中心的小孔。（不計(jì)粒子的重力）

（1）求加速電場(chǎng)兩端的電壓Ux；

（2）若粒子恰能從P孔飛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，求粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t和兩偏轉(zhuǎn)極板間距d；

（3）若偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩極板間距離為d，要使負(fù)粒子能飛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，水平板板間所加偏轉(zhuǎn)電壓U偏應(yīng)滿足的

條件。

21．如圖，ABCD為固定在豎直平面內(nèi)的軌道，AB段光滑水平，BC段為光滑圓弧，對(duì)應(yīng)的圓心角37，

半徑r2.5m，CD段平直傾斜且粗糙，各段軌道均平滑連接，傾斜軌道所在區(qū)域有場(chǎng)強(qiáng)大小為E2105N/C、

方向垂直于斜軌向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)。質(zhì)量m5102kg、電荷量q1106C的小物體（視為質(zhì)點(diǎn)）被彈簧槍

發(fā)射后，沿水平軌道向左滑行，在C點(diǎn)以速度v03m/s沖上斜軌。以小物體通過(guò)C點(diǎn)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，0.1s