单元复习【过考点】 第十章 静电场的能量-2022-2023学年高二物理单元复习（人教版2019必修第三册）

单元复习-过练习 第十章  静电场的能量

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一、选择题：（共19题）

【静电力做功与电势能的关系】

1.如图所示，A点与B点间距离为2l，OCD是以B为圆心，以l为半径的半圆路径．A、B两处各放有一点电荷，电荷量分别为＋q和－q.下列说法正确的是(　　)

A．单位正电荷在O点所受的静电力与在D点所受的静电力大小相等、方向相反

B．单位正电荷从D点沿任意路径移到无限远，静电力做正功，电势能减小

C．单位正电荷从D点沿DCO移到O点，电势能增大

D．单位正电荷从O点沿OCD移到D点，电势能增大

【电势能与电势的关系】

2.(2020·浙江7月选考·8)空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则(　　)

A．e点的电势大于0

B．a点和b点的电场强度相同

C．b点的电势低于d点的电势

D．负电荷从a点移动到c点时电势能增加

【标量求和法比较电势的高低】

3.(多选)如图所示，四个带电荷量绝对值相等的点电荷分别固定在竖直平面内某一正方形的四个顶点上，A、B、C、D四个点分别为对应的四条边的中点，现有某一带正电的试探电荷在四个电荷产生的电场中运动，下列说法正确的是(　　)

A．D点的电势小于A点的电势

B．D点的电势小于C点的电势

C．试探电荷仅在静电力作用下从A点沿AC运动到C点，其加速度逐渐增大

D．直线BD所在的水平面为等势面

【匀强电场中电场强度和电势差的关系】

4.(2022·广东省高三模拟)如图，圆形区域内存在平行于圆面的匀强电场，mn和pq是圆的两条互相垂直的直径．将一带正电的粒子从另一直径ab的a点移到m点，其电势能增加量为ΔE(ΔE>0)，若将该粒子从m点移到b点，其电势能减少量也为ΔE，则电场强度的方向(　　)

A．平行直径ab指向a

B．平行直径ab指向b

C．垂直直径ab指向pm弧

D．垂直直径ab指向nq弧

【等分法确定电场线及电势高低】

5.如图所示，等边△ABC所在平面与匀强电场平行，其中电势φA＝φ，φB＝2φ，φC＝3φ(φ>0)，保持该电场的大小和方向不变，让等边三角形以A点为轴在纸面内顺时针转过30°，到△AB′C′位置，则此时的C′点电势为(　　)

A．φ  B．2φ  C.φ  D．(1＋)φ

【非匀强电场中电场强度和电势差】

6.如图为静电除尘器除尘原理的示意图，a、b是直流高压电源的两极，图示位置的P、M、N三点在同一直线上，且PM＝MN.尘埃在电场中通过某种机制带上负电，在静电力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列判断正确的是(　　)

A．a是直流高压电源的正极

B．电场中P点的场强小于M点的场强

C．电场中M点的电势低于N点的电势

D．电场中P、M间的电势差UPM等于M、N间的电势差UMN

【对等势面的理解】

7.(2021·浙江6月选考·6)某书中有如图所示的图，用来表示横截面是“<”形导体右侧的电场线和等势面，其中a、b是同一条实线上的两点，c是另一条实线上的一点，d是导体尖角右侧表面附近的一点．下列说法正确的是(　　)

A．实线表示电场线

B．离d点最近的导体表面电荷密度最大

C．“<”形导体右侧表面附近电场强度方向均相同

D．电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零

【电场线、等势线和运动轨迹】

8.如图所示，图中虚线为某静电场中的等差等势线，实线为某带电粒子在该静电场中的运动轨迹，a、b、c为粒子的运动轨迹和等势线的交点，粒子只受静电力作用，以下说法正确的是(　　)

A．a点的电场强度大于b点的电场强度

B．粒子在a点的动能比在b点的动能小

C．粒子在a点和c点的速度相同

D．粒子在b点的电势能比在c点的电势能大

【动态分析U不变问题】

9.(多选)如图所示，电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的，它与基板构成电容器，并与电阻、电池构成闭合回路．麦克风正常工作时，振动膜随声波左右振动．下列说法正确的是(　　)

A．振动膜向右运动时，电容器的板间电场强度不变

B．振动膜向右运动时，a点的电势比b点的电势高

C．振动膜向左运动时，电阻上有从a到b的电流

D．振动膜向左运动时，振动膜所带的电荷量减小

【动态分析Q不变问题】

10.(多选)如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可忽略，开关闭合，稳定时一带电的油滴静止于两极板间的P点，若断开开关K，将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是(　　)

A．静电计指针的张角变小

B．P点电势升高

C．带电油滴向上运动

D．带电油滴的电势能不变

【电容器的综合分析】

11.(多选)平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一个带正电小球悬挂在电容器内部，闭合开关S，电容器充电，稳定后悬线偏离竖直方向夹角为θ，如图所示．那么(　　)

A．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ增大

B．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ不变

C．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ增大

D．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ不变

【电容器充、放电现象的定性分析】

12.(2022·浙江丽水市模拟)如图所示，单刀双掷开关S原来跟2相接，从t＝0开始，开关改接1，得到流过电路中P点的电流随时间变化的I－t图像(图甲)，电容器两极板的电势差UAB随时间变化的图像(图乙)．t＝2 s时，把开关改接2，则I－t图像和UAB－t图像中画出之后2  s时间内图像的大致形状正确的是(　　)

【带电粒子在电场中的直线运动】

13.(2019·浙江4月选考·10)当今医学上对某些肿瘤采用质子疗法进行治疗，该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞，如图所示．现用一直线加速器来加速质子，使其从静止开始被加速到1.0×107 m/s.已知加速电场的场强为1.3×105 N/C，质子的质量为1.67×

10－27 kg，电荷量为1.6×10－19 C，则下列说法正确的是(　　)

A．加速过程中质子电势能增加

B．质子所受到的电场力约为2×10－15 N

C．质子加速需要的时间约为8×10－6 s

D．加速器加速的直线长度约为4 m

【带电体在静电力和重力作用下的直线运动】

14.如图所示，相距为d的平行板A和B之间有电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场．电场中C点与B板的距离为0.3d，D点与A板的距离为0.2d，有一个质量为m的带电微粒沿图中虚线所示的直线从C点运动至D点，若重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　)

A．该微粒在D点时的电势能比在C点时的大

B．该微粒做匀变速直线运动

C．在此过程中静电力对微粒做的功为0.5mgd

D．该微粒带正电，所带电荷量大小为q＝

【带电粒子在交变电场中的直线运动】

15.匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像如图所示，当t＝0时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子(带正电)，设带电粒子只受静电力的作用，则下列说法中正确的是(　　)

A．带电粒子将始终向同一个方向运动

B．2 s末带电粒子回到原出发点

C．3 s末带电粒子的速度不为零

D．0～3 s内，静电力做的总功为零

【带电粒子在匀强电场中的偏转】

16.如图所示，矩形区域ABCD内存在竖直向下的匀强电场，两个带正电的粒子a和b以相同的水平速度射入电场，粒子a由顶点A射入，从BC的中点P射出，粒子b由AB的中点O射入，从顶点C射出．若不计重力，则a和b的比荷(带电荷量与质量的比值)之比是(　　)

A．1∶2  B．2∶1  C．1∶8  D．8∶1

17.(2020·浙江7月选考·6)如图所示，一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速度v0从MN连线上的P点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中．已知MN与水平方向成45°角，粒子的重力可以忽略，则粒子到达MN连线上的某点时(　　)

A．所用时间为

B．速度大小为3v0

C．与P点的距离为

D．速度方向与竖直方向的夹角为30°

【带电粒子在交变电场中的偏转】

18.(多选)如图甲所示，真空中水平放置的两块长度均为2d的平行金属板P、Q的间距为d，在两板间加上如图乙所示的周期性变化的电压．在两板左侧紧靠P板处有一个粒子源A，自t＝0时刻开始连续释放初速度大小为v0、方向平行于金属板的相同带电粒子．t＝0时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场．已知电场变化的周期T＝，粒子的质量为m，不计粒子重力及粒子间的相互作用，则(　　)

A．在t＝0时刻进入的粒子离开电场时速度大小仍为v0

B．粒子的电荷量为

C．在t＝时刻进入的粒子离开电场时竖直方向的位移为

D．在t＝时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场

【带电粒子在组合场中的运动】

19.(多选)在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB＝2BC，如图所示．重力加速度为g.由此可见(　　)

A．带电小球所受静电力为3mg

B．小球带正电

C．小球从A到B与从B到C的运动时间相等

D．小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等

二、填空题（共1题）

【电容器充、放电现象的定量计算】

20.(2022·山东枣庄市模拟)电流传感器可以测量电流，它的反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化；将它与计算机相连还能用计算机显示出电流随时间变化的i－t图像，图甲所示的电路中：直流电源电动势为8 V，内阻可忽略；C为电容器，先将单刀双掷开关S与1相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成；然后把开关S与2相连，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的i－t图像如图乙所示，(下列结果均保留两位有效数字)

(1)根据i－t图像可估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量为________ C；

(2)通过实验数据，计算出电容器的电容为________ F；

(3)如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，充电时i－t曲线与横轴所围成的面积将________(填“增大”“不变”或“变小”)；充电时间将________(填“变长”“不变”或“变短”)．

三、计算题（共2题）。

21.如图所示，虚线左侧有一场强为E1＝E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L，电场强度为E2＝2E的匀强电场，在虚线PQ右侧相距为L处有一与电场E2平行的屏．现将一电子(电荷量e，质量为m)无初速度放入电场E1中的A点，最后打在右侧的屏上，AO连线与屏垂直，垂足为O，求：

(1)电子从释放到打到屏上所用的时间；

(2)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值；

(3)电子打到屏上的点B到O点的距离．

22.(2019·全国卷Ⅲ·24)空间存在一方向竖直向下的匀强电场，O、P是电场中的两点．从O点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为m的小球A、B.A不带电，B的电荷量为q(q>0)．A从O点发射时的速度大小为v0，到达P点所用时间为t；B从O点到达P点所用时间为.重力加速度为g，求：

(1)电场强度的大小；

(2)B运动到P点时的动能．