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2021届一轮复习静电场单元测试章末过关检测
(六)静电场(限时:45分钟)一\单项选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)(2021・徐州质检)如图所示,在M、N处固定着两个等量异种点电荷在它们的连线上)有A、B两点,已知MA=AB=BN下列说法中正确的是(B.A、B两点电势相等C.将一正电荷从A点移到B点、电场力做负功D.负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能(2021・潍坊统考)直线ab是电场中的一条电场线,从a点无初速度释放一电子,电子仅在电场力作用下,沿直线从a点运动到b点,其电势能Ep随位移x变化的规律如图乙所)示设a、b两点的电场强度分别为Ea和Eb电势分别为4)a和$bo则(A.Ea=EbB.EaEbC.QaVQbD.QaQb
3.示波器是一种多功能电学仪器,它是由加速电场和偏转电场组成如图所示,电子t=4t0=
0.0128s答案164cm
220.0128s在电压为U1的电场中由静止开始加速,然后射入电压为U2的平行金属板间的电场中,入射方向与极板平行,在满足电子能射出平行电场区域的条件下,下述情况一定能使电子偏转角)度e变大的是(A.U1变大,U2变大B.U1变小,U2变大C.U1变大,U2变小D.U1变小,U2变小一个初动能为Ek的带电粒子,以速度v沿垂直电场强度方向飞入两块平行金属板间(带等量异号电荷且正对放置),飞出时粒子动能为2Ek如果这个带电粒子的初速度增加到原来的2倍,仍从原位置沿原方向射入,不计重力,那么该粒子飞出两平行金属板间时的动能为()j精选A.4EkB.
4.25EkC.6EkD.
9.5Ek(2021•沈阳检测)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如图所示由此可见()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(2021•中山质检)如图所示,光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P将另一个带电小物块Q在斜面的某位置由静止释放,它将沿斜面向上运动设斜面足够长,则)在Q向上运动的过程中(A.物块Q的动能一直增大B.物块Q的电势能一直增大C.物块P、Q的重力势能和电势能之和一直增大D.物块Q的机械能一直增大
二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分)(2021•扬州期末)两个不规则的带电导体间的电场线分布如图所示,已知导体附近的电场线均与导体表面垂直,a、b、cd为电场中几个点,并且a、d为紧靠导体表面的两点,)以无穷远为零电势点,则(电势大小关系有0b4)dC.将一负电荷放在d点时其电势能为负值D.将一^正电荷由a点移到d点的过程中电场力做正功8如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接下极板接地,静电计所带电荷量很少,可被忽略一带负电油滴被固定于电容器中的P点现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离,则0j精选A.平行板电容器的电容将变小.静电计指针张角变小C.带电油滴的电势能将减少D.若先将上极板与电源正极的导线断开,再将下极板向下移动一小段距离,则带电油滴所受电场力不变如图所示,在平面直角坐标系中有一底角是60°的等腰梯形,坐标系中有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中000点电势为6VA13点电势为VB33点电势为零,则由此可判定0C点电势为3VC点电势为零C.该匀强电场的电场强度大小为100V/mD.该匀强电场的电场强度大小为1003V/m如图所示,用长L=
0.50m的绝缘轻质细线,把一个质量m=
1.0g带电小球悬挂在均匀带等量异种电荷的平行金属板之间,平行金属板间的距离d=
5.0cm两板间电压U=
1.0X103Vo静止时,绝缘细线偏离竖直方向0角,小球偏离竖直线的距离a=
1.0cm0取g=10m/s2o则下列说法中正确的是A.两板间电场强度的大小为
2.0X104V/mC.若细线突然被剪断,小球在板间将做类平抛运动D.若细线突然被剪断,小球在板间将做匀加速直线运动
三、计算题(本题共2小题,共40分)(18分)(2021•南充一诊)如图所示,长为I的轻质细线固定在0点细线的下端系住质量为m、电荷量为+q的小球,小球的最低点距离水平面的高度为h在小球最低点与水平面之间高为h的空间内分布着场强为E的水平向右的匀强电场固定点0的正下方I2处有一小障碍物P现将小球从细线处于水平状态由静止释放j精选j精选
(1)细线在刚要接触障碍物P时,小球的速度是多大?
(2)细线在刚要接触障碍物P和细线刚接触到障碍物P时,细线的拉力发生多大变化?
(3)若细线在刚要接触障碍物P时断开,小球运动到水平面时的动能为多大?(22分)一平行板电容器长I=10cm宽a=8cm板间距d=4cm在板左侧有一足够长的“狭缝”离子源,沿着两板中心平面,连续不断地向整个电容器射入离子,它们的比荷均为2X1010C/kg速度均为4X106m/s距板右端I2处有一屏,如图甲所示,如果在平行板电容器的两极板间接上如图乙所示的交流电,由于离子在电容器中运动所用的时间远小于交流电的周期故离子通过电场的时间内电场可视为匀强电场试求1离子打在屏上的区域面积;2在一个周期内,离子打到屏上的时间.解析选A根据等量异种点电荷形成的电场特点,A、B两点场强相同,电势不相等,选项A正确、B错误;将一正电荷从A点移到B点电场力做正功,选项C错误;负电荷在A点的电势能小于在B点的电势能,选项D错误.解析选C电子在电场中发生一段位移Ax电场力做功eE△x由功能关系知AEp=—eqAx即AEpAx=—eEEp-x图线斜率的绝对值表示电场力,由图线知,斜率减小,故场强在减小,所以,EaEb故A、B错误;电子从静止开始由a向b运动,故受电场力方j精选向一定由a指向b又因电子带负电,所以场强方向一定从b指向a沿电场线方向电势降低,所以0a0为正功,故D正确;由于无穷远处为零电势点,故d点电势为负,负电荷放在d点时其电势能Epd=—qX4d0为正值,故C错误.解析选ACD将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离时,两极板的正对面积S不变,间距d变大,根据关系式C=erS4nkd8sd可知,电容C减小,选项A正确;因为静电计指针的变化表征了电容器两极板电势差的变化,题中电容器两极板间的电势差U不变,所以静电计指针张角不变,选项B错误;U不变,极板间距d变大时,板间场强E=Ud减小,带电油滴所处位置的电势4P=EdP增大,其中dP为油滴到下极板的距离,又因为油滴带负电,所以其电势能将减少,选项C正确;若先将上极板与电源正极的导线断开,再将下极板向下移动一小段距离,则电容器带电荷量Q不变,极板间距d变大,根据Q=CUE=Ud和C=£rS4nkd可知EocQS可见,极板间场强E不变,所以带电油滴所受电场力不变,选项D正确.解析选BD由题意知C点坐标为40在匀强电场中,任意两条平行线段,两点间电势差与其长度成正比,故UABAB=U0C0C代入数值得QC=0A错误,B正确;作BD〃A0如图所示,则QD=3V即AD是一条等势线,电场强度方向沿0G0G±AD由几何关系得0G=3cm由E=Ud得E=1003V/mC错误,D正确.解析选ABD设两金属板间的电场强度为E根据匀强电场的场强和电势差的关j精选系得E=Ud=
1.0X
1035.0X10-2V/m=
2.0X104V/mA项正确;小球静止时受力平衡,由平衡条件得qE=mgtan0解得q=mgtan9E因为9角很小,所以tan0sin0=aL=150解得q=
1.0X10-8CB项正确;细线剪断时,由于小球受到重力和电场力的合力为恒力,且小球初速度为零,故小球做初速度为零的匀加速直线运动,C项错误,D项正确
11.解析1由机械能守恒定律得mgl=12mv2解得v=2gl2细线在刚要接触障碍物P时,设细线的拉力为FT1由牛顿第二定律得FT1—mg=mv2I细线在刚接触到障碍物P时,设细线的拉力为FT2由牛顿第二定律得FT2—mg=mv2I2可解得FT2-FT1=2mg3细线断开后小球在竖直方向做自由落体运动,运动时间t=2hg小球在水平方向做匀加速运动,运动的距离x=vt+12qEmt2小球运动到水平面的过程由动能定理得mgh+qEx=Ek—12mv2可解得Ek=mgh+mgl+q2E2hmg+2qEhl答案12gl⑵增大2mg3mgh+mgl+q2E2hmg+2qEhl
12.解析1设离子恰好从极板边缘射出时极板两端的电压为U0水平方向I=v0t
①竖直方向d2=12at2
②又a=qllOmd
③j精选由
①②③得U0=md2v20ql2=128V即当U2128V时离子打到极板上,当U128V时离子打到屏上,利用推论打到屏上的离子好像是从极板中心沿直线射到屏上,由此可得I2+I2I2=yd2解得y=d又由对称性知,打到屏上的总长度为2d则离子打到屏上的区域面积为s=2da=64cm2⑵在前14T离子打到屏上的时间t0=128200X
0.005s=
0.0032s又由对称性知,在一个周期内,打到屏上的。