第2章 电场与示波器测评（Word版含解析）

第2章测评
(基础过关卷)
一、选择题(本题包含8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一个选项符合题目要求,第6~8题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选的得0分)
1.以下说法中正确的是(　　)
A.电场中某确定点电场强度的方向,就是置于该点的正试探电荷所受电场力的方向
B.由E=可知此场中某点的电场强度E与F成正比
C.由公式φ=可知电场中某点的电势φ与q成反比
D.由UAB=Ed可知,匀强电场中的任意两点A、B间的距离越大,两点间的电势差也一定越大
2.
电场线分布如图所示,电场中A、B两点的电场强度大小分别为EA和EB,电势分别为φA和φB,则(　　)
A.EA>EB,φA>φB
B.EA>EB,φA<φB
C.EAφB
D.EA3.一个点电荷,从静电场中A点移到B点,其电势能的变化为零,则(　　)
A.A、B两点的电场强度一定相等
B.该点电荷一定沿等势面移动
C.作用于该点电荷的电场力与其移动的方向总是垂直的
D.A、B两点的电势一定相等
4.A、B是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点,其速度—时间图像如图所示。则这一电场可能是(　　)
5.匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点,D为AB的中点,如图所示,已知电场线的方向平行于△ABC所在平面,A、B、C三点的电势分别为16 V、8 V和4 V,一电荷量为2×10-6 C的负电荷从C点移到D点,电场力所做的功为(　　)
A.1.6×10-5 J B.2×10-6 J
C.8×10-6 J D.-1.6×10-5 J
6.带电粒子射入一固定的带正电的点电荷Q的电场中,沿图中实线轨迹从A运动到B,A、B两点到点电荷Q的距离分别为rA、rB(rA>rB),B为运动轨迹上到Q的最近点,不计粒子的重力,则可知(　　)
A.运动粒子带负电
B.B点的电场强度大于A点的电场强度
C.A到B的过程中,电场力对粒子不做功
D.A到B的过程中,粒子动能和电势能之和保持不变
7.如图所示,C为中间插有电介质的电容器,a和b为其两极板;a板接地;P和Q为两竖直放置的平行金属板,在两板间用绝缘线悬挂一带电小球;P板与b板用导线相连,Q板接地。开始时悬线静止在竖直方向,在b板带电后,悬线偏转了角度α。在以下方法中,能使悬线的偏角α变大的是(　　)
A.缩小a、b间的距离
B.加大a、b间的距离
C.取出a、b两极板间的电介质
D.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质
8.图示为一匀强电场,某带电粒子从A点运动到B点。在这一运动过程中带电粒子克服重力做的功为2.0 J,电场力做的功为1.5 J。则下列说法正确的是(　　)
A.粒子带负电
B.粒子在A点的电势能比在B点少1.5 J
C.粒子在A点的动能比在B点多0.5 J
D.粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J
二、填空题(本题包含2小题,共16分)
9.(8分)密立根油滴实验的原理示意图如图所示,两块平行金属板水平放置,A板带正电,B板带负电。调节两板间的电场强度,使从喷雾器喷出的半径为r、密度为ρ的带电油滴恰好处于平衡状态,设此油滴所在处的电场强度为E,则油滴的电荷量为　　　　,此油滴得到了　　　　个电子(元电荷的电荷量为e)。
10.(8分)
如图,在竖直向下,电场强度为E的匀强电场中,长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动,两个小球A、B固定于杆的两端,A、B的质量分别为m1和m2(m1三、计算题(本题包含3小题,共36分。解题时要有必要的步骤和文字说明)
11.(10分)如图所示,A、B、C是匀强电场中的三点,已知φA=10 V,φB=4 V,φC=-2 V,∠A=30°,∠B=90°,AC=4 cm,试确定:
(1)该电场中的一根电场线;
(2)电场强度E的大小。
12.(12分)在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0 m和5.0 m。已知放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷电荷量大小的关系如图中直线A、B所示,放在A点的电荷带正电,放在B点的电荷带负电。求:
(1)B点的电场强度的大小和方向;
(2)试判断点电荷Q的电性,并确定点电荷Q的位置坐标。
13.(14分)如图所示,质量为m、电荷量为+q的小球从距地面一定高度的O点,以初速度v0沿着水平方向抛出,已知在小球运动的区域里,存在着一个与小球的初速度方向相反的匀强电场,如果测得小球落地时的速度方向恰好是竖直向下的,且已知小球飞行的水平距离为L。
(1)电场强度E为多大
(2)小球落地点A与抛出点O之间的电势差为多大
(3)小球落地时的动能为多大
参考答案：
一、选择题(本题包含8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一个选项符合题目要求,第6~8题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选的得0分)
1.以下说法中正确的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　
A.电场中某确定点电场强度的方向,就是置于该点的正试探电荷所受电场力的方向
B.由E=可知此场中某点的电场强度E与F成正比
C.由公式φ=可知电场中某点的电势φ与q成反比
D.由UAB=Ed可知,匀强电场中的任意两点A、B间的距离越大,两点间的电势差也一定越大
解析:正试探电荷所受电场力的方向,规定为该处的电场强度方向,选项A正确;电场强度E和电势φ由电场本身决定,与放入的电荷及其受力和具有的电势能均无关,选项B、C错误;由UAB=Ed知沿电场方向的距离d越大,电势差才越大,而A、B两点不一定是沿电场方向,选项D错误。
答案:A
2.
电场线分布如图所示,电场中A、B两点的电场强度大小分别为EA和EB,电势分别为φA和φB,则(　　)
A.EA>EB,φA>φB
B.EA>EB,φA<φB
C.EAφB
D.EA解析:电场线的疏密程度表示电场强度的大小,故EAφB,选项C正确。
答案:C
3.一个点电荷,从静电场中A点移到B点,其电势能的变化为零,则(　　)
A.A、B两点的电场强度一定相等
B.该点电荷一定沿等势面移动
C.作用于该点电荷的电场力与其移动的方向总是垂直的
D.A、B两点的电势一定相等
解析:电势能的变化为零,说明电场力做功为零,由W=qU知,A、B两点间的电势差UAB=0,则φA=φB,不能确定两点的电场强度是否相等,电荷的运动路径也无法确定,电荷受的电场力方向与电荷的移动方向也不一定垂直,选项A、B、C错误,选项D正确。
答案:D
4.A、B是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点,其速度—时间图像如图所示。则这一电场可能是(　　)
解析:由速度图像知,负电荷运动的速度逐渐减小,加速度增大,因此受到电场力方向与运动方向相反,且向电场强度增大的方向移动,选项A正确。
答案:A
5.匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点,D为AB的中点,如图所示,已知电场线的方向平行于△ABC所在平面,A、B、C三点的电势分别为16 V、8 V和4 V,一电荷量为2×10-6 C的负电荷从C点移到D点,电场力所做的功为(　　)
A.1.6×10-5 J B.2×10-6 J
C.8×10-6 J D.-1.6×10-5 J
解析:根据题意,D点的电势为12V,则C、D两点的电势差UCD=-8V,从C到D,W=qUCD=-2×10-6C×(-8V)=1.6×10-5J,选项A正确。
答案:A
6.带电粒子射入一固定的带正电的点电荷Q的电场中,沿图中实线轨迹从A运动到B,A、B两点到点电荷Q的距离分别为rA、rB(rA>rB),B为运动轨迹上到Q的最近点,不计粒子的重力,则可知(　　)
A.运动粒子带负电
B.B点的电场强度大于A点的电场强度
C.A到B的过程中,电场力对粒子不做功
D.A到B的过程中,粒子动能和电势能之和保持不变
解析:由带电粒子的运动轨迹可知带电粒子带正电;由点电荷所形成电场的电场强度公式E=k知,EB>EA;粒子从A到B的过程中,电场力对粒子做负功,动能减小,电势能增大,但总能量不变,选项B、D正确。
答案:BD
7.如图所示,C为中间插有电介质的电容器,a和b为其两极板;a板接地;P和Q为两竖直放置的平行金属板,在两板间用绝缘线悬挂一带电小球;P板与b板用导线相连,Q板接地。开始时悬线静止在竖直方向,在b板带电后,悬线偏转了角度α。在以下方法中,能使悬线的偏角α变大的是(　　)
A.缩小a、b间的距离
B.加大a、b间的距离
C.取出a、b两极板间的电介质
D.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质
解析:a板与Q板电势恒定为零,b板和P板电势总相同,故两个电容器的电压相等,且两板电荷量q视为不变。要使悬线的偏角增大,即电压U增大,即减小电容器的电容C。对电容器C,由公式C=,可以通过增大板间距d、减小介电常数ε、减小板的针对面积S来减小电容,故选项B、C正确。
答案:BC
8.图示为一匀强电场,某带电粒子从A点运动到B点。在这一运动过程中带电粒子克服重力做的功为2.0 J,电场力做的功为1.5 J。则下列说法正确的是(　　)
A.粒子带负电
B.粒子在A点的电势能比在B点少1.5 J
C.粒子在A点的动能比在B点多0.5 J
D.粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J
解析:因为电场力做正功,所以带电粒子带正电,选项A错误;根据功能关系得W电=-ΔEp,EpB答案:CD
二、填空题(本题包含2小题,共16分)
9.(8分)密立根油滴实验的原理示意图如图所示,两块平行金属板水平放置,A板带正电,B板带负电。调节两板间的电场强度,使从喷雾器喷出的半径为r、密度为ρ的带电油滴恰好处于平衡状态,设此油滴所在处的电场强度为E,则油滴的电荷量为　　　　,此油滴得到了　　　　个电子(元电荷的电荷量为e)。
解析:油滴处于平衡状态,有qE=mg,m=ρ·π·r3,解得q=,油滴得到的电子的个数n=。
答案:
10.(8分)
如图,在竖直向下,电场强度为E的匀强电场中,长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动,两个小球A、B固定于杆的两端,A、B的质量分别为m1和m2(m1解析:在此过程中,两球受的电场力均做正功,总功为W=;由功能关系得W+m2g-m1g=Ek,所以在竖直位置两球的总动能为Ek=W+(m2-m1)g。
答案:
三、计算题(本题包含3小题,共36分。解题时要有必要的步骤和文字说明)
11.(10分)如图所示,A、B、C是匀强电场中的三点,已知φA=10 V,φB=4 V,φC=-2 V,∠A=30°,∠B=90°,AC=4 cm,试确定:
(1)该电场中的一根电场线;
(2)电场强度E的大小。
解析:(1)如图所示,用D、F、G把AC四等分,因此φD=7V,φF=4V,φG=1V,连接BF直线便是电场中电势为4V的等势线,过该等势线上任一点M作垂线并指向电势降落方向,便得到一条电场线。
(2)如图,
B、C两点在电场强度方向上的距离dBC=CN=CFsin60°=cm=3cm,所以E==200V/m。
答案:(1)电场线如解析图中ME所示　(2)200 V/m
12.(12分)在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0 m和5.0 m。已知放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷电荷量大小的关系如图中直线A、B所示,放在A点的电荷带正电,放在B点的电荷带负电。求:
(1)B点的电场强度的大小和方向;
(2)试判断点电荷Q的电性,并确定点电荷Q的位置坐标。
解析:(1)由题图可得B点电场强度的大小
EB==2.5N/C
因B点的试探电荷带负电,而受力指向x轴的正方向,故B点电场强度的方向沿x轴的负方向。
(2)因A点的正电荷受力和B点的负电荷受力均指向x轴的正方向
故点电荷Q位于A、B两点之间,带负电
设点电荷Q的坐标为x,则
EA=k,EB=k
由题图可得EA=40N/C,解得x=2.6m。
答案:(1)2.5 N/C　方向沿x轴的负方向　 (2)负电
2.6 m
13.(14分)如图所示,质量为m、电荷量为+q的小球从距地面一定高度的O点,以初速度v0沿着水平方向抛出,已知在小球运动的区域里,存在着一个与小球的初速度方向相反的匀强电场,如果测得小球落地时的速度方向恰好是竖直向下的,且已知小球飞行的水平距离为L。
(1)电场强度E为多大
(2)小球落地点A与抛出点O之间的电势差为多大
(3)小球落地时的动能为多大
解析:(1)分析水平方向的分运动有
=2aL=,所以E=。
(2)A与O之间的电势差
UAO=E·L=。
(3)设小球落地时的动能为EkA,空中飞行的时间为t,分析水平方向和竖直方向的分运动有
v0=·t
vA=gt
EkA=
解得EkA=。
答案:(1)　 (2)　(3)