2020春（新教材）人教物理必修第三册第10章 静电场中的能量期末练习含答案

2020春（新教材）人教物理必修第三册第10章
静电场中的能量期末练习含答案
（新教材）必修第三册第10章
静电场中的能量
1、下列说法正确的是(　　)
A．电荷放在电势高的地方，电势能就大
B．正电荷在电场中某点的电势能一定大于负电荷在该点具有的电势能
C．电场强度为0的点，电势一定为0
D．无论移动正电荷还是负电荷，若克服电场力做功它的电势能都增大
2、在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则(　　)
A．b点的电场强度一定比a点大
B．电场线方向一定从b指向a
C．b点的电势一定比a点高
D．该电荷的动能一定减小
3、关于静电场的等势面，下列说法正确的是(　　)
A．两个电势不同的等势面可能相交
B．电场线与等势面处处相互垂直
C．同一等势面上各点电场强度一定相等
D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功
4、下列关于匀强电场中电场强度和电势差关系的说法，正确的是(　　)
A．在相同距离上，电势差大的其电场强度也必定大
B．任意两点的电势差，等于电场强度与这两点间距离的乘积
C．沿着电场线方向，相同距离上的电势降落必定相等
D．电势降低的方向，必定是电场强度的方向
5、下列关于电容器的叙述正确的是(　　)
A．电容器是储存电荷的容器，只有带电的容器才是电容器
B．任何两个彼此绝缘且相距很近的物体，就组成了电容器
C．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和
D．电容器充电过程是将其他形式的能转变成电容器的电能并储存起来，电容器的放电过程是将电容器储存的电能转化为其他形式的能
6、电子以初速度v0沿垂直电场强度方向射入两平行金属板中间的匀强电场中，现增大两板间的电压，但仍能使电子穿过该电场。则电子穿越平行板间的电场所需时间(　　)
A．随电压的增大而减小
B．随电压的增大而增大
C．与电压的增大无关
D．不能判定是否与电压增大有关
7、下列关于电场强度和电势的说法中，正确的是(　　)
A．电场强度为0的地方，电势一定为0
B．电势为0的地方，电场强度一定为0
C．电场强度较大的地方，电势一定较高
D．沿着电场强度的方向，电势逐渐降低
8、下列四个图中，a、b两点电势相等、电场强度矢量也相等的是(　　)
9、在下列静电学公式中，F、q、E、U和d分别表示静电力、电荷量、电场强度、电势差及距离，①F＝k，②E＝k，③E＝，④U＝Ed，有关四个公式的下列说法中正确的是(　　)
A．它们都只对点电荷或点电荷的电场成立
B．①②③只对点电荷或点电荷的电场成立，④对任何电场都成立
C．①②只对点电荷成立，③对任何电场都成立，④只对匀强电场成立
D．①②只对点电荷成立，③④对任何电场都成立
10、根据电容器的电容的定义式C＝，可知(　　)
A．电容器带的电荷量Q越多，它的电容C就越大
B．电容器两极板之间的电势差U越大，它的电容C就越小
C．电容器的电容大小与电容器的带电情况无关
D．电容器不带电时，其电容为零
11、一个只受电场力的带电微粒进入匀强电场，则该微粒的(　　)
A．运动速度必然增大
B．动能一定减小
C．运动加速度肯定不为零
D．一定做匀加速直线运动
12、在如图所示的匀强电场中，有A、B两点，且A、B两点间的距离为x＝0.2
m，已知AB连线与电场线夹角为θ＝60°，今把一电荷量q＝－2×10－8
C的检验电荷放入该匀强电场中，其受到的静电力的大小为F＝4×10－4
N，方向水平向左。求：
(1)电场强度E的大小和方向；
(2)若把该检验电荷从A点移到B点，电势能变化了多少；
(3)若A点为电势零点，电荷量q′＝－2×10－8
C的检验电荷在B点的电势能为多少。
13、如图，将电荷量为q＝3.0×10－9
C的点电荷从匀强电场中的B点移动到A点，电场力做的功为－6×10－7
J，AB＝2
cm，求：
(1)A、B两点的电势差UAB；
(2)匀强电场的电场强度E。
2020春（新教材）人教物理必修第三册第10章
静电场中的能量期末练习含答案
（新教材）必修第三册第10章
静电场中的能量
1、下列说法正确的是(　　)
A．电荷放在电势高的地方，电势能就大
B．正电荷在电场中某点的电势能一定大于负电荷在该点具有的电势能
C．电场强度为0的点，电势一定为0
D．无论移动正电荷还是负电荷，若克服电场力做功它的电势能都增大
解析：选D　正电荷放在电势高的地方，电势能就大，而负电荷放在电势高的地方，电势能就小，故A错误。电荷的电势能与电荷的电性和电势的正负有关，正电荷在电场中电势为负值的某点的电势能，小于负电荷在该点具有的电势能，故B错误。电场强度与电势无关，电场强度为0的点，电势不一定为0，故C错误。只要电荷克服电场力做功，根据功能关系可知，它的电势能都增大，故D正确。
2、在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则(　　)
A．b点的电场强度一定比a点大
B．电场线方向一定从b指向a
C．b点的电势一定比a点高
D．该电荷的动能一定减小
解析：选C　电场力做负功，该电荷电势能增加。正电荷在电势高处电势能较大，C正确。电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用，总功不一定为负，由动能定理可知，动能不一定减小，D错误。电势高低与场强大小无必然联系，A错误。b点电势高于a点，但a、b可能不在同一条电场线上，B错误。
3、关于静电场的等势面，下列说法正确的是(　　)
A．两个电势不同的等势面可能相交
B．电场线与等势面处处相互垂直
C．同一等势面上各点电场强度一定相等
D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功
解析：选B　在静电场中，两个电势不同的等势面不会相交，选项A错误；电场线与等势面一定相互垂直，选项B正确；同一等势面上的电场强度可能相等，也可能不相等，选项C错误；电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，向电势较低的等势面移动负试探电荷时，电场力做负功，选项D错误。
4、下列关于匀强电场中电场强度和电势差关系的说法，正确的是(　　)
A．在相同距离上，电势差大的其电场强度也必定大
B．任意两点的电势差，等于电场强度与这两点间距离的乘积
C．沿着电场线方向，相同距离上的电势降落必定相等
D．电势降低的方向，必定是电场强度的方向
解析：选C　由匀强电场的特点知A、B错误，C正确；电势降低最快的方向才是电场强度的方向，D错误。
5、下列关于电容器的叙述正确的是(　　)
A．电容器是储存电荷的容器，只有带电的容器才是电容器
B．任何两个彼此绝缘且相距很近的物体，就组成了电容器
C．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和
D．电容器充电过程是将其他形式的能转变成电容器的电能并储存起来，电容器的放电过程是将电容器储存的电能转化为其他形式的能
解析：选D　电容器是储存电荷的容器，它里面有无电荷不影响其储存电荷的能力，A错误；任何两个彼此绝缘而又相距很近的导体组成一个电容器，B错误；电容器所带的电荷量指任一极板电荷量的绝对值，C错误；电容器的充、放电伴随能量转化，D正确。
6、电子以初速度v0沿垂直电场强度方向射入两平行金属板中间的匀强电场中，现增大两板间的电压，但仍能使电子穿过该电场。则电子穿越平行板间的电场所需时间(　　)
A．随电压的增大而减小
B．随电压的增大而增大
C．与电压的增大无关
D．不能判定是否与电压增大有关
解析：选C　设板长为l，则电子穿越电场的时间t＝，与两极板间电压无关，C正确。
7、下列关于电场强度和电势的说法中，正确的是(　　)
A．电场强度为0的地方，电势一定为0
B．电势为0的地方，电场强度一定为0
C．电场强度较大的地方，电势一定较高
D．沿着电场强度的方向，电势逐渐降低
解析：选D　电势是否为0与零电势点的选取有关，而与电场强度无关，故A、B错误；负点电荷周围电场强度很大，但电势很低，故C错误；顺着电场强度方向电势逐渐降低，故D正确。
8、下列四个图中，a、b两点电势相等、电场强度矢量也相等的是(　　)
解析：选D　匀强电场的等势面是一系列的平行平面，A图中a、b两点不在同一等势面上，所以，这两点的电势是不相等的，但这两点的电场强度相等；B图中a、b两点在同一个等势面上，电势相等，但这两点的电场强度大小相等、方向不同；C图中a、b两点对称于两电荷的连线，所以电势相等，但在中垂线上电场强度的方向是平行于中垂线的，而且都指向外侧，故两点的电场强度的方向不同；D图中，a、b两点的电势相等，电场强度的方向是平行于两电荷连线的，而且大小相同，故本题选D。
9、在下列静电学公式中，F、q、E、U和d分别表示静电力、电荷量、电场强度、电势差及距离，①F＝k，②E＝k，③E＝，④U＝Ed，有关四个公式的下列说法中正确的是(　　)
A．它们都只对点电荷或点电荷的电场成立
B．①②③只对点电荷或点电荷的电场成立，④对任何电场都成立
C．①②只对点电荷成立，③对任何电场都成立，④只对匀强电场成立
D．①②只对点电荷成立，③④对任何电场都成立
解析：选C　E＝是电场强度定义式，适用于任何电场；F＝k适用于真空中的点电荷；E＝k是点电荷电场强度决定式，只适用于点电荷；U＝Ed适用于匀强电场，故选项C正确，A、B、D错误。
10、根据电容器的电容的定义式C＝，可知(　　)
A．电容器带的电荷量Q越多，它的电容C就越大
B．电容器两极板之间的电势差U越大，它的电容C就越小
C．电容器的电容大小与电容器的带电情况无关
D．电容器不带电时，其电容为零
解析：选C　电容是反映电容器容纳电荷本领大小的物理量，由电容器本身决定，C与Q、U无关，故A、B错误，C正确；电容器不带电时，其电容不为零，故D错误。
11、一个只受电场力的带电微粒进入匀强电场，则该微粒的(　　)
A．运动速度必然增大
B．动能一定减小
C．运动加速度肯定不为零
D．一定做匀加速直线运动
解析：选C　带电微粒在电场中只受电场力作用，加速度不为零且恒定，C正确。微粒可能做匀变速直线运动或匀变速曲线运动，D错误。微粒做匀加速直线运动时，速度增大，动能变大；做匀减速直线运动时，速度、动能均减小，A、B均错误。
12、在如图所示的匀强电场中，有A、B两点，且A、B两点间的距离为x＝0.2
m，已知AB连线与电场线夹角为θ＝60°，今把一电荷量q＝－2×10－8
C的检验电荷放入该匀强电场中，其受到的静电力的大小为F＝4×10－4
N，方向水平向左。求：
(1)电场强度E的大小和方向；
(2)若把该检验电荷从A点移到B点，电势能变化了多少；
(3)若A点为电势零点，电荷量q′＝－2×10－8
C的检验电荷在B点的电势能为多少。
解析：(1)电场强度E的大小为E＝＝2×104
N/C，方向水平向右。
(2)检验电荷从A点移到B点静电力做负功
WAB＝－Fxcos
θ＝－4×10－4×0.2×cos
60°
J＝－4×10－5
J
由静电力做功与电势能变化关系得，电势能增加了4×10－5
J。
(3)若A点为电势零点，则EpB＝4×10－5
J，
由φB＝，解得φB＝－2×103
V
电荷量q′＝－2×10－8
C的检验电荷在B点的电势能
EpB′＝q′φB＝4×10－5
J。
答案：(1)2×104
N/C　方向水平向右　(2)增加了4×10－5
J　(3)4×10－5
J
13、如图，将电荷量为q＝3.0×10－9
C的点电荷从匀强电场中的B点移动到A点，电场力做的功为－6×10－7
J，AB＝2
cm，求：
(1)A、B两点的电势差UAB；
(2)匀强电场的电场强度E。
解析：(1)把点电荷从B点移动到A点电场力做负功，则把点电荷从A点移动到B点做正功，所以A、B两点的电势差为：UAB＝＝
V＝200
V。
(2)匀强电场的电场强度为
E＝＝
V/m＝1.0×104
V/m。
答案：(1)200
V　(2)1.0×104
V/m