2024-2025學年新教材高中物理第十章靜電場中的能量課時作業(yè)含解析新人教版必修3

PAGE12-第十章靜電場中的能量1.如圖所示，虛線為電場中一簇水平的等間距的等差等勢面，實線為一帶正電的質點通過該區(qū)域時的運動軌跡，是這條軌跡上的兩點。下列說法正確的是()A.軌跡上點電勢比點電勢高B.帶電質點運動過程中，電場力做正功C.帶電質點通過點時動能較小D.帶電質點通過該電場區(qū)域時加速度不變2.一不帶電的金屬板放在絕緣水平地面上，金屬板的正上方有一帶正電的點電荷，由于靜電感應，在點電荷與金屬板間產(chǎn)生了如圖所示的電場，以點電荷所在位置為原點，垂直于金屬板表面建立軸，為金屬板上、下表面與軸的交點，取無窮遠處的電勢為零，豎直向下為電場強度的正方向。則以下關于圖像或圖像可能正確的是()A. B.C. D.3.如圖,一帶正電的點電荷固定于O點,兩虛線圓均以O為圓心,兩實線分別為不同帶電粒子M和N僅在電場力作用下先后在該點電荷形成的電場中運動的軌跡,為運動軌跡和虛線圓的交點,e為兩軌跡的交點。不計粒子重力,下列說法正確的是()A.M帶負電荷,N帶正電荷B.M在b點的動能大于它在a點的動能C.N在d點的電勢能等于它在c點的電勢能D.兩帶電粒子分別從運動到e的過程中,電場力對兩帶電粒子所做的功肯定相等4.真空中兩個點電荷分別固定于x軸上和兩點，在它們的連線上場強E與x的關系如圖所示（取x軸正方向為場強正方向，無窮遠處為電勢零點），以下推斷正確的是（）A.都帶正電B.與的電荷量之比是C.x軸上處的電勢小于零D.正點電荷q在x軸上處的電勢能比在處的小5.如圖,三個固定的帶電小球和c,相互間的距離分別為,,,小球c所受庫侖力的合力的方向平行于的連線,設小球所帶電荷量的比值的肯定值為k,則()A.的電荷同號,B.的電荷異號,C.的電荷同號,D.的電荷異號,6.某真空空間存在靜電場，沿著電場線建立軸，軸上一個摸索電荷的電勢能隨坐標改變的規(guī)律如圖所示，規(guī)定沿軸正方向為電場力的正方向，則下列說法正確的是（）A.此電場可能為勻強電場B.摸索電荷從到點，受到的電場力先增大后減小C.摸索電荷從點到，電場力先做正功后做負功D.處的電勢比處的電勢高7.如圖所示是高壓電場干燥中藥技術基本原理圖，在大導體板上鋪一薄層中藥材，針狀電極O和平板電極接高壓直流電源，其間產(chǎn)生較強的電場。水分子是極性分子，可以看成棒狀帶電體，一端帶正電，另一端帶等量負電；水分子在電場力的作用下會加速從中藥材中分別出去，在鼓風機的作用下飛離電場區(qū)域從而加速干燥。圖中虛線是某一水分子從A處由靜止起先的運動軌跡。下列說法正確的是（）A.A處的電場強度大于D處B.B處的電勢高于C處C.水分子做勻變速運動D.水分子由A運動到C的過程中電勢能削減8.如圖，電荷量分別為和的點電荷固定在正方體的兩個頂點上，是正方體的另外兩個頂點。則()A.點和點的電勢相等 B.點和點的電場強度大小相等 C.點和點的電場強度方向相同 D.將負電荷從點移到點，電勢能增加9.如圖所示，一質量為m、帶電荷量為的粒子（不計重力）從原點O由靜止起先運動，空間所加的電場沿x軸正方向，電場強度E與其位移x的關系圖線如圖所示。若選定原點的電勢為零，圖中為已知量，則下列說法正確的是()A.處的電勢 B.處的電勢C.該粒子的最大速度為 D.該粒子在到的過程中做減速運動10.如圖所示,一不帶電平行板電容器的兩個極板豎直放置,板間有一帶電小球,小球用一絕緣輕線懸掛于O點。先給電容器緩慢充電,使兩極板所帶電荷量分別為和,此時懸線與豎直方向的夾角為30°。再給電容器緩慢充電,直到懸線和豎直方向的夾角增加到60°,且小球與兩極板不接觸。下列說法正確的是()A.充電后帶電小球電勢能增加 B.充電后帶電小球電勢能削減C.其次次充電后電容器帶電荷量為 D.其次次充電后電容器帶電荷量為Q11.如圖所示,虛線表示電場中的一簇等勢面且相鄰等勢面電勢差相等,一個帶正電的粒子以肯定的初速度進入電場后,只在電場力作用下沿實線軌跡運動,粒子先后通過M點和N點,由此可推斷出()A.M點的電勢高于N點的電勢B.粒子在N點的電勢能比在M點的電勢能大C.粒子在M點的速率小于在N點的速率D.粒子在M點受到的電場力比在N點受到的電場力大12.在x軸上有兩個點電荷,其靜電場的電勢φ在x軸上分布如圖所示。下列說法正確的是()

A.和帶有異種電荷 B.處的電場強度為零

C.負電荷從移到,電勢能減小 D.負電荷從移到,受到的電場力增大13.一勻強電場的方向平行于xOy平面，平面內a、b、c三點的位置如圖所示，三點的電勢分別為10V、17V、26V。下列說法正確的是()A．電場強度的大小為2.5V/cmB．坐標原點處的電勢為1VC．電子在a點的電勢能比在b點的低7eVD．電子從b點運動到c點，電場力做功為9eV14.如圖所示,長的輕質細繩上端固定,下端連接一個可視為質點的帶電小球,小球靜止在水平向右的勻強電場中,繩與豎直方向的夾角。已知小球所帶電荷量,勻強電場的場強,取重力加速度,,,求:（1）小球所受電場力F的大小。（2）小球的質量m。

（3）將電場撤去,小球回到最低點時速度v的大小。15.如圖甲所示,水平放置的平行金屬板A和B的距離為d,它們的右端安放著垂直于金屬板的靶,現(xiàn)在板上加上如圖乙所示的方波形電壓,電壓的正向電壓值為,反向電壓值為,且每隔變向1次.現(xiàn)將質量為m的帶正電且電荷量為q的粒子束從中線的點O以平行于金屬板的方向射入,設粒子能全部打在靶上而且全部粒子在間的飛行時間均為T.不計重力的影響.1.定性分析在時刻從O點進入的粒子,在垂直于金屬板的方向上的運動狀況.2.求距靶的中心點多遠的范圍內有粒子擊中.答案以及解析1.答案：D解析：做曲線運動的質點，其所受的合外力指向運動軌跡的凹側，可推斷出帶電質點所受合力豎直向下，但無法推斷出電場力是豎直向上還是豎直向下，故無法推斷電勢的凹凸，也無法推斷電場力是做正功還是負功，A、B錯誤。由合力豎直向下可知，通過點時動能較大，C錯誤。由于電場力和重力均為恒力，合外力不變，加速度不變，故D正確。2.答案：B解析：由電場線的分布狀況可知，電場線沿軸方向變疏，電勢的改變率越來越小，A選項錯誤；由于靜電感應，金屬板是個等勢體，內部電場強度為零，B選項正確，C選項錯誤；除了金屬板內部電場強度為零，金屬板外部電場強度沿軸正方向且始終減弱，D選項錯誤。3.答案：B解析：由兩軌跡均凹向中心點電荷方向,可知兩帶電粒子均受到吸引力,M和N均帶負電荷,故A錯誤;M從a點到b點過程中庫侖力總體表現(xiàn)為做正功,所以動能增大,B正確;明顯d點和c點的電勢不同,所以粒子N在兩點的電勢能不同,C錯誤;由于不知道兩個粒子的電荷量關系,無法比較兩個粒子分別從運動到e的過程中電場力對兩帶電粒子所做的功的多少,D錯誤。4.答案：C解析：由圖像知處合場強為零，結合場強的方向，易知帶負電，A項錯誤；因處合場強為零，即，可得，B項錯誤；因無窮遠處電勢為零，負電荷所在電場中電勢到處小于零，C項正確；正點電荷從處運動到處電場力做正功，電勢能減小，故D項錯誤。5.答案：D解析：由題意可知小球c受到的庫侖力的合力可能水平向左,也可能水平向右,受力如圖.若合力水平向左,可知小球a對小球c吸引,小球b對小球c排斥,所以帶異種電荷;依據(jù)平衡條件可知,依據(jù)庫侖力公式有,,聯(lián)立解得;同理,若庫侖力的合力水平向右,可知小球a對小球c排斥,小球b對小球c吸引,所以帶異種電荷,同樣有,仍可推得,故D正確,A、B、C錯誤.6.答案：C解析：圖象的斜率為電場力，由圖象分析可得斜率始終在改變，所以此電場不行能為勻強電場，A項錯誤；摸索電荷從到點，斜領先減小后增大，所以受到的電場力先減小后增大.B項錯誤；摸索電荷從點到，電勢能先減小后增大,所以試探電荷從點到,電場力先做正功后做負功，C項正確；在處的電勢能為正，在處的勢能為負，所以摸索電荷從到，電勢能減小，由于不知道摸索電荷的正負，所以不能推斷這兩點電勢的凹凸，D項錯誤。7.答案：D解析：電場線密的地方電場強度大，A處的電場強度小于D處，所以選項A錯誤；順著電場線方向電勢降低，B處的電勢低于C處，所以選項B錯誤；水分子受到的電場力是變力，所以做變加速運動，選項C錯誤；水分子兩端帶等量異種電荷，所以水分子的棒狀與電場方向平行，且上端的電場強度大，受到較大的電場力，故水分子受到的合力沿電場線向上，即電場力對水分子做正功，依據(jù)功能關系可知電勢能削減，選項D正確。8.答案：BC解析：由幾何關系，可知b的電勢大于a的電勢,故A錯誤,把負電荷從a移到b,電勢能削減,故D錯誤;由對稱性和電場的疊加原理，可得出a、b的合電場強度大小、方向都相同，故B、C正確。9.答案：BC解析：因為沿著電場強度的方向電勢降低，所以在處的電勢，A項錯誤；因為E與x軸所圍的面積表示電勢差的大小，所以處的電勢，B項正確：依據(jù)分析可知粒子在處速度最大，依據(jù)動能定理可知，解得，C項正確；帶電粒子在到的過程中做加速度減小的加速運動，D項錯誤。10.答案：BC解析：由于充電過程電場力對帶電小球做正功,小球的電勢能削減,故A錯誤,B正確;第一次充電后,懸線與豎直方向的夾角為30°,其次次充電后夾角變?yōu)?0°,依據(jù)受力分析有,又充電前后帶電小球的重力不變,可知第一次充電與其次次充電后,小球所受的電場力關系為,由電場力正比于電場強度、電場強度,可以得出電場強度正比于Q,故可得,故C正確,D錯誤。11.答案：AB解析：由粒子的運動軌跡可知,電場力的方向指向右下方,即電場線的方向指向右下方,順著電場線的方向電勢降低,可知N點的電勢高于M點的電勢,故A正確;由電場線方向指向右下方,可知粒子從M到N電場力做負功,電勢能增大,所以粒子在N點的電勢能比在M點的電勢能大,故B正確;粒子從M到N,電場力做負功,粒子的速度減小,所以粒子在M點的速率大于在N點的速率,故C錯誤;依據(jù)電場線或等勢面的疏密程度,可知N點的場強大于M點的場強,則帶電粒子在M點受到的電場力比在N點受到的電場力小,故D錯誤.12.答案：AC解析：A項,靜電場的電勢先小于零后大于零,說明和帶有異種電荷,故A項正確。B項,處切線的斜率為電場強度的大小,處切線的斜率不為零,所以電場強度不為零,故B項錯誤。C項,電勢能,負電荷從移動到,電勢增加,電勢能減小,故C項正確。D項,負電荷從移動到,電勢曲線的斜率減小,電場強度減小,電荷受到的電場力減小,故D項錯誤。13.答案：ABD解析：A、如圖所示，在ac連線上，確定一b′點，電勢為17V，將bb′連線，即為等勢線，那么垂直bb′連線，則為電場線，再依據(jù)沿著電場線方向，電勢降低，則電場線方向如圖，

因為勻強電場，則有：,依據(jù)幾何關系，知，

因此電場強度大小為，故A正確；

B、依據(jù)，因a、b、c三點電勢分別為，解得：原點處的電勢為，故B正確；

C、因，電子從a點到b點電場力做功為，因電場力做正功，則電勢能減小，那么電子在a點的電勢能比在b點的高7eV，故C不正確；

D、同理，，電子從b點運動到c點，電場力做功為，故D正確；14.答案：（1）

（2）

（3）解析：（1）由得.

（2）對小球進行受力分析,如下圖。因為小球靜止,處于平衡狀態(tài),所以,由共點力的平衡條件得.即:.

（3）由動能定理得:,.15.答案：1.先向下勻加速運動再向下勻減速運動 2