物理：第1章《静电场》测试-(新人教版选修3-1)-2.doc

第1章 静电场 综合练习
电容·带电粒子在电场中的直线运动

1、如图9-4-11所示,让平行板电容器带电后,静电计的指针偏转一定角度,若不改变A、B两极板带的电量而减小两极板间的距离,同时在两极板间插入电介质,那么静电计指针的偏转角度 ( )
A、一定减小 B、一定增大 C、一定不变 D、可能不变
图9－4－11
【解析】由和，电量不变，可知A对
【答案】A

图9－4－12
2、如图9－4－12所示，平行板电容器经开关S与电池连接，a处有一电荷量非常小的点电荷，S是闭合的，φa表示a点的电势，F表示点电荷受到的电场力.现将电容器的B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则

A.φa变大，F变大 B.φa变大，F变小
C.φa不变，F不变 D.φa不变，F变小
【解析】极板间电压U不变，两极板距离d增大,所以场强E
减小故F变小．a到B板距离变大则a到B板的电势差增大，
而B板接地，所以φa变大，故B对．
【答案】B

3、.离子发动机飞船，其原理是用电压U加速一价惰性气体离子，将它高速喷出后，飞船得到加速，在氦、氖、氩、氪、氙中选用了氙，理由是用同样电压加速，它喷出时（ ）
A.速度大 B.动量大
C.动能大 D.质量大
【解析】由动能定理： 得到动能均相同
但 动量 ，质量越大，动量越大，反冲也大．故选B
【答案】B

4、如图9－4－13所示，水平放置的平行金属板a、b分别与电源的两极相连，带电液滴P在金属板a、b间保持静止，现设法使P固定，再使两金属板a、b分别绕中心点O、O/垂直于纸面的轴顺时针转相同的小角度α，然后释放P，则P在电场内将做（ ）
A．匀速直线运动
图9－4－13
B．水平向右的匀加速直线运动
C．斜向右下方的匀加速直线运动
D．曲线运动
【解析】原来有： 即
设转过角时（如图甲），则两极板距离为变
保持不变，在竖直方向有：
qE′
mg
P
甲

所以竖直方向合外力为零
水平方向受到恒定的外力
因此带电液滴P将水平向右的匀加速直线运动，B
【答案】B

5、如图9－4－14所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔．右极板电势随时间变化的规律如图所示．电子原来静止在左极板小孔处．（不计重力作用）下列说法中正确的是（ ）
A.从t=0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上
B.从t=0时刻释放电子，电子可能在两板间振动
t
u
U0
-U0
o

T
图9－4－14
C.从t=T/4时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上
D.从t=3T/8时刻释放电子，电子必将打到左极板上

【解析】从t=0时刻释放电子，如果两板间距离足够大，电子将向右先匀加速T/2，接着匀减速T/2，速度减小到零后，又开始向右匀加速T/2，接着匀减速T/2……直到打在右极板上．电子不可能向左运动；如果两板间距离不够大，电子也始终向右运动，直到打到右极板上．从t=T/4时刻释放电子，如果两板间距离足够大，电子将向右先匀加速T/4，接着匀减速T/4，速度减小到零后，改为向左先匀加速T/4，接着匀减速T/4．即在两板间振动；如果两板间距离不够大，则电子在第一次向右运动过程中就有可能打在右极板上．从t=3T/8时刻释放电子，如果两板间距离不够大，电子将在第一次向右运动过程中就打在右极板上；如果第一次向右运动没有打在右极板上，那就一定会在第一次向左运动过程中打在左极板上．选AC
【答案】AC

6、如图9－4－15所示,水平放置的两平行金属板相距为d,充电后其间形成匀强电场.一带电量为+q,质量为m的液滴从下板边缘射入电场,并沿直线运动恰好从上板边缘射出.可知,该液滴在电场中做_______运动,电场强度为_______,电场力做功大小为_______
【解析】图9－4－15
由题意可知，带电粒子只能作匀速直线运动，所受
重力和电场力的合外力为零．有：
，根据动能定理：

【答案】作匀速直线运动，，
图9－4－16
7、密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性.如图所示是密立根实验的原理示意图9－4－16，设小油滴质量为m，调节两板间电势差为U，当小油滴悬浮不动时，测出两板间距离为d.可求出小油滴的电荷量q=_______.
【解析】受力平衡可得：

【答案】

8、如图9－4－17所示，在倾角37°的斜面两端，垂直于斜面方向固定两个弹性板，两板相距2米，质量10克，带电量1×10-7库仑的物体与斜面的摩擦系数为0.2，物体在斜面中点时速度大小为10米/秒，物体在运动中与弹性板碰撞中机械能不损失，物体在运动中电量不变，若匀强电场场强E=2×106牛/库，求物体在斜面上通过的路程？（g=10米/秒2）

图9－4－17
【解析】
mgsin370=0.06N Eq=0.2N
f+ mgsin37°<Eq
故最后应停在紧靠上边弹性板处，由动能定理得：
解得：S=40m
【答案】S=40m

9、如图9－4－18所示，空间相距为的平行金属板加上电压后，它们之间的电场可视为匀强电场，其变化如图，当t=0时，A板电势比B板电势高，这时在靠近B板处有一初速度为零的电子（质量为，电量为）在电场力作用下开始运动，若要使这电子到达A板时具有最大的动能，则所加交变电压的频率最大不能超过多少？
图9－4－18
【解析】根据题意当电子从t=0时开始运动，
运动时间≤时，电子到达A板时具有最
大的动能．
临界条件：
所以
【答案】不能超过

U
S
接地
－
+
L
图9－4－19
10、为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面是面积的金属板，间距，当连接到的高压电源正负两极时，能在两金属板间产生一个匀强电场，如图9－4－19所示．现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，每立方米有烟尘颗粒个，假设这些颗粒都处于静止状态，每个颗粒带电量为，质量为，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力．求合上电键后：
⑴经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附？
⑵除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功？
⑶经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大？
【解析】
⑴当最靠近上表面的烟尘颗粒被吸附到下板时，烟尘就被全部
吸附．烟尘颗粒受到的电场力：
而可得
⑵由于板间烟尘颗粒均匀分布，可以认为烟尘的质心位置位于板的中心位置
，因此除尘过程中电场力对烟尘做的总功为：

⑶设烟尘颗粒下落距离为，则当时所有烟尘颗粒的总动能：

当时，最大，又根据得
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