(08静电场)11-电场线与等势面运动轨迹的综合(原卷).doc

电场线与等势面/运动轨迹的综合】
1、（2019秋•分宜县校级月考）如图所示，图中实线表示一匀强电场的电场线，一带负电荷的粒子射入电场，虚线是它的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若粒子所受重力不计，则下列判断正确的是（　　）
A．电场线方向向下
B．粒子一定从a点运动到b点
C．a点电势比b点电势高
D．粒子在a点的速度小于在b点的速度

2、如图所示，虚线a、b、c、d、e是电场中的一组平行等差等势面，实线是一带负电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，M、N、P、Q分别为运动轨迹与等势面的交点，下列判断正确的是（　　）

A．图中等势面a的电势最高
B．粒子在电场中做变加速运动
C．粒子经过Q点的动能大于P点的动能
D．粒子在M点的电势能比Q点的大
3、电场中等势面如图所示，下列关于该电场描述正确的是（　　）

A．A点的电场强度比C点的小
B．电荷沿等势面AB移动的过程中，电场力始终不做功
C．负电荷在A点的电势能比在C点的电势能大
D．正电荷由A移动到C，电场力做负功
4、如图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线则（　　）

A．电势
B．场强大小
C．沿bc方向直线射入的电子有可能做曲线运动
D．场强大小

5、（2014•杨浦区一模）如图所示，虚线表示电场的一簇等势面且相邻等势面间电势差相等，一个α粒子以一定的初速度进入电场后，只在电场力作用下沿实线轨迹运动，α粒子先后通过M点和N点．在这一过程中，电场力做负功，由此可判断出(　　)

A．N点的电势高于M点的电势
B．α粒子在N点的电势能比在M点的电势能大
C．α粒子在M点的速率小于在N点的速率
D．α粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力大
6、如图所示，虚线是某电场的等势线，一带电粒子只在电场力作用下恰能沿实线从A点飞到C点，则（　　）

A．粒子一定带负电
B．粒子在A点的电势能大于在C点的电势能
C．A点的电场强度大于C点的电场强度
D．粒子从A点到B点电场力所做的功大于从B点到C点电场力所做的功
7、如图所示，虚线a、b、c代表电场中一簇等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为α粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（　　）

A．a、b、c三个等势面中，a的电势最高
B．电场中P点处的电场强度大小比Q点处小
C．α粒子在P点处受到的电场力比在Q点处大
D．α粒子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能小
8、如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R点在等势面b上，据此可知（　　）

A．带电质点在P点的加速度比在Q点的加速度小
B．带电质点在P点的电势能比在Q点的大
C．带电质点在P点的动能大于在Q点的动能
D．三个等势面中，c的电势最高

9、（2017秋•谯城区校级月考）如图所示。在点电荷Q的电场中，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在同一等势面上，甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为曲线acb和adb，两粒子经过a点时具有相同的动能，由此判断（　　）

A．甲粒子经过c点时与乙粒子经过d点时具有相同的动能
B．甲、乙两粒子带异种电荷
C．若取无穷远处为零电势，则甲粒子经过c点的电势能小于乙粒子经过d点的电势能
D．两粒子经过b点时具有相同的动能
10、虚线A．B．C．d表示匀强电场中的4个等势面．两个带电粒子M、N（重力忽略不计，也不考虑两粒子间的相互作用）以平行于等势面的初速度射入电场，运动轨迹分别如图中MPN和NQM所示．已知M是带正电的粒子，则下列说法中正确的是（ ）

A．N一定也带正电
B．a处的电势高于b处的电势，a处的电场强度大于b处的电场强度
C．带电粒子N的动能减小，电势能增大
D．带电粒子N的动能增大，电势能减小

11、（2015秋•潮州期末）如图所示，虚线a、b、c、d表示O处点电荷的电场中的三个等势面，设两相邻等势面间距相等，一带电粒子（不计重力）射入电场后的运动轨迹为图中实线所示，其中1、2、3、4表示运动轨迹与等势线的交点，由此可以判定（　　）
A．O处的点电荷一定带负电
B．带电粒子在位置2电势能一定大于位置4的电势能
C．带电粒子从位置1到2和从位置3到4的过程中电场力做的功大小关系是W12=2W34
D．a、b、c三个等势面的电势大小关系是φa＜φb＜φc

【匀强电场中等差等势面的定量计算问题】
1、（2019•闵行区一模）图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的组等势面，已知平面b上的电势为2V．一电子经过a平面时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV．则电势为零的等势面是　　，电子经过c平面时的动能为　　eV。

2、如图所示，三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面，其电势分别为10V、20V、30V，实线是一带电粒子不计重力在该区域内运动的轨迹，轨迹上有a、b、c三点，已知带电粒子所带电荷量为，在a点处的动能为，则该带电离子（ ）

A．可能带负电 B．在b点处的电势能为
C．在b点处的动能为零 D．在c点处的动能为
3、如图所示，ABCD为匀强电场中相邻的四个等势面，相邻等势面间距离为5cm，一个电子仅受电场力垂直经过电势为零的等势面D时，动能为15eV（电子伏），到达等势面A时速度恰好为零，则下列说法正确的是（　　）

A．场强方向从A指向D
B．匀强电场的场强为100V/m
C．电子经过等势面C时，电势能大小为5eV
D．电子在上述等势面间运动的时间之比为1：2：3
4、如图所示，A、B、C、D为匀强电场中相邻的四个等势面，一个电子只受电场力的作用，经过等势面D时的动能为6eV，经过等势面A时的动能为21eV，已知等势面B的电势为0。若相邻两等势面间的距离均为5cm，下列判断正确的是

A．电子的动能和电势能总和为0
B．当电子的动能是10eV时其电势能为6eV
C．电子经过A等势面时电势能为-5eV
D．电场强度大小为200N/C

5、（2019春•秦州区校级期末）图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为0，一个质子仅在电场力作用下运动。已知质子经过f平面时的动能是10eV，从f到b的过程中克服电场力所做的功为6eV．下列说法正确的是（　　）

A．平面c上的电势为1V
B．该质子经过平面d时，其电势能为-4eV
C．该质子经过平面d时的速率是经过b时的倍
D．该质子一定能到达平面a
6、如图所示，A、B、C、D为匀强电场中相邻的四个等势面，一电子经过等势面D时，动能为16eV，速度方向垂直于等势面D，飞经等势面C时，电势能为－8eV，飞至等势面B时速度恰好为零，已知相邻等势面间的距离均为4cm，电子重力不计。则下列说法不正确的是（　　）

A．电子做匀变速直线运动
B．匀强电场的电场强度大小为100V/m
C．等势面A的电势为－8V
D．电子再次飞经D等势面时的动能为16eV
7、图中虚线所示为某一静电场的等势面，一点电荷仅在静电力作用下先后经过A、B、C三点，在经过A、C点时，其动能分别为10eV和30eV，当这一点电荷经过到B点时，其动能应为（　　）

A．10eV B．15eV C．20eV D．30eV
【静电平衡与静电屏蔽】
1、如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在一正电荷形成的电场中，A、B两点为枕形导体内部两点。导体处于静电平衡时，下列说法正确的是（　　）

A．A、B两点电场强度相等，电势相等
B．A、B两点电场强度不相等，电势相等
C．感应电荷产生的附加电场EAC．导体内部c、d两点的场强大小关系是Ec=Ed=0
D．感应电荷在导体内部c、d两点产生的场强大小关系是Ec>Ed≠0
4、如图所示，球形导体空腔中放有点电荷，且点电荷不在球心，则下列描述正确的有（　　）

A．球壳为等势体
B．球壳的内表面电荷分布均匀
C．球壳的外表面电荷分布均匀
D．改变Q在空腔里的位置，则对外表面的电荷分布无影响
5、如图所示，在导体壳内放一负电荷q，则壳内的a点、壳上的b点、壳外的c点的电场强度和电势的关系应为

A．Ea＞Eb＞Ec，φ a＞φb＞φc B．Ea＞Eb＞Ec，φ a＜φb＜φc
C．Ea＞Ec＞Eb，φa＜φb＜φc D．Ea＞Ec＞Eb，φ a＞φb＞φc
6、如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放一金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，当达到静电平衡状态后，则有（ ）

A．a、b两点的电场强度都为零 B．a点电场强度为零，b点不为零
C．a、b点的电势相等 D．a点电势比b点电势高
7、带正电的空心金属球壳置于绝缘支架上，将4个原来不带电的金属小球按图示位置放置，A球用绝缘轻绳竖直悬挂，B球接地，C球用导线与球壳内部相连，D球与球壳内部接触．设大地电势为零，当达到静电平衡时，下列说法正确的是（ ）

A．由于静电感应，A球带负电，
B．B球接地带负电，但电势为零
C．C球不带电，但电势与球壳电势相等
D．D球带正电，电势为零

【电容器的充放电】
1、（2020•昌平区二模）某电容器的外壳上标有“1.5μF　9V”的字样。该参数表明（　　）
A．该电容器只有在电压为9V时电容才为1.5μF
B．当两端电压为4.5V时，该电容器的电容为0.75μF
C．该电容器正常工作时所带电荷量不超过1.5×10-6C
D．给该电容器充电时，电压每升高1V，单个极板的电荷量增加1.5×10-6C
2、（2020春•浙江期中）心脏除颤器是临床上广泛使用的抢救设备之一，具有疗效高、作用快、操作简便以及与药物相比更安全等优点。如图所示是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为15μF，充电至9kV电压，如果电容器在2ms时间内完成放电，这次放电通过人体组织的电荷量为（　　）

A．0.135C B．67.5C C．135C D．1.35×103C

3、（2019秋•台州期末）如图所示是一个超级电容器（2.7V，3000F），下列关于该电容器的说法中正确的是（　　）
A．电容器可以储存电荷，能储存的电荷越多电容越大
B．电容器两端的电压低于2.7V时就不能正常工作
C．电容器两端的电压为1.35V时，它的电容是1500F
D．电容器两端电压每增加1V，它的带电量将增加3000C

4、（2020•北京学业考试）图为研究电容器充、放电的实验电路图。实验时，先使开关S掷向1端，电源E对电容器C充电；经过一段时间，把开关S掷向2端，电容器C与电阻R相连，电容器放电。在开关S接通2端后的极短时间内，下列说法正确的是（　　）

A．电容器带电量和两板间电压都增大
B．电容器带电量和两板间电压都减小
C．电容器带电量增大，两板间电压减小
D．电容器带电量减小，两板间电压增大
5、（2019秋•昌平区期末）在如图所示的电路中，C为电容器，L为小灯泡，G为零刻度在中央的灵敏电流计。先将开关S接到a端，给电容器充电；然后将开关S接到b端，电容器放电。下列说法正确的是（　　）
A．充电过程中，自由电子穿过了电容器间的电介质
B．充电过程中，灵敏电流计的示数逐渐变大
C．放电过程中，灯泡的亮度不变
D．放电过程中，灵敏电流计的偏转方向与充电时相反

【电容器充放电时的i-t图与q-t图】
1、（2019秋•海淀区期末）如图所示为某同学利用传感器研究电容器放电过程的实验电路，实验时先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，待电路稳定后把开关S掷向2端，电容器通过电阻放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的i-t曲线，这个曲线的横坐标是放电时间，纵坐标是放电电流。仅由这个i-t曲线所提供的信息可以估算出（　　）
A．电容器的电容
B．一段时间内电容器放电的电荷量
C．某时刻电容器两极板间的电压
D．一段时间内电阻产生的热量

2、（2020•威海一模）如图1所示为某同学利用传感器研究电容器放电过程的实验电路，实验时先使开关S与1端相连，电源向电容器C充电，待电路稳定后把开关S掷向2端，电容器通过电阻放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的i-t曲线，这个曲线的横坐标是放电时间，纵坐标是放电电流。若其他条件不变，只将电阻R更换，现用虚线表示更换电阻后的i-t曲线（如图2），下列说法正确的是（　　）

A．更换的电阻的阻值比原来的大
B．充电过程中，电容器的电容逐渐增大
C．图中实线与虚线分别与坐标轴围成的面积相等
D．放电过程中，电阻R左端电势高于右端

3、（2015秋•晋中校级期中）用传感器观察电容器的放电过程：按图（甲）连接电路，电源电动势E=8V，电容器选用几百微法的电解电容器．先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程瞬间完成．然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线，如图（乙）．

（1）估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量q=_________C；
（2）根据以上数据估算电容为C=_________μF．
4、（2020•沙坪坝区校级模拟）如图所示为某同学利用传感器研究电容器放电过程的实验电路，电源电动势E=3V．实验时先使开关S与1端相连，电源向电容器C充电，待电路稳定后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线，则（　　）

A．如果仅将R的阻值调大，则I-t曲线与两坐标轴围成的面积不变
B．如果仅将R的阻值调大，则电容器放电更快
C．如果仅将电源电动势E调大，则t=0时刻的放电电流更大
D．电容器的电容约为10μF
5、（2019秋•东城区期末）电流传感器可以像电流表一样测量电流，由于它与计算机相连，还能显示出电流随时间变化的I-t图象。照图甲连接电路，先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成。然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t图象如图乙所示。
（1）在图中画一个竖立的狭长矩形（在图乙的最左边），它的面积的物理意义是__________（填写面积所代表物理量的名称）
（2）根据I-t图象估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为__________C（结果保留一位有效数字）。
（3）若对应开关S与1端相连的充电过程，电荷量随时间变化的q-t图象的示意图是怎样的？请在图丙中定性画出。

6、（2019秋•房山区期末）电流传感器可以像电流表一样测量电流。不同的是它的反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化。此外，由于它与计算机相连，还能显示出电流随时间变化的I-t图象。如图甲所示连接电路。直流电源电动势8V，内阻可忽略，电容器可选几十微法的电解电容器。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成。然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t图象，一位同学得到的I-t图象如图乙所示。

（1）在图乙I-t图中用阴影标记了一个竖立的狭长矩形（在图的1s附近），这个阴影面积的物理意义是_______________________。
（2）根据I-t图象可估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量为__
（3）如果不改变电路其他参数，只增大电阻R，充电时I-t曲线与横轴所围成的面积将_______（填“增大、不变、变小”）；充电时间将_______（填“变长、不变、变短”）。

7、（2018•东城区二模）在测定电容器电容值的实验中，将电容器、电压传感器、阻值为3kΩ的电阻R、电源、单刀双掷开关按图甲所示电路图进行连接。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，充电完毕后把开关S掷向2端，电容器放电，直至放电完毕。实验得到的与电压传感器相连接的计算机所记录的电压随时间变化的u-t曲线如图乙所示，图丙为由计算机对图乙进行数据处理后记录了“峰值”及曲线与时间轴所围“面积”的图。

①根据图甲所示的电路，观察图乙可知：充电电流与放电电流方向______（选填“相同”或“相反”），大小都随时间______；（选填“增加”或“减小”）
②该电容器的电容值为 F；（结果保留2位有效数字）
③某同学认为：仍利用上述装置，将电压传感器从电阻两端改接在电容器的两端，也可以测出电容器的电容值。请你分析并说明该同学的说法是否正确。