人教高中物理選修31第1章靜電場(chǎng)(電場(chǎng)線和等勢(shì)面)習(xí)題

電場(chǎng)線及等勢(shì)面的習(xí)題一、知識(shí)點(diǎn)歸納,考點(diǎn)：電場(chǎng)線、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能、電勢(shì)、等勢(shì)面、電場(chǎng)力做功。（一）比較電場(chǎng)中兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小的方法：1、在同一電場(chǎng)分布圖上，觀察電場(chǎng)線的疏密程度，電場(chǎng)線分布相對(duì)密集處，場(chǎng)強(qiáng) ；電場(chǎng)線分布相對(duì)稀疏處，場(chǎng)強(qiáng) 。2、等勢(shì)面密集處場(chǎng)強(qiáng) ，等勢(shì)面稀疏處場(chǎng)強(qiáng) （二）關(guān)于電勢(shì)、等勢(shì)面與電場(chǎng)線的關(guān)系：電場(chǎng)線 等勢(shì)面，且指向電勢(shì)降落最陡的方向，等勢(shì)面越密集的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度越 。（三）比較電荷在電場(chǎng)中某兩點(diǎn)的電勢(shì)大小的方法：1、利用電場(chǎng)線來(lái)判斷：在電場(chǎng)中沿著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì) 。2、利用等勢(shì)面來(lái)判斷：在靜電場(chǎng)中，同一等勢(shì)面上各的電勢(shì)相等，在不同的等勢(shì)面間，沿著電場(chǎng)線的方向各等勢(shì)面的電勢(shì)越來(lái)越低。（四）比較電荷在電場(chǎng)中某兩點(diǎn)的電勢(shì)能大小的方法：1、只有電場(chǎng)力做功時(shí)：電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能 動(dòng)能 這種方法與電荷的正負(fù)無(wú)關(guān)。2、利用電場(chǎng)線來(lái)判斷：正電荷順著電場(chǎng)線的方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸減少；逆著電場(chǎng)線方向移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能逐漸增大。負(fù)電荷則相反。二、幾種常見電場(chǎng)等勢(shì)面分布圖1、點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面：以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面。說(shuō)出：A、B、C三點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小、方向關(guān)系，以及三點(diǎn)電勢(shì)的高低2、等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面：是兩簇對(duì)稱曲面。 問題1 取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，中垂線上各點(diǎn)的電勢(shì)為多少？是等勢(shì)面嗎？連線中點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為多少？問題2 中垂線左側(cè)的電勢(shì)高還是右側(cè)的電勢(shì)高？3.等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的等勢(shì)面：是兩簇對(duì)稱曲面。討論：取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，中垂線是等勢(shì)面嗎？?jī)呻姾蛇B線的中點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為多少？電勢(shì)為多少？4、勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面是垂直于電場(chǎng)線的一簇平面5、形狀不規(guī)則的帶電導(dǎo)體附近的電場(chǎng)線及等勢(shì)面 說(shuō)出：勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線的特點(diǎn)及等勢(shì)面的特點(diǎn)三、等勢(shì)面的特點(diǎn)：l （1）等勢(shì)面一定與電場(chǎng)線 ，即跟場(chǎng)強(qiáng)的方向 。l （2）電場(chǎng)線總是由電勢(shì)較 的等勢(shì)面指向電勢(shì)較 的等勢(shì)面，兩個(gè)不同的等勢(shì)面永遠(yuǎn)不會(huì)相交。l （3）電場(chǎng)線較密處等勢(shì)面也較 ，即等勢(shì)面較密處場(chǎng)強(qiáng)較 。l （4）在同一等勢(shì)面上移動(dòng)電荷時(shí)，電場(chǎng)力不做功。四、典型題：1.下列關(guān)于等勢(shì)面的說(shuō)法正確的是()A電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)不受電場(chǎng)力作用，所以不做功B等勢(shì)面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等C點(diǎn)電荷在真空中形成的電場(chǎng)的等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為球心的一簇球面D勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面是相互平行的垂直于電場(chǎng)線的一簇平面2.如上圖虛線表示原子核所形成的電場(chǎng)的等勢(shì)線，實(shí)線表示一個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡粒子從a經(jīng)過b運(yùn)動(dòng)到c的過程中() A動(dòng)能先增大，后減小B電勢(shì)能先減小，后增大C電場(chǎng)力先做負(fù)功，后做正功，總功等于零 D加速度先變小，后變大3.在圖中，a、b帶等量的異種電荷，MN為ab連線的中垂線，現(xiàn)有一個(gè)帶電粒子從M點(diǎn)以一定初速度v0射出，開始的一段軌跡如圖中的實(shí)線，不考慮粒子的重力，則飛越該電場(chǎng)的整個(gè)過程中()A該粒子帶負(fù)電 B該粒子的動(dòng)能先增大后減小C該粒子的電勢(shì)能先減小后增大D該粒子運(yùn)動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處后，速度的大小一定仍為v04.如圖所示，在水平放置的光滑金屬板中點(diǎn)的正上方有帶正電的點(diǎn)電荷Q，一表面絕緣帶正電的金屬球(可視為質(zhì)點(diǎn)，且不影響原電場(chǎng))自左以速度v0開始在金屬板上向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中()A小球先做減速運(yùn)動(dòng)后做加速運(yùn)動(dòng) B小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)C小球做勻變速運(yùn)動(dòng) D以上說(shuō)法都不正確5.如圖所示，虛線a、b、c是電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，實(shí)線為一個(gè)帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下，通過該區(qū)域的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是軌跡上的兩點(diǎn)下列說(shuō)法中正確的是()A三個(gè)等勢(shì)面中，等勢(shì)面a的電勢(shì)最高 B帶電質(zhì)點(diǎn)一定是從P點(diǎn)向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)C帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的加速度比通過Q點(diǎn)時(shí)小D帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能比通過Q點(diǎn)時(shí)小6圖中虛線所示為靜電場(chǎng)中的等勢(shì)面1、2、3、4，相鄰的等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，其中等勢(shì)面3的電勢(shì)為0.一帶正電的點(diǎn)電荷在靜電力的作用下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過a、b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為26eV和5eV，當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到某一位置，其電勢(shì)能變?yōu)?eV時(shí)，它的動(dòng)能應(yīng)為()A8eVB13eVC20eV D34eV7.位于A、B處的兩個(gè)帶有不等量負(fù)電的點(diǎn)電荷在平面內(nèi)電勢(shì)分布如圖所示，圖中實(shí)線表示等勢(shì)線，則()Aa點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B正電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功C負(fù)電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功D正電荷從e點(diǎn)沿圖中虛線移到f點(diǎn)，電勢(shì)能先減小后增大8.在點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中，一個(gè)粒子()（原子核）通過時(shí)的軌跡如圖實(shí)線所示，a、b為兩個(gè)等勢(shì)面，則下列判斷中正確的是( ). (A)Q可能為正電荷，也可能為負(fù)電荷(B)運(yùn)動(dòng)中.粒子總是克服電場(chǎng)力做功(C)粒子經(jīng)過兩等勢(shì)面的動(dòng)能EkaEkb(D)粒子在兩等勢(shì)面上的電勢(shì)能EpaEpb9.如圖所示，a、b、c、d是某電場(chǎng)中的四個(gè)等勢(shì)面，它們是互相平行的平面，并且間距相等，下列判斷中正確的是( ). (A)該電場(chǎng)一定是勻強(qiáng)電場(chǎng)(B)這四個(gè)等勢(shì)面的電勢(shì)一定滿足ab=bc=cd(C)如果ab，則電場(chǎng)強(qiáng)度EaEb (D)如果ab，則電場(chǎng)方向垂直于等勢(shì)面由b指向a10.如圖所示，L1、L2、L3為等勢(shì)面，兩相鄰等勢(shì)面間電勢(shì)差相同，取L2的電勢(shì)為零，有一負(fù)電荷在L1處動(dòng)能為30J，運(yùn)動(dòng)到L3處動(dòng)能為10J，則電荷的電勢(shì)能為4J時(shí)，它的動(dòng)能是(不計(jì)重力和空氣阻力)( ). (A)6J(B)4J(C)16J(D)14J11、如圖所示，僅在電場(chǎng)力作用下，一帶電粒子沿圖中虛線從A運(yùn)動(dòng)到B，則( ) (A)電場(chǎng)力做正功(B)動(dòng)能減少(C)電勢(shì)能增加(D)加速度增大12、 三個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示，圖中a、b兩點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為、，電勢(shì)分別為，則（ ） （A）， （B），（C）， （D），13、如圖所示，虛線a、b和c是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為a、b和c，abc.一帶正電的粒子射入電場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線KLMN所示，由圖可知( ). (A)粒子從K到L的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功(B)粒子從L到M的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功(C)粒子從K到L的過程中，電勢(shì)能增加(D)粒子從L到M的過程中，動(dòng)能減少14、如圖所示，在x軸上關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱的兩點(diǎn)固定放置等量異種點(diǎn)電荷Q和Q，x軸上的P點(diǎn)位于Q的右側(cè)下列判斷正確的是()A在x軸上還有一點(diǎn)與P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同B在x軸上還有兩點(diǎn)與P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同C若將一試探電荷q從P點(diǎn)移至O點(diǎn)，電勢(shì)能增大D若將一試探電荷q從P點(diǎn)移至O點(diǎn)，電勢(shì)能減小15、一帶電粒子射入一固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線abc所示,圖中實(shí)線是同心圓圓弧,表示電場(chǎng)的等勢(shì)面,不計(jì)重力，以下判斷正確的是（ ）A.粒子受到靜電排斥力的作用；B.粒子在b點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在a點(diǎn)的電勢(shì)能；C.粒子在b點(diǎn)的速度大于在a點(diǎn)的速度；D粒子在a點(diǎn)和c點(diǎn)的加速度大小一定相等。16、如圖所示，虛線表示電場(chǎng)的一簇等勢(shì)面且相鄰等勢(shì)面間電勢(shì)差相等，一個(gè)粒子以一定的初速度進(jìn)入電場(chǎng)后，只在電場(chǎng)力作用下沿實(shí)線軌跡運(yùn)動(dòng)，粒子先后通過M點(diǎn)和N點(diǎn).在這一過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，由此可判斷出( ).(A)N點(diǎn)的電勢(shì)高于M點(diǎn)的電勢(shì)(B)粒子在N點(diǎn)的電勢(shì)能比在M點(diǎn)的電勢(shì)能大(C)粒子在M點(diǎn)的速率小于在N點(diǎn)的速率(D)粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力比在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大17.如圖所示A、B兩點(diǎn)分別固定帶有等量同種電荷的點(diǎn)電荷，M、N為AB連線上的兩點(diǎn)，且AM=BN，則（ ）AM、N兩點(diǎn)的電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)都相等 BM、N兩點(diǎn)的電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)都不相等CM、N兩點(diǎn)的電勢(shì)不同，場(chǎng)強(qiáng)相等 DM、N兩點(diǎn)的電勢(shì)相同，場(chǎng)強(qiáng)不相等18.如圖兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)，AB為中垂線，且AO=BO，則AA、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相等 B正電荷從A運(yùn)動(dòng)到B，電勢(shì)能增加C負(fù)電荷從A運(yùn)動(dòng)到B，電勢(shì)能增加 DA、B兩點(diǎn)電勢(shì)差為零 19.如圖所示，M和N是兩個(gè)電勢(shì)不相等的等勢(shì)面，AB是電場(chǎng)線，下面幾種說(shuō)法正確的是 A.M面的電勢(shì)一定比N面電勢(shì)高B.把負(fù)電荷從M面移到N面，電場(chǎng)力一定作正功C.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度D.A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度20.圖中的實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示只受電場(chǎng)力作用的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。粒子先經(jīng)過M點(diǎn)，再經(jīng)過N點(diǎn)?？梢耘卸?AM點(diǎn)的電勢(shì)高于N點(diǎn)的電勢(shì)BM點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì)C粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力D粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小于在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力21.如圖所示，A、B為兩個(gè)固定的等量的同種正電荷，在它們連線的中點(diǎn)處有一個(gè)可以自由運(yùn)動(dòng)的正電荷C，現(xiàn)給電荷C一個(gè)垂直于連線的初速度v0，若不計(jì)電荷C所受的重力，則關(guān)于電荷C運(yùn)動(dòng)過程中的速度和加速度情況，下列說(shuō)法正確的是（ ）A.加速度始終增大 .加速度先增大后減小C.速度始終增大，最后趨于無(wú)窮大D.速度始終增大，最后趨于某有限值22.如圖所示，a、b、c是一條電場(chǎng)線上的 三個(gè)點(diǎn)，電場(chǎng)線的方向由a到c, a、b間的距離等于b、c間的距離，用Ua、Ub、Uc和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三