【图文】大学物理第10章静电场中的电介质_百度文库
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大学物理第10章静电场中的电介质
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2014吉林一中高二物理5月月考试题（含答案）
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2014吉林一中高二物理5月月考试题（含答案）
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文 章来源莲山 课件 w w w.5Y
2014吉林一中高二物理5月月考试题（含答案）考试范围：xxx；考试时间：100分钟；题号&一&二&三&四&五&总分得分&&&&&&注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（）请修改第I卷的文字说明
评卷人&得分&&一、单项选择
1. 两个较大的平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正、负极上，这时质量为m，带电量为-q的油滴恰好静止在两板之间，如图所示，在其他条件不变的情况下，如果将两板非常缓慢地水平错开一些，那么在错开的过程中（　　）A．油滴将向上加速运动，电流计中的电流从b流向aB．油滴将向下加速运动，电流计中的电流从a流向bC．油滴静止不动，电流计中的电流从b流向aD．油滴静止不动，电流计中的电流从a流向b&2. 有三个相同的金属小球A、B、C，其中A、B两球带电情况完全相同，C球不带电．将A、B两球相隔一定距离固定起来，两球间的库仑力是F，若使C球先和A接触，再与B接触，移去C，则A、B间的库仑力变为（　　）A．F/2&B．F/4&C．3F/8&D．F/10
3. 如图所示，某点O处固定点电荷+Q，另一带电-q的粒子以O为焦点做椭圆轨道运动，运动过程中经过最近点a和最远点b，下述说法不正确的是（　　）A．粒子在a点运动速率大于在b点速率B．粒子在a点运动加速度大于在b点加速度C．粒子在a点电势能大于在b点电势能D．+Q所产生的电场中，a点电势高于b点&4. 如图所示，D是理想二极管，AB是平行板电容器，在电容器板间有一电荷P处于静止状态，当两极板A和B的间距增大的瞬间（仍平行），P点的运动情况是（　　）A．向下运动&B．向上运动&C．仍静止不动&D．无法判断&5. 如图1－9－13甲为示波管的原理图．如果在电极YY′之间所加的电压按图乙所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图丙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是图A、B、C、D中的(　　)&&&图1－9－136. 如图所示，三根细线长度相同（质量不计），用一根细线与A、B两小球连接，另两根把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O，A小球带负电，B小球不带电，天花板下方存在匀强电场E，三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好沿竖直方向，（不计AB间的静电作用）两小球均处于静止状态．则该电场E可能为图中的（　　）A．E1&B．E2&C．E3&D．E4&7. 如图所示，电容器两极板与电源正负极相连，当电容器两极板间的距离由d迅速增大为2d的过程中，下列说法正确的是(　　) A．电容器两板间电压始终不变B．电容器两板间电压瞬时升高后又恢复原值C．根据Q＝CU可知，电容器带电荷量先增大后减小D．电路中电流由A板经电源流向B板8. 图是电场中某区域的电场线分布图，P点是电场中的一点，则 （&&&&&& ）
A.P点的电场强度方向向左B.P点的电场强度方向向右C.正点电荷在P点所受的电场力的方向向左D.负点电荷在P点所受的电场力的方向向右9. 一个带绝缘底座的空心金属球A带有4×10－8 C的正电荷，上端开有适当小孔；有绝缘柄的金属小球B带有2×10－8 C的负电荷，使B球和A球内壁接触，如图1－7－10所示，则A、B带电量分别为(　　)&图1－7－10A．QA＝10－8 C，QB＝10－8 CB．QA＝2×10－8 C，QB＝0C．QA＝0，QB＝2×10－8 CD．QA＝4×10－8 C，QB＝－2×10－8 C10. 一列平面机械波沿x轴正方向传播，某一时刻的波形如图所示．其中质点P、S跟质点Q、R的振动位移大小相等、方向相反．由图可知（　　）&A．质点P和S的振动位移大小和方向总相同B．质点P和Q的振动位移大小总相同、方向总相反C．质点P和S振动相同时间，向前传播的距离相等D．质点P和R的振动速度大小总相同、方向总相反11. 如图所示，在竖直向下的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带负电的小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做圆周运动，最高点为a，最低点为b．若小球在运动过程中电量保持不变，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）A．小球在a点的电势能最小B．重力比电场力大C．小球在a点的速度最小D．小球在运动过程中机械能守恒&12. 如图所示，在某一真空空间，有一水平放置的理想平行板电容器充电后与电源断开，（ ）若正极板A以固定直线0O′为中心沿竖直方向作微小振幅的缓慢振动时，恰有一质量为m带负电荷的粒子以速度v沿垂直于电场方向射入平行板之间，则带电粒子在电场区域内运动的轨迹是（设负极板B固定不动，带电粒子始终不与极板相碰）（　　）A．直线B．正弦曲线C．抛物线D．向着电场力方向偏转且加速度作周期性变化的曲线&第II卷（非）请修改第II卷的文字说明评卷人&得分&&二、题
13. 如图所示，A为带正电Q的金属板，沿金属板的垂直平分线，在距板r处放一质量为m，电量为q 的小球．小球受水平向右的电场力偏转θ角而静止．小球用绝缘丝线悬挂于O点，则小球所在处的电场强度为&&&&&& &14. （1）如图所示为“描绘电场的等势线”的实验装置，其中ab处的电源应选用6V的&&& 电源（选填“交流”或“直流”），电表X则选用量程适当，零刻度在刻度盘&&&& （选填“左侧”“右侧”或“中央”）的灵敏电流计．（2）如果以c、d两个电极的连线为x轴，以c、d连线的中垂线为y轴，并将一个探针固定置于y轴上的某一点，合上开关S，而将另一探针由O点左侧沿x轴正方向移到O点右侧的过程中，则电表X的指针与零刻度夹角的变化情况是：&&&&&& A.逐渐增大B．逐渐减小C．先变大后变小D．先变小后变大．&15. 如图所示的电场中，有A、B、C三点，则负电荷在&&&&&& 点所受电场力最大，负电荷在&&&&&&& 点具有的电势能最大。&16. 如图所示，竖直平面内有两个水平固定的等量同种正点电荷，AOB在两电荷连线的中垂线上，O为两电荷连线中点，AO=OB=L，一质量为m、电荷量为q的负点电荷若由静止从A点释放则向上最远运动至O点．现若以某一初速度向上通过A点，则向上最远运动至B点，重力加速度为g．该负电荷A点运动到B点的过程中电势能的变化情况是& ；经过O点时速度大小为&&&&&&&&&&&&&& &17. 如图所示，相距为d的两平行金属板A、B上加电压U，A板电势高，在A板上放一小粒放射性物质，它不断向右侧空间各个方向放出质量为m、电量为q的α粒子，α粒子的最大速度为V，B板上涂荧光粉，α粒子轰击B板而发光，设α粒子不被B板反射，则B板的发光面积为&&&&&&&&&&&&&&& &18. 如图所示，A、B是负电荷产生的电场中的一条电场线上的两点，已知该两点间电势差为6.0×102 V，现有一点电荷电量q=+3.0×10-7c，它在只受电场力作用的情况下由A点运动到B点．在A B段电场力对他做的功为&&&&&&&&&&&& ，它由A运动到B该电荷的电势能增加了&&&&&&&&&&&&&&& &19. 如图所示，由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接，极板M接地．用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U．在两板相距一定距离d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度．在整个实验过程中，保持电容器所带电量Q不变．（1）若将M板向上移，静电计指针偏角将&&&&&&&& （2）若在M、N之间插入云母板，静电计指针偏角将&&&&&&&&&&&&&& &20. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图中实线所示，质点P的坐标为（4，0），t＝0.4 s时的波形如图中虚线所示。波的传播速度为&&&&&&&&& m/s；若T&0.4 s，当t＝1.0 s时，P点的坐标为&&&&&&&&& 。&
评卷人&得分&&三、
21. 如图所示，质量为m、电荷量为+q的滑块，静止在绝缘水平面上。某时刻，在MN的左侧加一个场强为E的匀强电场，滑块在电场力的作用下开始向右运动。已知滑块与MN之间的距离为d，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求：&& （1）滑块在电场中运动时加速度a的大小；&& （2）滑块停止时与MN间的距离x。&22. 两个正点电荷Q1=Q和Q2=4Q分别置于固定在光滑绝缘水平面上的A、B两点，A、B两点相距L，且A、B两点正好位于水平光滑绝缘半圆细管的两个端点出口处，如图所示．（1）现将另一正点电荷置于A、B连线上靠近A处静止释放，它在AB连线上运动过程中能达到最大速度的位置离A点的距离．（2）若把该点电荷放于绝缘管内靠近A点处由静止释放，试确定它在管内运动过程中速度为最大值时的位置P．即求出图中PA和AB连线的夹角θ．（3）Q1、Q2两点电荷在半圆弧上电势最低点的位置P′是否和P共点，请作出判断并说明理由&评卷人&得分&&四、实验题
23. 某同学为完成“用描迹法画出电场中平面上的等势线”实验,使用如图所示的实验器材:电源E(电动势为12 V,内阻不计),木板N(木板上依次铺有白纸？复写纸和导电纸各一张),两个金属接线柱A？B做电极,滑动变阻器R(其总阻值小于两电极间导电纸的电阻),直流电压表V(量程为6 V,内阻很大),电流表G(量程0~300 μA,零刻线在刻度盘中央),开关？探针和导线若干.现用图中仪器描绘两电极间电场中的等势线,A、B间电压要求为6 V.(1)在图甲中完成实验电路的连线(导线不得交叉).(2)本实验的原理是利用导电纸上形成的________来模拟真空中的________静电场.因此对所模拟的静电场来说,图甲中的A相当于________,B相当于________.(3)图乙为实验装置的一部分,图中A、C、D、O、E、F、B各点相邻两点间距离相等,其中A、B为金属接线柱.当电流从左接线柱流入电流表G时,其指针向左侧偏转.当探针Ⅰ接在F点,探针Ⅱ接在导电纸上某点时,电流表G指针向右接线柱一侧偏转.为尽快找到等势点,探针Ⅱ应________移动.(填\!向左\"或\!向右\")&
评卷人&得分&&五、实验探究题
24. 如图所示为研究平行板电容器电容的实验，电容器充电后与电源断开，电荷量Q将不变，与电容器相连的静电计用来测量电容器的&&&&& ．在常见的电介质中，由于空气的介电常数是最小的，当极板间插入其它的电介质时，电容器的电容将&&&&&&& （填“增大”、“减小”、或“不变”），于是我们发现，静电计指针偏角将&&&&& （填“增大”、“减小”、或“不变”）&&参考答案一、单项选择1.【答案】D【解析】将两板缓慢地错开一些，两板正对面积减小，根据电容的决定式C=& 得知，电容减小，而电压不变，则由C=Q/U知，电容器带电量减小，电容器处于放电状态，电路中产生顺时针方向的电流，则电流计中有a→b的电流．由于电容器板间电压和距离不变，则由E=& ，知板间场强不变，油滴所受电场力不变，仍处于静止状态．故D正确．ABC错误2.【答案】C【解析】假设A带电量为Q，B带电量也为Q，两球之间的相互吸引力的大小是F= 第三个不带电的金属小球C与A接触后，A和C的电量都为Q/2& C与B接触时先中和再平分，则C、B分开后电量均为3Q/4这时，A、B两球之间的相互作用力的大小F′= 3.【答案】C【解析】A、C粒子在从b到a的过程中，电场力做正功，动能增大，电势减小；粒子在从a到b的过程中，电场力做负功，动能减小，电势增大，可知粒子在a点的动能大于在b点的动能，则粒子在a点运动速率大于在b点速率．粒子在a点电势能小于在b点电势能．故A正确，C错误．&&& B、粒子在运动过程中只受到库仑力作用，粒子在a点离Q点近，根据库仑定律分析可知粒子在a点受到的库仑力大，加速大．故B正确．&&& D、+Q所产生的电场中，电场线从Q出发到无穷远终止，a点离Q较近，电势较高．故D正确．4.【答案】C【解析】电容器与电源保持相连，电容器的电压不变，板间距离增大，电容减小，电容量的电量要减小，放电，但由于二极管的作用只允许电流从a流向b，电容器的电量无法减小，根据推论板间电场强度E= ，Q、S、ξ不变，则改变d，E不变，电荷P受的电场力不变，仍静止．故C正确5.【答案】B【解析】由题图乙及题图丙知，当UY为正时，Y板电势高，电子向Y偏，而此时UX为负，即X′板电势高，电子向X′板偏，所以选B.6.【答案】B【解析】由于B球静止不动，故B球受力平衡；因BC竖直，故小球只能受重力及BC的拉力，AB没有弹力；对A球受力分析可知，A受重力，AC的拉力及电场力而处于平衡状态，因此三力应合力为零，由力的合成知识可知，电场力只能沿E4的方向，因粒子带负电，故电场E的方向应沿E2的方向7.【答案】B【解析】当将电容器两极板间距离迅速增大的过程中，电容器极板上的电荷量未来得及变化，即Q不变，则 ，又 ，所以 ，所以 也不变，而U＝Ed，故U增大，但最终电压U要与电源电压相等，故选项B正确．因为 ，所以d增大时，C减小．由Q＝CU，所以Q减小，电路中有瞬时电流，方向由B板经电源流向A板，故D不对．
8.【答案】B【解析】试题分析：P点场强方向与电场线方向一致，向右，A错B对。正电荷受力方向与场强方向一致向右，C错。负电荷受力方向与场强方向相反，向左，D错考点：考查电场强度和电场力点评：难度较小，电场线的切线方向为场强方向，正电荷所受电场力方向与场强方向相同，负电荷正好相反
9.【答案】B【解析】由于A、B带异种电荷，接触以后，要先中和掉一部分电荷，中和以后可以把A、B看做一个整体，对于这个整体来说，由于静电感应它的内壁和B球将无净电荷的分布．所以QA＝2×10－8 C，QB＝0.10.【答案】D　【解析】A、P与S此刻的振动方向相反，该时刻过后位移变化，变得不同，只有整数倍周期后位移才相同．故A错误．&&& B、该时刻P、Q的位移大小相等，方向相反，但它们的振动情况不总是相反，也有可能一个在波峰，一个平衡位置．故B错误．&&& C、波向前传播过程中，P、S并不向前移动．故C错误．&&& D、P、R两点平衡位置间的距离是1/2波长，振动情况总是相反，位移总是大小相等，方向相反．故D正确．故选D．　11.【答案】A【解析】A、小球带负电，电场力向上，a到b的过程中，电场力做负功，电势能增大，所以在a点的电势能最小，故A正确．B、小球的重力与电场力平衡，小球做匀速圆周运动，重力与电场力不等将做变速圆周运动，所以重力与电场力大小关系不确定，故B错误．C、a到b的过程中，电场力做负功，重力做正功，由于重力与电场力大小关系不确定，所以合力做的是正功还是负功不确定，所以小球在a点的速度可能最大，也可能最小．故C错误．D、除了重力做功之外，还有电场力做功，所以小球在运动过程中机械能不守恒，故D错误12.【答案】A【解析】分析：由题意可知，开始时带电粒子受力平衡．通过电容的定义式，平行板电容器的电容公式以及匀强电场的电场强度公式进行推导，可得出结论：只改变平行板电容器的板间距离的情况下，平行板电容器内部的电场强度不变，从而可得出正确选项．解答：解：&由此式可知，若Q、S和介质不变，只改变距离d，则电场强度E不变．所以正极板A以固定直线0O′为中心沿竖直方向作微小振幅的缓慢振动时，两金属板间的电场强度不变，带点粒子受到的电场力就不变，其受力情况不变，仍沿直线运动．选项A正确，选项BCD错误二、题13.【答案】 【解析】小球的受力如图所示．由平衡条件得：F电=mgtanθ又F电=qE解得，小球所在处的电场强度： &14.【答案】（1）直流、中央；（2）D【解析】（1）本实验的原理是利用恒定电流场模拟静电场，所以应选用6V的直流电源．要描绘等势线，必须找到等势点，而两个等势点间电势差为零，通过电流计的电流为零，由于电流计两个表笔处电势不同时，电流计指针可能向右偏转，也可能向左偏转，故应零刻度在刻度盘在中央的灵敏电流计．（2）因为电场线与等势线互相垂直，将一个探针固定于y轴上的某一点，将另一探针由O点左侧沿x轴正方向移到O点右侧的过程中，由公式U=Ed知，两探针间电势差先增大后减小，则灵敏电流表G的指针与零刻度夹角先变大后变小．故D正确，ABC错误．故选D15.【答案】A　　　　　；　　　C【解析】试题分析：等势线分布越密电场线分布也越密，由F=qE可知电荷在A点所受电场力最大，对于负电荷来说电势越低电势能越大，沿着电场线电势降低，由此可知C点电势最低，负电荷在该点电势能最大考点：考查电场线和等势线的分布点评：本题难度较小，掌握电势与电场线的分布特点是求解本题的关键
16.【答案】先减小后增大,& 【解析】由题意知从A到O，电场力做正功，电势能减小，从O到B，电场力做负功，电势能增加，故电荷电势能的变化情况为先减小后增大；设O点速度为V，由动能定理：-mgL+qUOA=0&17.【答案】 【解析】平行A板射出的α粒子，它们在类平抛运动，在B板上的集合会是一个圆．平行A板方向，做匀速运动，r=vt垂直A板方向，做匀加速运动， &
18.【答案】-1.8×10-4J； 1.8×10-4J【解析】电场线是描述电场的一种直观手段，沿电场线的方向电势逐渐降低，所以B点电势高于A电势，UAB=-600V．在A B段电场力对电荷做的功为：W＝qUAB＝3.0×10？7×(？600)＝？1.8×10？4J电场力做负功，电势能增加，电势能的增大等于电场力做功的数值：1.8×10-4J19.【答案】（1）增大 （2）减小【解析】由题意，电容器所带电量Q保持不变，若将M板向上移，根据C= 知U增大，所以静电计指针张角增大；若在M、N之间插入云母板，电容增大，Q不变，U减小，所以静电计指针偏角将减小20.【答案】
三、21.【答案】(1)&&&& (2)&
【解析】1）根据牛顿第二定律&& &&&& &&又因为& 所以& & （2）小物块在整个运动过程中，根据动能定理&所以& &
22.【答案】（1）在AB连线上运动过程中能达到最大速度的位置离A点的距离为1/3L．（2）PA和AB连线的夹角θ为arctan （3）p′点即为p【解析】（1）设在AB连线上运动过程中能达到最大速度的位置离A点的距离为x，正电荷在A、B连线上速度最大处应该是电荷所受合力为零&（3）p′点即为p因为正电荷从A点沿管道运动至p的过程中，电场力做正功，它的电势能减小，而从p运动至B的过程中，克服电场力做功，它的电势能增加，因此该正电荷在p处电势能最小，相应p点处的电势能最低．四、实验题23.【答案】(1)&(2)恒定电流的电场& 等量异种点电荷& 正电荷& 负电荷(3)向左【解析】因指针向右偏代表电流从Ⅰ流入,Ⅰ比Ⅱ电势高.而越向左电势越高,∴Ⅱ向左动,提高电势.五、实验探究题24.【答案】电压；增大；减小【解析】电容器充电后与电源断开，电量Q保持不变；静电计可以测量电容器的电压；当插入介质时，？增大，由C= 可知电容将增大；由U=Q/C可知，两板间的电压减小，静电计指针偏角减小
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ?保持通电的平行板间,加入介质后,电容如何变化?再请问,在通电的平行板间加入导体或者绝缘体,电容变?
答：利用平板电容器电容决定式：C=εS/4πkd,（C：电容,ε：介电常数(>1,无单位),d：两板间距离,k：静电力恒量）可是得出(1)加入介质后电容变大,介质的绝缘性越好,ε越大,(2)加入导体等效于距离变小,电容变大；加入绝缘体,就是加入介质,电容变大.
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保持平行板电容器通电时，板间电压U不变，如果加入绝缘介质，则电容值C变大，如果加入导体则电容值C变小。希望帮到你
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高中物理教学论文 平行板电容器中的“一二三四五”
平行板电容器中的“一二三四五”
摘要 电容器是电子和微电子技术中的重要元件。在中学阶段需要掌握的是最基本的平行板电容器。纵观近几年高考，有关此考点的题频频出现。此类题涉及面广，要求逻辑思维能力强，而且分值高。故这一考点值得大家重视。
关键词 场强 含容直流电路 动态分析
电容器是电子和微电子技术中的重要元件。在中学阶段需要掌握的是最基本的平行板电容器。纵观近几年高考，有关此考点的题频频出现，如03年江苏16题，06年全国25题。此类题涉及面广，要求逻辑思维能力强，而且分值高。故这一考点值得大家重视。现把其总结如下，以飨读者。
一、平行板电容器的特点
平行板电容器由两块彼此绝缘、互相靠近的平行金属板组成，两板电荷等量异号，分布在相对两板的内侧，板间形成匀强电场。一个电容器所带电荷量Q与电容器两板的电势差U的比值Q是一个常量，这个比值表征了电容器储存电荷的特性，我们把这个比值叫做电容器U
的电容，其大小由其本身的条件决定，即与正对面积S、板间距离d、是否插入电介质及电介质的特性有关。
二、充、放电过程
1. 充电过程（如图1）
充电电流，电流方向为逆时针，电流强度由大到小；电容器所带电荷量增加；板间电压升高；电场强度增加；充电结束，电容器中无
电流，板间电压与充电电压相等。 图1
电流强度由大到小；放电时极板正负电荷中和，电流方向为顺时针，
电容器中无电流，板间电压为零。
三、基本公式
1. 电容定义式：C?2. 放电过程（如图2）
图2 Q 或Q?CU U
?S2. 电容决定式：C? 4?kd
U3. 板间匀强电场的场强：E? d
四、解题基本规律
1. 平行板电容器充电后，若保持其始终与直流电源相连，则板间电压U不变。当电
容器的板间距离d增大时，由以上公式得C减小，Q减小，E减小。
2. 电容器充电后断开电源，由于电荷不能移动，所以极板的电荷量Q不变。当电容
器的板间距离d增大时，由以上公式得C减小，U增大，E减小。
3. 在直流电路中，电容器充、放电时会形成充、放电电流。当电路稳定后，电容器相
贡献者：gylizongjun
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（单选）两块大小、形状完全相同的金属板平行放置，构成平行板电容器，与它相连接的电路如图所示。闭合开关S，待电路稳定后A.若减小两板间的距离，则两板间电场的场强将减小B.若在两板间插入一块介质，则极板所带电荷量将增大C.若断开S后，在两板间插入一块介质，则两板间的电势差将增大D.若断开S后，减小两板间的距离，则两板间的电势差将增大B浙江省瑞安中学学年高二上学期期中物理试题答案}