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文檔簡介

2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)之靜電場

選擇題(共10小題)

1.一帶正電微粒從靜止開始經(jīng)電壓U1加速后,射入水平放置的平行板電容器,極板間電壓為U2。微粒

射入時緊靠下極板邊緣,速度方向與極板夾角為45°,微粒運(yùn)動軌跡的最高點(diǎn)到極板左右兩端的水平

距離分別為2L和L,到兩極板距離均為d,如圖所示。忽略邊緣效應(yīng),不計重力。下列說法正確的是

B.Ui:U2=2:1

1

C.微粒穿過圖中電容器區(qū)域的速度偏轉(zhuǎn)角度的正切值為萬

D.僅改變微粒的質(zhì)量或者電荷數(shù)量,微粒在電容器中的運(yùn)動軌跡不變

2.有一靜電場,其電勢(p沿x軸方向變化的圖線如圖所示。一個電子(重力不計)從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止

釋放,僅在電場力作用下沿x軸運(yùn)動。下列說法正確的是()

A.電子經(jīng)過P點(diǎn)和Q點(diǎn)加速度大小相等、方向相反

B.電子經(jīng)過P點(diǎn)與Q點(diǎn)時,動能相等

C.電子經(jīng)過P點(diǎn)與Q點(diǎn)時,電場力做功的功率相等

D.電子最遠(yuǎn)可沿x方向運(yùn)動至5m處

3.關(guān)于圖中四幅圖像的說法正確的是()

A.甲圖中,將帶正電的小球C靠近不帶電的導(dǎo)體,再沿圖中虛線將導(dǎo)體分割成A、B兩部分后,A所

帶電荷量小于B所帶電荷量

B.乙圖中,用金屬網(wǎng)把驗(yàn)電器罩起來,使帶電金屬球靠近驗(yàn)電器,箔片會張開

C.丙圖中,處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體腔的內(nèi)外表面感應(yīng)出等量異種電荷,導(dǎo)體殼內(nèi)空腔C電場強(qiáng)度為

0

D.丁圖中,將尖銳的金屬棒安裝在建筑物的頂端并通過導(dǎo)線與大地相連制成避雷針,利用的是尖端放

電原理

4.勻強(qiáng)電場中的三點(diǎn)A、B、C是一個三角形的三個頂點(diǎn),AB的長度為Im,D為AB的中點(diǎn),如圖所示。

已知電場線的方向平行于^ABC所在平面,A、B、C三點(diǎn)的電勢分別為14V、6V和2V。設(shè)電場強(qiáng)度

大小為E,電量為lX10「6c的正電荷從D點(diǎn)移到C點(diǎn)電場力所做的功為W,則()

A.E=8V/mB.E<8V/mC.W=6X10-6JD.W=8X10-6J

5.豎直平面有一如圖所示的正六邊形ABCDEF,。為中心,勻強(qiáng)電場與該平面平行。將一質(zhì)量為m、電

荷為+q的小球從A點(diǎn)向各個方向拋出,拋出時速度大小相等。落到正六邊形上時,C、E兩點(diǎn)電勢能相

等,D、E連線上各點(diǎn)速度大小相等。重力加速度大小為g,下列說法不正確的是()

A.電場強(qiáng)度的方向由A指向0

B.小球經(jīng)過F、C兩點(diǎn)的速度大小滿足VF=VC

C.小球受到的電場力與重力大小相等

D.B、D兩點(diǎn)的電勢滿足<pB=(pD

6.如圖,AB為某電場中的一根電場線,一不計重力的點(diǎn)電荷在A點(diǎn)以初速度vo向B運(yùn)動,一段時間內(nèi)

該電荷沿電場線運(yùn)動的v

AB

A.點(diǎn)電荷一定帶正電

B.電場可能為勻強(qiáng)電場

C.A點(diǎn)電勢一定高于B點(diǎn)電勢

D.該點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的電勢能一定低于在B點(diǎn)的電勢能

7.利用靜電紡絲技術(shù)制備納米纖維材料是近年來材料領(lǐng)域的重要技術(shù)。如圖所示,初始時無電場,噴嘴

處的球形液滴保持靜止;隨著高壓電場逐漸增強(qiáng),液滴帶上正電荷且由球形變?yōu)閳A錐形(即“泰勒錐”);

當(dāng)電壓增至某個臨界值時(假設(shè)此后電壓保持不變),液滴從尖端噴出,在非勻強(qiáng)電場的作用下向下方

運(yùn)動,M、N為直線路徑上的兩點(diǎn)。以下說法正確的是()

A.噴嘴處的球形液滴在無電場的情況下只受重力

B.液滴從M到N的過程做勻加速直線運(yùn)動

C.液滴從M到N的過程電場力做負(fù)功

D.液滴向下做螺旋運(yùn)動時電勢能減小

8.如圖所示為研究高壓帶電體周圍絕緣試驗(yàn)的電場分布圖,由于試驗(yàn)線路比較短,在大的空間尺度下高

壓帶電體A可以等效為點(diǎn)電荷,B、C、D是其周圍的三個金屬導(dǎo)體,均已處于靜電平衡狀態(tài),P、S是

導(dǎo)體C上的兩點(diǎn),M、N是A附近的兩點(diǎn),下列說法正確的是()

B.電場強(qiáng)度EM>EN

C.正電荷在P點(diǎn)的電勢能大于其在S點(diǎn)的電勢能

D.負(fù)電荷在M點(diǎn)的電勢能大于其在N點(diǎn)的電勢能

9.如圖所示,真空中正四面體的四個頂點(diǎn)上分別固定著一個點(diǎn)電荷,其中兩個為正點(diǎn)電荷,另外兩個為

負(fù)點(diǎn)電荷,點(diǎn)電荷的電荷量均相等,O為正四面體的中心,a、b、c、d為4個棱的中點(diǎn),下列說法正

確的是()

A.中心0處的電場強(qiáng)度為0

B.b點(diǎn)和d點(diǎn)的電勢相等

C.a點(diǎn)與c點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同

D.a點(diǎn)與c點(diǎn)的電勢相等

10.一接地金屬板M水平放置,在金屬板M延長線上垂直紙面放置一均勻帶正電的金屬棒N,其剖面圖

中兩者周圍的電場線和等勢線分布如圖所示,則下列說法正確的是()

A.圖中虛線為等勢線

B.a、b兩點(diǎn)場強(qiáng)相同

C.a點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)電勢

D.電子在a點(diǎn)的電勢能大于c點(diǎn)的電勢能

二.多選題(共4小題)

(多選)11.如圖所示,半徑為R的兩平行金屬圓環(huán)豎直固定,兩圓環(huán)各帶等量的同種電荷,電荷量為Q

且電荷分布均勻,兩圓環(huán)中心連線0102與環(huán)面垂直,P、M、F、N、S為連線0102上的五個位置,且

OIP=PM=MF=FN=NS=SO2=RO取無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn)且不計兩圓環(huán)電荷間的相互影響,下列說

法正確的是()

A.01、02兩點(diǎn)場強(qiáng)不為0,電勢為0

B.F點(diǎn)的場強(qiáng)為0,電勢不為0

C.將正的試探電荷q沿連線0102由P點(diǎn)移動到N點(diǎn)其電勢能先減小后增大

…—r,,,(169V2-5V26)kQ

D.P點(diǎn)的場強(qiáng)大小為^---------------

676R2

(多選)12.如圖所示,真空中固定兩等量異種點(diǎn)電荷,A、B、0、C、D為兩電荷連線上的五個點(diǎn),。

為兩電荷連線的中點(diǎn),B0=C0,A0=D0,貝U()

+q-q

A.A、D兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同

B.B、C兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度不相同

C.B、C兩點(diǎn)的電勢相同

D.正電荷在A點(diǎn)的電勢能大于在。點(diǎn)的電勢能

(多選)13.如圖所示,空間存在一個正四面體ABCD(由絕緣材料制成),其棱長為a,G是AB中點(diǎn),

H是BC中點(diǎn),在水平面上頂點(diǎn)A、B各固定一個電荷量為+q(q>0)的點(diǎn)電荷,在頂點(diǎn)C固定一個電

荷量為-q(q>0)的點(diǎn)電荷,靜電力常量為k,則()

A.G處的場強(qiáng)大小為

f2a?z

B.頂點(diǎn)D處的場強(qiáng)大小為埒=警

C.H、D兩點(diǎn)電勢的高低為<PD>(PH

D.電荷Q在G點(diǎn)和H點(diǎn)電勢能為EPG<EPH

(多選)14.如圖所示,兩塊相同的水平金屬板M、N帶等量異種電荷,兩板正對,兩板間有勻強(qiáng)電場(不

考慮邊界效應(yīng)),兩金屬板長為21。M板中心處緊靠M板的a粒子源發(fā)射兩個速率均為vo、比荷均為k

的a粒子1和2o粒子1垂直M板向下射出,到達(dá)N板時的速度大小為avo;粒子2平行M板向右射

出,剛好從N板右端射出。不計a粒子的重力和a粒子間的相互作用,下列說法正確的是()

N---------------------------------

A.N板的電勢低于M板的電勢

B.粒子1從M板運(yùn)動到N板的時間為^------

%

C.粒子2從N板右端射出時的速度大小為2Vo

D.兩板間的電場強(qiáng)度大小為華

kl

三.填空題(共2小題)

15.如圖所示,真空中有一電子以速度v沿著與電場強(qiáng)度垂直的方向自O(shè)點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)電場。以O(shè)為坐標(biāo)

原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系,x軸垂直于電場方向,y軸平行于電場方向,在x軸上取OA=AB=BC,分別自

A、B、C點(diǎn)作與y軸平行的線,跟電子的徑跡交于M、N、P三點(diǎn),則電子經(jīng)M、N、P三點(diǎn)時,沿y

軸的分速度之比為;電子從O點(diǎn)開始連續(xù)經(jīng)過三段相等時間的動能改變量之比

16.某電場的等勢面如圖所示,一個電子僅在電場力作用下運(yùn)動,A、B、C是某軌跡上的三個點(diǎn),A處的

電場強(qiáng)度(選填“大于”或者“小于”)C處的電場強(qiáng)度;電子在A點(diǎn)的速度大小(選

填“大于”、“小于”或者“等于")B點(diǎn)的速度大??;電子從A點(diǎn)移到C點(diǎn),電場力做功eVo

四.解答題(共4小題)

17.當(dāng)架空線路的一根帶電導(dǎo)線斷落在地上時,地面上以導(dǎo)線落地點(diǎn)為中心,形成一個電勢分布區(qū)域,且

離落地點(diǎn)越遠(yuǎn),地面電勢也越低。如果人或牲畜靠近電線落地點(diǎn),就可能發(fā)生觸電事故。帶電導(dǎo)線落地

之后所形成的電場可以近似看成是在落地點(diǎn)放置了一個點(diǎn)電荷Q所產(chǎn)生的電場。

(1)該點(diǎn)電荷Q應(yīng)為(選涂:A.正、B.負(fù))電荷。如圖,a、b為該電場某條電場線上兩點(diǎn),

若兩點(diǎn)處電場強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb,電勢分別為隼a、<pb,則。

A.Ea>Eb,(Pa>q)b

B.Ea>Eb,(pa<(pb

C.EaVEb,<pa>(pb

D.EaVEb,q)a<(pb

(2)若一電荷量為-1,0X10-8c的試探電荷在電場中的某點(diǎn)處所受電場力大小為F=2.0X1()-4N,且

方向向右,則該點(diǎn)處電場強(qiáng)度的大小E=N/C,方向(選涂:A.向左、B.向右);

若試探電荷電量改為-2.0X10-8C,則該點(diǎn)處的電場強(qiáng)度的大小E=N/C?

(3)若將一個電子從A點(diǎn)移至B點(diǎn),電場力做功6.4X1()18J,則此過程中電子的電勢能(選

涂:A.增加、B.減小),AB間的電勢差為V。

(4)若測得該電場中某位置的場強(qiáng)大小為p品,其中p為大地的電阻率,I為落地點(diǎn)流入大地的電流

強(qiáng)度,r為落地點(diǎn)到測量位置的距離,則點(diǎn)電荷Q的電量大小為o

-------?---------?--------A

ab

18.如圖甲所示,質(zhì)量為m的凹槽A放在傾角8=37°的足夠長的絕緣斜面上,斜面固定在水平地面上,

槽內(nèi)左端用輕彈簧和質(zhì)量為2m的物體B相連,空間存在垂直斜面向上的勻強(qiáng)電場、電場強(qiáng)度大小E=

曹(g為重力加速度大小)。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電物體C靜置在凹槽A中時,A、B、C恰

好能處于靜止?fàn)顟B(tài)。如圖乙所示,現(xiàn)將C取出,在A內(nèi)移動B到某位置后撤去外力,此時A、B靜止,

再將C從斜面上A的上方某點(diǎn)由靜止釋放后,C以大小為vo的速度與A碰撞后立即粘在一起。已知A、

B均絕緣且不帶電,A、B間接觸面光滑,凹槽A、物體C與斜面之間動摩擦因數(shù)相同,最大靜摩擦力

等于滑動摩擦力;C與A、C與斜面間都絕緣,整個過程中,物體C所帶的電荷量保持不變,不計空氣

阻力。求:

(1)凹槽A與斜面間的動摩擦因數(shù)內(nèi)

(2)C釋放點(diǎn)離凹槽A上方的距離d;

(3)已知彈簧彈性勢能表達(dá)式為其中卜為彈簧勁度系數(shù)(未知),x為彈簧形變量。當(dāng)彈簧

伸長量變?yōu)榕銮八查g壓縮量的2倍時,A、B、C三者速度恰好相同,求C與A碰撞前彈簧的彈性勢能

Epi;

(4)從C與A碰后瞬間開始計時,經(jīng)過時間3彈簧壓縮量恢復(fù)到與初始時的壓縮量相等,求該過程

中,彈簧彈力對B的沖量大小。

19.在光滑絕緣水平面上放置一質(zhì)量為M=4kg、帶電量為q=+5X10-4c的金屬板A,金屬板左端放置一

個質(zhì)量為m=2kg不帶電的絕緣物塊B。距金屬板右端d=9m處放置一個質(zhì)量也為m=2kg不帶電的絕

緣物塊C,同時加上一個斜向上電場強(qiáng)度大小為E=4X1()4N/C的勻強(qiáng)電場,其方向與水平方向的夾角

為0=53°,如圖所示。電場作用一段時間后,金屬板A與絕緣物塊C發(fā)生彈性碰撞(碰撞時間極短),

此時立即撤去電場,在此后的運(yùn)動過程中,絕緣物塊B始終未滑離金屬板A。己知絕緣物塊B與金屬

板A間的動摩擦因數(shù)為)=0.25,重力加速度大小為g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:

(1)撤去電場前金屬板A受到的電場力大小;

(2)電場的作用時間;

(3)金屬板A的最小長度;

(4)絕緣物塊B與金屬板A間摩擦產(chǎn)生的熱量。

20.如圖所示,水平地面上放一個質(zhì)量。M=lkg的木板,一個質(zhì)量m=lkg、帶電量q=+lXlO^c的小

物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在木板最左端,物塊與木板間的動摩擦因數(shù)因=0.3,木板與水平地面間的動摩

擦因數(shù)陽=0.1。在物塊右側(cè)距物塊Li=6m的區(qū)域有一勻強(qiáng)電場E,電場區(qū)域?qū)挾葹長2=12m,電場強(qiáng)

度大小E=1X1O6N/C,方向豎直向上?,F(xiàn)對木板施加一水平向右恒力F,使物塊進(jìn)入電場區(qū)域前恰好

和木板保持相對靜止向右加速運(yùn)動,物塊剛進(jìn)入電場時撤去恒力F。己知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,

物塊帶電量始終不變,重力加速度g取lOmH,求:

(1)水平恒力F的大小?

(2)物塊離開電場時,木板的速度大???

E

2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)之靜電場

參考答案與試題解析

一.選擇題(共10小題)

1.一帶正電微粒從靜止開始經(jīng)電壓U1加速后,射入水平放置的平行板電容器,極板間電壓為U2。微粒

射入時緊靠下極板邊緣,速度方向與極板夾角為45°,微粒運(yùn)動軌跡的最高點(diǎn)到極板左右兩端的水平

距離分別為2L和L,到兩極板距離均為d,如圖所示。忽略邊緣效應(yīng),不計重力。下列說法正確的是

()

A.L:d=2:1

B.Ui:U2=2:1

1

c.微粒穿過圖中電容器區(qū)域的速度偏轉(zhuǎn)角度的正切值為a

D.僅改變微粒的質(zhì)量或者電荷數(shù)量,微粒在電容器中的運(yùn)動軌跡不變

【考點(diǎn)】帶電粒子先后經(jīng)過加速電場和偏轉(zhuǎn)電場.

【專題】定量思想;推理法;帶電粒子在電場中的運(yùn)動專題;分析綜合能力.

【答案】D

【分析】對微粒經(jīng)電壓U1加速的過程,由動能定理求得微粒射入電容器時的速度大小。微粒在電容器

中水平方向上做勻速直線運(yùn)動,豎直方向上做勻變速直線運(yùn)動。將微粒的運(yùn)動分解處理,根據(jù)牛頓第二

定律與運(yùn)動學(xué)公式解答ABC選項。對于D選項推導(dǎo)微粒在電容器中的運(yùn)動軌跡方程,依據(jù)軌跡方程是

否與微粒的質(zhì)量或者電荷數(shù)量有關(guān)進(jìn)行解答。

【解答】解:B、微粒在電容器中水平方向上做勻速直線運(yùn)動,豎直方向上做勻變速直線運(yùn)動。

根據(jù)電場強(qiáng)度和電勢差的關(guān)系可得:E=監(jiān)

根據(jù)牛頓第二定律得:F=qE=ma

設(shè)微粒射入電容器時的速度為V0,水平方向上分速度為:=170cos45。=孝%,豎直方向上分速度為:

vy=%s出45°=芋為

微粒從射入到運(yùn)動到最高點(diǎn)在豎直方向上由運(yùn)動學(xué)公式可得:哆=2ad

微粒經(jīng)電壓Ui加速的過程,由動能定理得:qU1=1mvo

聯(lián)立解得:Ui:U2=l:1,故B錯誤;

A、微粒從射入到運(yùn)動到最高點(diǎn)過程中,在水平方向上的位移為:x=2L=vxt

在豎直方向上的位移為:y=d=與"t

聯(lián)立解得:L:d=l:1,故A錯誤;

C、微粒射入電容器到最高點(diǎn)過程中有:vy=at

從最高點(diǎn)到穿出電容器的過程中,設(shè)豎直方向上的末速度大小為Vyl。

在水平方向上有:L=Vxtl,在豎直方向上有:Vyl=atl

聯(lián)立解得:Vyl=?Vy=?

設(shè)微粒穿過電容器時,速度方向與水平方向的夾角為a,則有:=2

設(shè)微粒射入電場和水平方向的夾角為0=45°,則tan0=tan45°=1

微粒穿過圖中電容器區(qū)域的速度偏轉(zhuǎn)角度等于a+0,根據(jù)數(shù)學(xué)三角函數(shù)公式可得:tan(a+0)=3,故

C錯誤;

D、微粒在電容器中的運(yùn)動過程,水平方向的位移為x=vxt

豎直方向的位移為:y=Vyt-^at2=。危一,舞{,電)2

聯(lián)立解得:y=久—篇

可知微粒運(yùn)動軌跡與微粒的質(zhì)量或者電荷數(shù)量無關(guān),故僅改變微粒的質(zhì)量或者電荷數(shù)量,微粒在電容器

中的運(yùn)動軌跡不變,故D正確。

故選:D。

【點(diǎn)評】本題考查了帶電粒子在電磁場中的運(yùn)動問題,粒子在加速電場中的加速過程應(yīng)用動能定理求解

獲得的速度,在電場中做勻變速曲線運(yùn)動時,將粒子的運(yùn)動正交分解為兩直線運(yùn)動,依據(jù)分運(yùn)動的獨(dú)立

性與等時性進(jìn)行解答。

2.有一靜電場,其電勢(p沿x軸方向變化的圖線如圖所示。一個電子(重力不計)從坐標(biāo)原點(diǎn)0由靜止

釋放,僅在電場力作用下沿x軸運(yùn)動。下列說法正確的是()

y/v

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40大H-…

20ZrrScr-r-i

oP2Q6x/va

A.電子經(jīng)過P點(diǎn)和Q點(diǎn)加速度大小相等、方向相反

B.電子經(jīng)過P點(diǎn)與Q點(diǎn)時,動能相等

C.電子經(jīng)過P點(diǎn)與Q點(diǎn)時,電場力做功的功率相等

D.電子最遠(yuǎn)可沿x方向運(yùn)動至5m處

【考點(diǎn)】隼-x圖像的理解與應(yīng)用.

【專題】定性思想;推理法;帶電粒子在電場中的運(yùn)動專題;電場力與電勢的性質(zhì)專題;推理能力.

【答案】B

【分析】A、根據(jù)圖像斜率表示電場強(qiáng)度,可知P、Q兩點(diǎn)場強(qiáng)大小和方向的關(guān)系,則可得電子在這兩

點(diǎn)加速度大小和方向的關(guān)系;

BC、根據(jù)P、Q兩點(diǎn)電勢相等,可知電子從P到Q電場力做功為零,根據(jù)動能定理可知兩點(diǎn)動能關(guān)系,

根據(jù)P=Eqv比較電子在這兩點(diǎn)功率大??;

D、根據(jù)電子釋放位置和最遠(yuǎn)位置動能變化為零,則可知在這兩點(diǎn)電勢能的變化為零,則可得兩點(diǎn)電勢

相等,由圖可得結(jié)論。

【解答】解:A、隼-x圖像的斜率表示電場強(qiáng)度,由圖可知P、Q兩點(diǎn)斜率不相等,則場強(qiáng)大小不等,

方向相反,所以電子在這兩點(diǎn)電場力不相等,由牛頓第二定律可知電子經(jīng)過P點(diǎn)和Q點(diǎn)加速度大小不

相等、方向相反,故A錯誤;

BC、由圖可知P、Q兩點(diǎn)電勢相等,所以從P點(diǎn)到Q點(diǎn)電場力做功為零,由動能定理可知電子經(jīng)過P

點(diǎn)與Q點(diǎn)時動能相等,則速率相等,電場力做功的功率P=Eqv,P、Q兩點(diǎn)場強(qiáng)不相等,則功率P不

相等,故B正確,C錯誤;

D、電子從O點(diǎn)開始釋放做加速運(yùn)動,通過x=2m位置后做減速運(yùn)動,當(dāng)電子速度減為零時,電子沿x

軸運(yùn)動最遠(yuǎn),則電子動能的變化為零,可知電場力做功為零,已知電子在坐標(biāo)原點(diǎn)的電勢為0,則速度

減為。的位置電勢為0,由圖可知x=6m處電勢為0,所以電子沿x軸最遠(yuǎn)運(yùn)動到x=6m處,故D錯

誤。

故選:Bo

【點(diǎn)評】本題考查了<p-x圖像,帶電粒子在電場中的運(yùn)動,解題的關(guān)鍵是知道(p-x圖像的斜率表示

電場強(qiáng)度,斜率的絕對值表示場強(qiáng)的大小,斜率的正負(fù)表示場強(qiáng)的方向。

3.關(guān)于圖中四幅圖像的說法正確的是(

A.甲圖中,將帶正電的小球C靠近不帶電的導(dǎo)體,再沿圖中虛線將導(dǎo)體分割成A、B兩部分后,A所

帶電荷量小于B所帶電荷量

B.乙圖中,用金屬網(wǎng)把驗(yàn)電器罩起來,使帶電金屬球靠近驗(yàn)電器,箔片會張開

C.丙圖中,處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體腔的內(nèi)外表面感應(yīng)出等量異種電荷,導(dǎo)體殼內(nèi)空腔C電場強(qiáng)度為

0

D.丁圖中,將尖銳的金屬棒安裝在建筑物的頂端并通過導(dǎo)線與大地相連制成避雷針,利用的是尖端放

電原理

【考點(diǎn)】電荷在導(dǎo)體上的分布、尖端放電;靜電平衡現(xiàn)象、等勢體.

【專題】定性思想;推理法;電場力與電勢的性質(zhì)專題;理解能力.

【答案】D

【分析】將帶正電的小球C靠近不帶電的導(dǎo)體,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)致電荷重新分布,但總電荷守

恒;根據(jù)靜電屏蔽分析判斷;處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體腔的外表面感應(yīng)出等量異種電荷;根據(jù)尖端放電

原理分析。

【解答】解:A.甲圖中,將帶正電的小球C靠近不帶電的導(dǎo)體,再沿圖中虛線將導(dǎo)體分割成A、B兩

部分后,根據(jù)電荷守恒定律,A所帶電荷量等于B所帶電荷量,故A錯誤;

B.乙圖中,用金屬網(wǎng)把驗(yàn)電器罩起來,由于金屬網(wǎng)罩的靜電屏蔽,帶電金屬球靠近驗(yàn)電器時,箔片不

會張開,故B錯誤;

C.丙圖中,處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體腔的外表面感應(yīng)出等量異種電荷,內(nèi)表面沒有電荷,導(dǎo)體殼內(nèi)空

腔C電場強(qiáng)度為0,故C錯誤;

D.丁圖中,將尖銳的金屬棒安裝在建筑物的頂端并通過導(dǎo)線與大地相連制成避雷針,利用的是尖端放

電原理,故D正確。

故選:D。

【點(diǎn)評】該題考查靜電平衡、靜電屏蔽以及尖端放電的應(yīng)用,知道處于靜電感應(yīng)現(xiàn)象的導(dǎo)體,內(nèi)部電場

強(qiáng)度處處為零,電荷全部分布在表面。

4.勻強(qiáng)電場中的三點(diǎn)A、B、C是一個三角形的三個頂點(diǎn),AB的長度為Im,D為AB的中點(diǎn),如圖所示。

已知電場線的方向平行于AABC所在平面,A、B、C三點(diǎn)的電勢分別為14V、6V和2V。設(shè)電場強(qiáng)度

大小為E,電量為lX10-6c的正電荷從D點(diǎn)移到C點(diǎn)電場力所做的功為W,則()

A.E=8V/mB.E<8V/mC.W=6X106JD.W=8X106J

【考點(diǎn)】勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系;電場力做功與電勢能變化的關(guān)系.

【專題】定量思想;推理法;電場力與電勢的性質(zhì)專題;推理能力.

【答案】D

【分析】根據(jù)勻強(qiáng)電場的特點(diǎn)得出D點(diǎn)的電勢,結(jié)合電場力的做功公式和場強(qiáng)的計算公式完成分析。

【解答】解:根據(jù)勻強(qiáng)電場中,因?yàn)镈為AB的中點(diǎn),根據(jù)電勢的變化特點(diǎn)可知D點(diǎn)的電勢為:

%=中=竽唉10U

根據(jù)電場力做功的計算公式可知,電荷從D點(diǎn)移到C點(diǎn)電場力所做的功為:

6_6

W=qUDC=q(<pD-9c)=1x10-x(10-2)/=8xIO/

AB的長度為Im,由于電場強(qiáng)度的方向并不是沿著AB方向,所以AB兩點(diǎn)沿電場方向的距離d<lm,

勻強(qiáng)電場中兩點(diǎn)電勢差與兩點(diǎn)沿電場方向的距離成正比,即U=Ed,所以E>§=與至17nl=8V/m,

故D正確,ABC錯誤;

故選:D。

【點(diǎn)評】本題主要考查了勻強(qiáng)電場的相關(guān)應(yīng)用,熟悉勻強(qiáng)電場的特點(diǎn),結(jié)合電場力的做功公式即可完成

分析。

5.豎直平面有一如圖所示的正六邊形ABCDEF,O為中心,勻強(qiáng)電場與該平面平行。將一質(zhì)量為m、電

荷為+q的小球從A點(diǎn)向各個方向拋出,拋出時速度大小相等。落到正六邊形上時,C、E兩點(diǎn)電勢能相

等,D、E連線上各點(diǎn)速度大小相等。重力加速度大小為g,下列說法不正確的是()

B

A.電場強(qiáng)度的方向由A指向O

B.小球經(jīng)過F、C兩點(diǎn)的速度大小滿足VF=VC

C.小球受到的電場力與重力大小相等

D.B、D兩點(diǎn)的電勢滿足q)B=(pD

【考點(diǎn)】勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系;電場力做功與電勢能變化的關(guān)系.

【專題】定性思想;推理法;帶電粒子在電場中的運(yùn)動專題;電場力與電勢的性質(zhì)專題;分析綜合能力.

【答案】D

【分析】AB、根據(jù)C、E兩點(diǎn)電勢能相等,可知C、E兩點(diǎn)電勢相等,根據(jù)電場線和等勢面的關(guān)系和小

球帶電的極性可知場強(qiáng)的方向,根據(jù)D、E連線上各點(diǎn)速度大小相等,可知小球所受合力的方向,根據(jù)

動能定理可知小球經(jīng)過F、E兩點(diǎn)速度大小;

C、根據(jù)幾何知識和平行四邊形定則分析;

D、根據(jù)場強(qiáng)方向和沿著電場方向電勢降低分析。

【解答】解:AB、C、E兩點(diǎn)電勢能相等,則C、E兩點(diǎn)電勢相等,兩點(diǎn)連線為等勢線,根據(jù)電場線與

等勢線垂直,可知電場強(qiáng)度方向在AD方向上,

D、E連線上各點(diǎn)速度大小相等,可知小球重力和電場力的合力F合方向垂直于DE的連線,如下圖所示:

由于小球帶正電,電場力與電場的方向相同,所以電場強(qiáng)度的方向由A指向O,可知小球的合力從A

指向E,

FC連線與DE連線平行,小球合力與FC連線垂直,所以從A點(diǎn)到CF直線上任意一點(diǎn)合力做功相等,

根據(jù)動能定理可知小球經(jīng)過F、C兩點(diǎn)的速度大小相等,即:VF=VC,故AB正確;

C、由幾何知識可知重力和電場力與合力的夾角都是30°,根據(jù)平行四邊形定則可知小球受到的電場力

與重力大小相等,故C正確;

D、根據(jù)圖中場強(qiáng)的方向以及沿著電場方向電勢降低,可知5B>(PD,故D錯誤。

本題選錯誤的,故選:D。

【點(diǎn)評】本題考查了帶電粒子在電場中的運(yùn)動,解題的關(guān)鍵是根據(jù)D、E連線上各點(diǎn)速度大小相等可知

小球合力的方向,根據(jù)C、E兩點(diǎn)電勢能相等可知兩點(diǎn)電勢相等,在勻強(qiáng)電場中電勢相等的兩點(diǎn)的連線

為等勢線。

6.如圖,AB為某電場中的一根電場線,一不計重力的點(diǎn)電荷在A點(diǎn)以初速度vo向B運(yùn)動,一段時間內(nèi)

該電荷沿電場線運(yùn)動的v-t圖象如圖,則()

A.點(diǎn)電荷一定帶正電

B.電場可能為勻強(qiáng)電場

C.A點(diǎn)電勢一定高于B點(diǎn)電勢

D.該點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的電勢能一定低于在B點(diǎn)的電勢能

【考點(diǎn)】電場力做功與電勢能變化的關(guān)系;電場線的定義及基本特征.

【專題】定性思想;推理法;帶電粒子在電場中的運(yùn)動專題;推理能力.

【答案】D

【分析】AC、根據(jù)v-t圖像可知電場力做功的正負(fù),則可知電場力的方向,場強(qiáng)方向未知,則電荷的

正負(fù)未知,根據(jù)沿著電場方向電勢降低,分析A、B兩點(diǎn)電勢的高低;

B、根據(jù)v-t圖像斜率表示加速度、牛頓第二定律可知電場力大小、電場強(qiáng)度大小變化特點(diǎn),則可得結(jié)

論;

D、根據(jù)只有電場力做功,帶電粒子的動能和電勢能的和不變分析。

【解答】解:AC、點(diǎn)電荷從A點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動,由v-t圖像可知點(diǎn)電荷速度減小,可知電場力做負(fù)功,

則電場力方向水平向左,若場強(qiáng)的方向水平向左,則點(diǎn)電荷帶正電,根據(jù)沿著電場方向電勢降低,可知

A點(diǎn)電勢低于B點(diǎn)電勢,若場強(qiáng)的方向水平向右,則點(diǎn)電荷帶負(fù)電,A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢,故AC

錯誤;

B、v-t圖像的斜率表示加速度,由圖可知加速度逐漸減小,由牛頓第二定律可知電場力減小,則電場

強(qiáng)度減小,所以該電場不是勻強(qiáng)電場,故B錯誤;

D、由v-t圖像可知點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的動能大于B點(diǎn)的動能,根據(jù)只有電場力做功,帶電粒子的動能和

電勢能相互轉(zhuǎn)化,兩者的和不變,可知該點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的電勢能一定低于在B點(diǎn)的電勢能,故D正確。

故選:D。

【點(diǎn)評】本題考查了帶電粒子在電場中的運(yùn)動,解題的關(guān)鍵是知道v-t圖像的斜率表示加速度,知道

只有電場力做功,帶電粒子的動能和電勢能相互轉(zhuǎn)化,兩者的和不變。

7.利用靜電紡絲技術(shù)制備納米纖維材料是近年來材料領(lǐng)域的重要技術(shù)。如圖所示,初始時無電場,噴嘴

處的球形液滴保持靜止;隨著高壓電場逐漸增強(qiáng),液滴帶上正電荷且由球形變?yōu)閳A錐形(即“泰勒錐”);

當(dāng)電壓增至某個臨界值時(假設(shè)此后電壓保持不變),液滴從尖端噴出,在非勻強(qiáng)電場的作用下向下方

運(yùn)動,M、N為直線路徑上的兩點(diǎn)。以下說法正確的是()

A.噴嘴處的球形液滴在無電場的情況下只受重力

B.液滴從M到N的過程做勻加速直線運(yùn)動

C.液滴從M到N的過程電場力做負(fù)功

D.液滴向下做螺旋運(yùn)動時電勢能減小

【考點(diǎn)】從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場中的問題;電場力做功與電勢能變化的關(guān)系.

【專題】比較思想;推理法;帶電粒子在電場中的運(yùn)動專題;推理能力.

【答案】D

【分析】噴嘴處的球形液滴在無電場的情況下受重力和噴嘴的引力;液滴從M到N的過程,電場力是

變化的,做的是非勻加速直線運(yùn)動;根據(jù)電場力方向與位移方向的關(guān)系判斷電場力做功正負(fù),從而判斷

出電勢能變化情況。

【解答】解:A、噴嘴處的球形液滴在無電場的情況下受重力和噴嘴的引力兩個力作用,故A錯誤;

B、液滴在非勻強(qiáng)電場中運(yùn)動,所受電場力是變力,則合力是變化的,加速度是變化的,所以液滴從M

到N的過程做變加速直線運(yùn)動,故B錯誤;

C、液滴帶正電,從M到N的過程中受到的電場力方向豎直向下,與位移方向相同,則電場力做正功,

故C錯誤;

D、液滴向下做螺旋運(yùn)動時,電場力做正功,電勢能減小,故D正確。

故選:D。

【點(diǎn)評】本題考查帶電粒子在電場力作用下的運(yùn)動,要明確液滴的受力情況,能根據(jù)電場力方向與位移

方向的關(guān)系判斷電場力做功情況。

8.如圖所示為研究高壓帶電體周圍絕緣試驗(yàn)的電場分布圖,由于試驗(yàn)線路比較短,在大的空間尺度下高

壓帶電體A可以等效為點(diǎn)電荷,B、C、D是其周圍的三個金屬導(dǎo)體,均已處于靜電平衡狀態(tài),P、S是

B.電場強(qiáng)度EM>EN

C.正電荷在P點(diǎn)的電勢能大于其在S點(diǎn)的電勢能

D.負(fù)電荷在M點(diǎn)的電勢能大于其在N點(diǎn)的電勢能

【考點(diǎn)】電場力做功與電勢能變化的關(guān)系;電場強(qiáng)度與電場力的關(guān)系和計算.

【專題】定性思想;推理法;電場力與電勢的性質(zhì)專題;理解能力.

【答案】B

【分析】AC、根據(jù)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部處處場強(qiáng)為零,導(dǎo)體為一個等勢體分析,根據(jù)由EP=

<pq分析P、S兩點(diǎn)電勢能大小關(guān)系;

BD、根據(jù)電場線的疏密分析M、N兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小關(guān)系,根據(jù)沿著電場線的方向電勢降低分析M、

N兩點(diǎn)電勢大小關(guān)系,根據(jù)Ep=(pq比較M、N兩點(diǎn)電勢能大小關(guān)系。

【解答】解:AC、金屬導(dǎo)體C處于靜電平衡狀態(tài),內(nèi)部場強(qiáng)處處為零,是一個等勢體,所以P、S兩

點(diǎn)的電場強(qiáng)度Ep=Es,P、S兩點(diǎn)的電勢cpp=cps,由Ep=cpq可知正電荷在P點(diǎn)的電勢能等于其在S

點(diǎn)的電勢能,故AC錯誤;

BD、根據(jù)電場線的疏密可知M、N兩點(diǎn)電場強(qiáng)度EM>EN,根據(jù)沿著電場線的方向電勢降低可知M、N

兩點(diǎn)電勢(pM>(pN,由Ep=(pq可知負(fù)電荷在M點(diǎn)的電勢能小于其在N點(diǎn)的電勢能,故B正確,D錯

誤。

故選:Bo

【點(diǎn)評】本題考查了電場力做功與電勢能的關(guān)系、靜電平衡,電場線,解題的關(guān)鍵是知道處于靜電平衡

狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零,導(dǎo)體為一個等勢體,熟記電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱,沿著電場的方

向電勢降低。

9.如圖所示,真空中正四面體的四個頂點(diǎn)上分別固定著一個點(diǎn)電荷,其中兩個為正點(diǎn)電荷,另外兩個為

負(fù)點(diǎn)電荷,點(diǎn)電荷的電荷量均相等,O為正四面體的中心,a、b、c、d為4個棱的中點(diǎn),下列說法正

確的是()

A.中心0處的電場強(qiáng)度為0

B.b點(diǎn)和d點(diǎn)的電勢相等

C.a點(diǎn)與c點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同

D.a點(diǎn)與c點(diǎn)的電勢相等

【考點(diǎn)】電勢的定義、單位和物理意義;電場強(qiáng)度的疊加;電場強(qiáng)度與電場力的關(guān)系和計算.

【專題】定量思想;推理法;電場力與電勢的性質(zhì)專題;推理能力.

【答案】D

【分析】根據(jù)電場強(qiáng)度疊加的矢量原則,結(jié)合電場力做功和電勢能變化關(guān)系分析求解。

【解答】解:A.將兩個正點(diǎn)電荷作為一組等量正點(diǎn)電荷,將兩個負(fù)點(diǎn)電荷作為一組等量負(fù)點(diǎn)電荷,可知

兩個正點(diǎn)電荷在中心O處的電場強(qiáng)度方向沿O指向d,兩個負(fù)點(diǎn)電荷在中心0處形成的電場強(qiáng)度方向

也沿0指向d,根據(jù)電場強(qiáng)度疊加原則,中心。的合電場強(qiáng)度一定不為0,故A錯誤;

B.將一個正試探點(diǎn)電荷從b點(diǎn)沿直線移動到d點(diǎn),兩個正點(diǎn)電荷和兩個負(fù)點(diǎn)電荷均對其做正功,電場力

做正功,電勢能減小,因?yàn)樵囂诫姾蔀檎姾桑蔮點(diǎn)的電勢高于d點(diǎn)的電勢,故B錯誤;

D.將a點(diǎn)所在棱的兩端的點(diǎn)電荷看作一組等量異號點(diǎn)電荷,另外兩個點(diǎn)電荷也看作一組等量異號點(diǎn)電荷,

a、c兩點(diǎn)均在等量異種電荷的中垂線上,故a點(diǎn)和c點(diǎn)的電勢相等,故D正確;

C.根據(jù)電場疊加原理,a點(diǎn)和c點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相同,方向不同,故C錯誤。

故選:D。

【點(diǎn)評】本題考查了電場強(qiáng)度和電勢,理解各個物理量的關(guān)系和計算是解決此類問題的關(guān)鍵。

10.一接地金屬板M水平放置,在金屬板M延長線上垂直紙面放置一均勻帶正電的金屬棒N,其剖面圖

中兩者周圍的電場線和等勢線分布如圖所示,則下列說法正確的是()

A.圖中虛線為等勢線

B.a、b兩點(diǎn)場強(qiáng)相同

C.a點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)電勢

D.電子在a點(diǎn)的電勢能大于c點(diǎn)的電勢能

【考點(diǎn)】電場力做功與電勢能變化的關(guān)系;電勢的定義、單位和物理意義;等勢面及其與電場線的關(guān)系;

電場線的定義及基本特征.

【專題】定性思想;推理法;電場力與電勢的性質(zhì)專題;推理能力.

【答案】C

【分析】A、根據(jù)金屬板左端感應(yīng)電荷的正負(fù),電場線由正電荷出發(fā),終止于負(fù)電荷分析;

B、根據(jù)a、b兩點(diǎn)場強(qiáng)方向不同分析;

CD、根據(jù)順著電場線方向電勢降低分析電勢高低,根據(jù)負(fù)電荷電勢越高電勢能越低分析電子在a、b兩

點(diǎn)電勢能的大小關(guān)系。

【解答】解:A、金屬棒N帶正電,在金屬板左端感應(yīng)出負(fù)電荷,電場線由正電荷出發(fā),終止于負(fù)電荷,

可知虛線為電場線,故A錯誤;

B、畫出過a、b兩點(diǎn)的電場線,兩點(diǎn)電場強(qiáng)度方向沿著電場線切線方向,如下圖所示:

由圖可知,a、b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度方向不同,所以a、b兩點(diǎn)場強(qiáng)不相同,故B錯誤;

CD、電場線由N指向M,順著電場線電勢降低,可知(pa><pc,電子帶負(fù)電,所以Epa<Epc,故C正

確,D錯誤。

故選:Co

【點(diǎn)評】本題考查了電場線、等勢面、電勢能大小的比較,解題的關(guān)鍵是知道金屬板M在正電荷產(chǎn)生

的電場的作用下,左端感應(yīng)出負(fù)電荷,電場線由正電荷出發(fā),終止于負(fù)電荷,且金屬板處于靜電平衡,

金屬板是一個等勢體,電場線與導(dǎo)體表面垂直。知道沿著電場線方向電勢降低。

二.多選題(共4小題)

(多選)11.如圖所示,半徑為R的兩平行金屬圓環(huán)豎直固定,兩圓環(huán)各帶等量的同種電荷,電荷量為Q

且電荷分布均勻,兩圓環(huán)中心連線0102與環(huán)面垂直,P、M、F、N、S為連線0102上的五個位置,且

OIP=PM=MF=FN=NS=SO2=RO取無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn)且不計兩圓環(huán)電荷間的相互影響,下列說

法正確的是()

A.01、02兩點(diǎn)場強(qiáng)不為0,電勢為0

B.F點(diǎn)的場強(qiáng)為0,電勢不為0

C.將正的試探電荷q沿連線0102由P點(diǎn)移動到N點(diǎn)其電勢能先減小后增大

D.P點(diǎn)的場強(qiáng)大小姆篝著駟

【考點(diǎn)】電勢的定義、單位和物理意義;點(diǎn)電荷與均勻帶電球體(球殼)周圍的電場;電場強(qiáng)度的疊加;

電場力做功與電勢能變化的關(guān)系.

【專題】定量思想;推理法;類比法;電場力與電勢的性質(zhì)專題;推理能力.

【答案】BD

【分析】根據(jù)等量同種電荷的對稱性分析,利用微元法進(jìn)行求解。

【解答】解:AB、題目中以無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn),易知無窮遠(yuǎn)處場強(qiáng)為零,由對稱性可知,F(xiàn)點(diǎn)處場

強(qiáng)為零,兩圓環(huán)帶等量電荷,如果是都帶正電荷,01、02處電勢高于零,如果都帶負(fù)電荷,01、02處

電勢低于零,故A錯誤,B正確。

C、由于兩圓環(huán)帶電荷性質(zhì)不知道,所以,到F電勢變化有兩種可能性,所以將正的試探電荷q沿連線

0102由P點(diǎn)移動到N點(diǎn)其電勢能有可能先減小后增大,也有可能先增大后減小,故C錯誤。

D、P點(diǎn)場強(qiáng)是兩圓環(huán)在P處場強(qiáng)矢量和,P點(diǎn)的場強(qiáng)大小為吉=———2kQ2?

@R)JR2+R2R2+(5R)2

5R=費(fèi)6Q,方向有兩種可能,故D正確。

J/+(5R)2676R2

故選:BDo

【點(diǎn)評】本題考查了電荷分布均勻圓環(huán)的帶電體的場強(qiáng)和電勢分布,熟練掌握等量異種電荷的電場線分

布是解題的基礎(chǔ)。

(多選)12.如圖所示,真空中固定兩等量異種點(diǎn)電荷,A、B、0、C、D為兩電荷連線上的五個點(diǎn),。

為兩電荷連線的中點(diǎn),BO=CO,AO=DO,貝!J()

+q-q

?--—?—?—?—(^)—?

ABOCD

A.A、D兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同

B.B、C兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度不相同

C.B、C兩點(diǎn)的電勢相同

D.正電荷在A點(diǎn)的電勢能大于在。點(diǎn)的電勢能

【考點(diǎn)】電勢的定義、單位和物理意義;電場線的定義及基本特征;電場力做功與電勢能變化的關(guān)系.

【專題】定性思想;推理法;電場力與電勢的性質(zhì)專題;分析綜合能力.

【答案】AD

【分析】等量異種電荷的電場強(qiáng)度分布情況,電勢分布情況,利用對稱性求解。

【解答】解:A.根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場分布的對稱性可知A、D兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等、方向相同,

即A、D兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同,故A正確;

B.根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場分布的對稱性可知B、C兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等、方向相同,即B、C兩

點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同,故B錯誤;

C.沿電場線電勢降低,根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場分布可知,B點(diǎn)電勢高于C點(diǎn)電勢,故C錯誤;

D.沿電場線電勢降低,根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場分布可知,4點(diǎn)電勢高于D點(diǎn)電勢,根據(jù)Ep=cpq可知,

正電荷在A點(diǎn)的電勢能大于在D點(diǎn)的電勢能,故D正確。

故選:ADo

【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵是要知道等量異種電荷周圍電場線的特點(diǎn),會根據(jù)電場線分析電勢的高低,掌

握判斷電勢能高低的方法。

(多選)13.如圖所示,空間存在一個正四面體ABCD(由絕緣材料制成),其棱長為a,G是AB中點(diǎn),

H是BC中點(diǎn),在水平面上頂點(diǎn)A、B各固定一個電荷量為+q(q>0)的點(diǎn)電荷,在頂點(diǎn)C固定一個電

荷量為-q(q>0)的點(diǎn)電荷,靜電力常量為k,則()

D

Gn

A.G處的場強(qiáng)大小為學(xué)

B.頂點(diǎn)D處的場強(qiáng)大小為琦=當(dāng)

C.H、D兩點(diǎn)電勢的高低為隼D>q)H

D.電荷Q在G點(diǎn)和H點(diǎn)電勢能為EPG<EPH

【考點(diǎn)】電勢的定義、單位和物理意義;電場力做功的計算及其特點(diǎn);電場力做功與電勢能變化的關(guān)系.

【專題】開放題;定量思想;推理法;電場力與電勢的性質(zhì)專題;分析綜合能力.

【答案】BD

【分析】根據(jù)等量異種電荷和等量同種電荷的電場特點(diǎn)和電場強(qiáng)度的矢量疊加法則計算即可;

根據(jù)沿電場線方向電勢逐漸降低來分析電勢的特點(diǎn);

結(jié)合電勢能與電勢之間的關(guān)系來分析電勢能的大小。

【解答】解:A、由點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式后=粵和電場強(qiáng)度疊加原理可知:EG=ECG=一%~廣翱,

八(axsin60°)z3az

故A錯誤;

T->IT2->2->->/2L-/J

B、同理可得:ED=EAB+=個EAB+EC-2EABEccosl20°=故B正確;

CD、據(jù)等量同種和等量異種點(diǎn)電荷周圍空間的電勢分部特點(diǎn)可知,<pD<<pH,<pG>(pH,故負(fù)電荷在G

點(diǎn)與H點(diǎn)電勢能:EPG<EPH,故C錯誤,D正確。

故選:BDo

【點(diǎn)評】本題考查點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度的矢量疊加以及電勢的疊加,屬于基礎(chǔ)題。

(多選)14.如圖所示,兩塊相同的水平金屬板M、N帶等量異種電荷,兩板正對,兩板間有勻強(qiáng)電場(不

考慮邊界效應(yīng)),兩金屬板長為21。M板中心處緊靠M板的a粒子源發(fā)射兩個速率均為vo、比荷均為k

的a粒子1和2o粒子1垂直M板向下射出,到達(dá)N板時的速度大小為&vo;粒子2平行M板向右射

出,剛好從N板右端射出。不計a粒子的重力和a粒子間的相互作用,下列說法正確的是()

N---------------------

A.N板的電勢低于M板的電勢

B.粒子1從M板運(yùn)動到N板的時間為-------

%

C.粒子2從N板右端射出時的速度大小為2Vo

、vo2

D.兩板間的電場強(qiáng)度大小為

kl

【考點(diǎn)】從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場中的問題;勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系.

【專題】定量思想;推理法;帶電粒子在電場中的運(yùn)動專題;分析綜合能力.

【答案】ABD

【分析】A.粒子帶正電,平行M板向右射出,剛好從N板右端射出,即可判斷兩板電勢高低;

BCD.對于平行M板向下的粒子剛好從N板下端射出,在兩板間做類平拋運(yùn)動,根據(jù)類平拋運(yùn)動列式求

解粒子在兩板間的時間、加速度、和兩板間距的大小,由速度的合成法則求合速度及電場大小。

【解答】解:A.a粒子帶正電,粒子2平行M板向右射出,剛好從N板右端射出,N板的電勢低于

M板的電勢,故A正確;

C.電場力對兩粒子做功相同,粒子2從N板右端射出時的速度大小應(yīng)為迎vo,故C錯誤;

D.粒子2在兩板間運(yùn)動的時間

t2=±

%

粒子2從N板右端射出時豎直向下的分速度大小為

Vy=at2=V0

粒子在兩板間運(yùn)動的加速度大小

qEi口

a=—=kE

m

解得

172

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