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文檔簡介
專題07電場
一、多選題
1.(2024?全國?統(tǒng)考高考真題)在。點(diǎn)處固定一個(gè)正點(diǎn)電荷,尸點(diǎn)在。點(diǎn)右上方。從
P點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)帶負(fù)電的小球,小球僅在重力和該點(diǎn)電荷電場力作用下在豎直面內(nèi)
運(yùn)動(dòng),其一段軌跡如圖所示。以”是軌跡上的兩點(diǎn),OP)OM,OM=ON,則小球()
A.在運(yùn)動(dòng)過程中,電勢能先增加后削減
B.在尸點(diǎn)的電勢能大于在"點(diǎn)的電勢能
C.在〃點(diǎn)的機(jī)械能等于在“點(diǎn)的機(jī)械能
D.從〃點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到“點(diǎn)的過程中,電場力始終不做功
【答案】BC
【詳解】ABC.由題知,OP>OM,OM=ON,則依據(jù)點(diǎn)電荷的電勢分布狀況可知
小產(chǎn)小投6P
則帶負(fù)電的小球在運(yùn)動(dòng)過程中,電勢能先減小后增大,且
則帶負(fù)電的小球在〃點(diǎn)的機(jī)械能等于在M點(diǎn)的機(jī)械能,A錯(cuò)誤、BC正確;
D.從〃點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中,電場力先做正功后做負(fù)功,D錯(cuò)誤。
故選BCo
2.(2024?海南?統(tǒng)考高考真題)如圖所示,正三角形三個(gè)頂點(diǎn)固定三個(gè)等量電荷,其
中A3帶正電,C帶負(fù)電,。、M.N為AB邊的四等分點(diǎn),下列說法正確的是()
一C
A(+)---?-------■----------?---(+)R
M0N
A.M.N兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同B.M,N兩點(diǎn)電勢相同
C.負(fù)電荷在M點(diǎn)電勢能比在。點(diǎn)時(shí)要小D.負(fù)電荷在N點(diǎn)電勢能比在。點(diǎn)時(shí)要大
【答案】BC
【詳解】A.依據(jù)場強(qiáng)疊加以及對(duì)稱性可知,可兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小相同,但是方向不同,
選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.因在48處的正電荷在"V兩點(diǎn)的合電勢相等,在C點(diǎn)的負(fù)電荷在解兩點(diǎn)的電勢也相
等,則就兩點(diǎn)電勢相等,選項(xiàng)B正確;
CD.因負(fù)電荷從〃到。,因"兩電荷的合力對(duì)負(fù)電荷的庫侖力從。指向弘則該力對(duì)負(fù)
電荷做負(fù)功,C點(diǎn)的負(fù)電荷也對(duì)該負(fù)電荷做負(fù)功,可知三個(gè)電荷對(duì)該負(fù)電荷的合力對(duì)其
做負(fù)功,則該負(fù)電荷的電勢能增加,即負(fù)電荷在〃點(diǎn)的電勢能比在。點(diǎn)小;同理可知負(fù)
電荷在“點(diǎn)的電勢能比在。點(diǎn)小。選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。
故選BCo
3.(2024?遼寧?統(tǒng)考高考真題)圖(a)為金屬四極桿帶電粒子質(zhì)量分析器的局部結(jié)
構(gòu)示意圖,圖(步為四極桿內(nèi)垂直于x軸的隨意截面內(nèi)的等勢面分布圖,相鄰兩等勢
面間電勢差相等,則()
A.一點(diǎn)電勢比〃點(diǎn)的低
B.尸點(diǎn)電場強(qiáng)度大小比〃點(diǎn)的大
C.〃點(diǎn)電場強(qiáng)度方向沿z軸正方向
D.沿x軸運(yùn)動(dòng)的帶電粒子,電勢能不變
【答案】CD
【詳解】A.因尸點(diǎn)所在的等勢面高于〃點(diǎn)所在的等勢面,可知尸點(diǎn)電勢比〃點(diǎn)的高,
選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.因〃點(diǎn)所在的等差等勢面密集,則〃點(diǎn)場強(qiáng)較尸點(diǎn)大,即尸點(diǎn)電場強(qiáng)度大小比〃點(diǎn)
的小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.場強(qiáng)方向垂直等勢面,且沿電場線方向電勢慢慢降低,可知〃點(diǎn)電場強(qiáng)度方向沿z
軸正方向,選項(xiàng)C正確;
D.因x軸上個(gè)點(diǎn)電勢相等,則沿x軸運(yùn)動(dòng)的帶電粒子,則電勢能不變,選項(xiàng)D正確。
故選CD。
4.(2024?浙江?統(tǒng)考高考真題)以下試驗(yàn)中,說法正確的是()
A.“視察電容器的充、放電現(xiàn)象”試驗(yàn)中,充電時(shí)電流慢慢增大,放電時(shí)電流慢慢
減小
B.“用油膜法估測油酸分子的大小”試驗(yàn)中,滴入油酸酒精溶液后,需盡快描下油
膜輪廓,測出油膜面積
C.“視察光敏電阻特性”和“視察金屬熱電阻特性”試驗(yàn)中,光照強(qiáng)度增加,光敏
電阻阻值減??;溫度上升,金屬熱電阻阻值增大
D.“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”試驗(yàn)中,假如可拆變壓器的“橫梁”
鐵芯沒裝上,原線圈接入10V的溝通電時(shí),副線圈輸出電壓不為零
【答案】CD
【詳解】A.“視察電容器的充、放電現(xiàn)象”試驗(yàn)中,充電時(shí)電流慢慢減小,放電時(shí)電
流慢慢增大,故A錯(cuò)誤;
B.“用油膜法估測油酸分子的大小”試驗(yàn)中,滴入油酸酒精溶液后,需待油酸溶液全
部散開,形態(tài)穩(wěn)定后,用一玻璃板輕輕蓋在淺盤上,然后用水筆把油酸溶液的輪廓畫在
玻璃板上,測出油膜面積,故B錯(cuò)誤;
C.“視察光敏電阻特性”試驗(yàn)中,光照強(qiáng)度增加,光敏電阻阻值減?。弧耙暡旖饘贌?/p>
電阻特性”試驗(yàn)中,溫度上升,金屬熱電阻阻值增大,故c正確;
D.“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”試驗(yàn)中,假如可拆變壓器的“橫梁”
鐵芯沒裝上,原線圈接入10V的溝通電時(shí),變壓器的效果減弱,副線圈磁通量還是會(huì)發(fā)
生變更,副線圈輸出電壓不為零,故D正確。
故選CDo
5.(2024?山東?統(tǒng)考高考真題)如圖所示,正六棱柱上下底面的中心為。和。,4
,兩點(diǎn)分別固定等量異號(hào)的點(diǎn)電荷,下列說法正確的是()
A.9點(diǎn)與C'點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等
B.8'點(diǎn)與E'點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向相同
C.H點(diǎn)與尸點(diǎn)的電勢差小于CX點(diǎn)與點(diǎn)的電勢差
D.將摸索電荷+夕由戶點(diǎn)沿直線移動(dòng)到。點(diǎn),其電勢能先增大后減小
【答案】ACD
【詳解】D.將六棱柱的上表面拿出
由幾何條件可知正電荷在⑺中點(diǎn)《的場強(qiáng)方向垂直O(jiān)F,則4點(diǎn)的合場強(qiáng)與毋'的夾角
為銳角,在6點(diǎn)的場強(qiáng)和卯的夾角為鈍角,因此將正電荷從尸移到。點(diǎn)過程中電場力
先做負(fù)功后做正功,電勢能先增大后減小,D正確;
C.由等量異種電荷的電勢分布可知
%.=夕>0,夕”=一夕<0,(po=0,(p^>0
因此
c正確;
AB.由等量異種電荷的對(duì)稱性可知F'和C電場強(qiáng)度大小相等,8'和E'電場強(qiáng)度方向不
同,A正確B錯(cuò)誤;
故選ACD。
6.(2024?福建?高考真題)我國霍爾推動(dòng)器技術(shù)世界領(lǐng)先,其簡化的工作原理如圖所
示。放電通道兩端電極間存在一加速電場,該區(qū)域內(nèi)有一與電場近似垂直的約束磁場(未
畫出)用于提高工作物質(zhì)被電離的比例。工作時(shí),工作物質(zhì)債氣進(jìn)入放電通道后被電離
為流離子,再經(jīng)電場加速噴出,形成推力。某次測試中,值氣被電離的比例為95%,敬
離子噴射速度為L6xl0"m/s,推動(dòng)器產(chǎn)生的推力為80mN。已知氤離子的比荷為
7.3xlO5C/kg;計(jì)算時(shí),取債離子的初速度為零,忽視磁場對(duì)離子的作用力及粒子之間
的相互作用,則()
放電通道O*
O>
陽極陰極
A.債離子的加速電壓約為175V
B.沆離子的加速電壓約為700V
C.債離子向外噴射形成的電流約為37A
D.每秒進(jìn)入放電通道的管氣質(zhì)量約為5.3xl(T6kg
【答案】AD
【詳解】AB.敬離子經(jīng)電場加速,依據(jù)動(dòng)能定理有
12
qU=—mv-0
可得加速電壓為
v2
U=----?175V
2(9)
m
故A正確,B錯(cuò)誤;
D.在"時(shí)間內(nèi),有質(zhì)量為△〃?的抗離子以速度v噴射而出,形成電流為/,由動(dòng)量定理
可得
FAt=Amv—0
進(jìn)入放電通道的抗氣質(zhì)量為A%,被電離的比例為〃,則有
NtI\t)
聯(lián)立解得
^2-=—?5.3xl0-6kg
Azr/v
故D正確;
C.在"時(shí)間內(nèi),有電荷量為的管離子噴射出,則有
A2=1=^
\m)Ar
聯(lián)立解得
【Efe"7A
故C錯(cuò)誤。
故選AD。
7.(2024?重慶?高考真題)如圖為兩點(diǎn)電荷0、。的電場等勢面分布示意圖,Q、Q'
位于x軸上,相鄰等勢面的電勢差為3V。若x軸上的〃點(diǎn)和“點(diǎn)位于0V等勢面上,P
為某等勢面上一點(diǎn),則()
產(chǎn)-、沖//;於J、
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〃'、、''珍列N、Q':!;x
A.”點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小比〃點(diǎn)的大
B.0為正電荷
C.〃點(diǎn)的電場方向沿x軸負(fù)方向
D.9點(diǎn)與〃點(diǎn)的電勢差為12V
【答案】AD
【詳解】A.等差等勢線的密度體現(xiàn)場強(qiáng)的大小,由圖可知”點(diǎn)的等差等勢線比〃點(diǎn)更
密,則”點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小比〃點(diǎn)的大,故A正確;
B.沿著電場線電勢慢慢降低,由圖可知電場線由及指向0,則0為負(fù)電荷,故B錯(cuò)誤;
C.沿著電場線電勢慢慢降低,結(jié)合各等勢線的電勢凹凸關(guān)系可知〃點(diǎn)的電場方向沿x
軸正方向,故C錯(cuò)誤;
D.〃點(diǎn)與“點(diǎn)等勢均為0V,產(chǎn)點(diǎn)與4點(diǎn)的等勢線間隔四個(gè),而相鄰等勢面的電勢差為3V,
則P點(diǎn)與〃點(diǎn)的電勢差為12V,故D正確。
故選AD。
8.(2024?海南?高考真題)某帶電體四周的電場線和等勢面如圖所示,設(shè)/點(diǎn)的電場
強(qiáng)度為EA,電勢為外,6點(diǎn)的電場強(qiáng)度為石己,電勢為外,則有()
A.EA>EBB.EA<EBC.(PA>(pBD.<PA?PB
【答案】BD
【詳解】AB.依據(jù)電場線的疏密程度表示電場的強(qiáng)弱,電場線越密,電場強(qiáng)度越大,則
6點(diǎn)的電場強(qiáng)度較大,即
E*<EB
故A錯(cuò)誤,B正確;
CD.依據(jù)電場線與等勢面垂直,且電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面,所以8點(diǎn)
的電勢較大,即
(PA<(PB
故C錯(cuò)誤,D正確。
故選BDo
9.(2024?海南?高考真題)如圖,帶正電3x10-5(2的物塊/放在水平桌面上,利用細(xì)
繩通過光滑的滑輪與6相連,/處在勻強(qiáng)電場中,E=4X105N/C,從。起先,/與桌
面的動(dòng)摩擦因數(shù)〃隨X的變更如圖所示,取。點(diǎn)電勢能為零,A8質(zhì)量均為1kg,B離
A.它們運(yùn)動(dòng)的最大速度為lm/s
B.它們向左運(yùn)動(dòng)的最大位移為1m
C.當(dāng)速度為0.6m/s時(shí),/的電勢能可能是-2.4J
D.當(dāng)速度為0.6m/s時(shí),繩子的拉力可能是9.2N
【答案】ACD
【詳解】AB.由題知
f=/jmg=2無
設(shè)2向左移動(dòng)x后速度為零,對(duì)爾夕系統(tǒng)有
qEx-mgx——fx=O
(此處笈前面的3是因?yàn)槟Σ亮κ亲兞?,其做功可以用平均?,可得
x=2m
力向左運(yùn)動(dòng)是先加速后減速,當(dāng)x=2m時(shí),摩擦力變成靜摩擦力,并反向,系統(tǒng)受力平
衡,最終靜止。設(shè)/向左運(yùn)動(dòng)X,后速度為心對(duì)系統(tǒng)則有
qEx-mgx--fa=-2mv2
得
mv2=—(x—I)2+1
即:當(dāng)x=lm時(shí),r最大為lm/s,故A正確,B錯(cuò)誤;
C.當(dāng)v=0.6m/s時(shí),可得
x=0.2ni或1.8m
當(dāng)x=0.2m時(shí),電場力做功
qEx=2.4J
則電勢能減小2.4J,由于%=0,則電勢能為-2.4J,當(dāng)%=1.8m時(shí)
%=-21.6J
故C正確;
D.依據(jù)牛頓其次定律
qE—f—mg=2ma
當(dāng)x=0.2m時(shí),系統(tǒng)加速度
a=0.8m/s2
對(duì)方有
T-mg=ma
得
T=10.8N
當(dāng)x=1.8m時(shí),系統(tǒng)加速度
a=-0.8m/s2
對(duì)8分析可得
T=9.2N
故D正確。
故選ACDo
10.(2024?遼寧?高考真題)如圖所示,帶電荷量為6Q(Q>0)的球1固定在傾角為30。
光滑絕緣斜面上的a點(diǎn),其正上方/處固定一電荷量為-。的球2,斜面上距a點(diǎn)/處
的b點(diǎn)有質(zhì)量為m的帶電球3,球3與一端固定的絕緣輕質(zhì)彈簧相連并在b點(diǎn)處于靜止
狀態(tài)。此時(shí)彈簧的壓縮量為《,球2、3間的靜電力大小為要??焖僖谱咔?后,球3
沿斜面對(duì)下運(yùn)動(dòng)。g為重力加速度,球的大小可忽視,下列關(guān)于球3的說法正確的是
A.帶負(fù)電
B.運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)的速度大小為病
C.運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)的加速度大小為2g
D.運(yùn)動(dòng)至ab中點(diǎn)時(shí)對(duì)斜面的壓力大小為
【答案】BCD
【詳解】A.由題意可知三小球構(gòu)成一個(gè)等邊三角形,小球1和3之間的力大于小球2
和3之間的力,彈簧處于壓縮狀態(tài),故小球1和3確定是斥力,小球1帶正電,故小球
3帶正電,故A錯(cuò)誤;
B.小球3運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)時(shí),彈簧的伸長量等于工,依據(jù)對(duì)稱性可知,小球2對(duì)小球3做
2
功為0;彈簧彈力做功為0,故依據(jù)動(dòng)能定理有
mgLsm3=-^mv2
解得
V=y[gL
故B正確;
C.小球3在b點(diǎn)時(shí),設(shè)小球3的電荷量為q,有
人攻=巡
L22
設(shè)彈簧的彈力為反依據(jù)受力平衡,沿斜面方向有
F=k幺箸一左半sin30°-mgsin30°
解得
「9
F=~mg
彈簧的伸長量等于4,依據(jù)對(duì)稱性可知
小球運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)時(shí),
2
F+ksin30°-mgsin30°=ma
解得
a=2g
故C正確;
D.當(dāng)運(yùn)動(dòng)至他中點(diǎn)時(shí),彈簧彈力為0,此時(shí)小球2對(duì)小球3的力為
萬1qQ49。4叫2
F=k-^—=-.k^=-x—^-=-mg
232
鄧T、23A323
丁廠
斜面對(duì)小球的支持力為
〃an???23^-4
FN=mgcos300-F,=—mg-~mg=---mg
323o
依據(jù)牛頓第三定律可知,小球?qū)π泵娴膲毫Υ笮檫f心機(jī)g,故D正確。
6
故選BCD?
11.(2024?湖北?統(tǒng)考高考真題)如圖所示,一帶電粒子以初速度。沿x軸正方向從
坐標(biāo)原點(diǎn)。射入,并經(jīng)過點(diǎn)P(a〉0,6〉0)。若上述過程僅由方向平行于y軸的勻強(qiáng)電
場實(shí)現(xiàn),粒子從。到P運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為ti,到達(dá)P點(diǎn)的動(dòng)能為瓦若上述過程僅由方
向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場實(shí)現(xiàn),粒子從。到P運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2,到達(dá)P點(diǎn)的動(dòng)能為
品。下列關(guān)系式正確的是?()
oaX
A.B.tz
C.Eki)\Ek2D.Ek>Ek2
【答案】AD
【詳解】AB.該過程中由方向平行于y軸的勻強(qiáng)電場實(shí)現(xiàn),此時(shí)粒子做類平拋運(yùn)動(dòng),沿
x軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)該過程僅由方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場實(shí)現(xiàn)時(shí),此時(shí)粒
子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),沿x軸正方向分速度在減小,依據(jù)
x
t=—
V
可知
tl<t2
故A正確,B錯(cuò)誤。
CD.該過程中由方向平行于y軸的勻強(qiáng)電場實(shí)現(xiàn),此時(shí)粒子做類平拋運(yùn)動(dòng),到達(dá)P點(diǎn)時(shí)
速度大于玲;當(dāng)該過程僅由方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場實(shí)現(xiàn)時(shí),此時(shí)粒子做勻速圓周運(yùn)
動(dòng),到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度等于%,而依據(jù)
12
EF.=—mv
2
可知
Ek>Et2
故C錯(cuò)誤,D正確。
故選AD?
12.(2024?浙江?統(tǒng)考高考真題)如圖為某一徑向電場的示意圖,電場強(qiáng)度大小可表
示為£=£,a為常量。比荷相同的兩粒子在半徑r不同的圓軌道運(yùn)動(dòng)。不考慮粒子
r
間的相互作用及重力,則()
A.軌道半徑r小的粒子角速度確定小
B.電荷量大的粒子的動(dòng)能確定大
C.粒子的速度大小與軌道半徑r確定無關(guān)
D.當(dāng)加垂直紙面磁場時(shí),粒子確定做離心運(yùn)動(dòng)
【答案】BC
【詳解】A.依據(jù)電場力供應(yīng)向心力可得
a
一,q=m32r
r
解得
可知軌道半徑r小的粒子角速度大,故A錯(cuò)誤;
BC.依據(jù)電場力供應(yīng)向心力可得
av2
—?q=m—
rr
解得
v=H
Vm
又
「1
E,=—mv2
2
聯(lián)立可得
3
k2
可知電荷量大的粒子的動(dòng)能確定大,粒子的速度大小與軌道半徑r確定無關(guān),故BC正
確;
D.磁場的方向可能垂直紙面對(duì)內(nèi)也可能垂直紙面對(duì)外,所以粒子所受洛倫茲力方向不
能確定,粒子可能做離心運(yùn)動(dòng),也可能做近心運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。
故選BCo
13.(2024?全國?統(tǒng)考高考真題)地面上方某區(qū)域存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場,將
一帶正電荷的小球自電場中下點(diǎn)水平向左射出。小球所受的重力和電場力的大小相等,
重力勢能和電勢能的零點(diǎn)均取在中點(diǎn)。則射出后,()
A.小球的動(dòng)能最小時(shí),其電勢能最大
B.小球的動(dòng)能等于初始動(dòng)能時(shí),其電勢能最大
C.小球速度的水平重量和豎直重量大小相等時(shí),其動(dòng)能最大
D.從射出時(shí)刻到小球速度的水平重量為零時(shí),重力做的功等于小球電勢能的增加
量
【答案】BD
【詳解】A.如圖所示
Eq=mg
故等效重力G'的方向與水平成45。。
當(dāng)j=。時(shí)速度最小為%in=匕,由于此時(shí)匕存在水平重量,電場力還可以向左做負(fù)功,
故此時(shí)電勢能不是最大,故A錯(cuò)誤;
BD.水平方向上
Eq
%=-t
m
在豎直方向上
由于
Eq=mg,得v=%
如圖所示,小球的動(dòng)能等于末動(dòng)能。由于此時(shí)速度沒有水平重量,故電勢能最大。由動(dòng)
能定理可知
wa+wEq=o
則重力做功等于小球電勢能的增加量,故BD正確;
C.當(dāng)如圖中匕所示時(shí),此時(shí)速度水平重量與豎直重量相等,動(dòng)能最小,故C錯(cuò)誤;
故選BDo
14.(2024?全國?統(tǒng)考高考真題)一種可用于衛(wèi)星上的帶電粒子探測裝置,由兩個(gè)同
軸的半圓柱形帶電導(dǎo)體極板(半徑分別為7?和R+d)和探測器組成,其橫截面如圖(a)
所示,點(diǎn)。為圓心。在截面內(nèi),極板間各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小與其到。點(diǎn)的距離成反比,
方向指向。點(diǎn)。4個(gè)帶正電的同種粒子從極板間通過,到達(dá)探測器。不計(jì)重力。粒子1、
2做圓周運(yùn)動(dòng),圓的圓心為。、半徑分別為石、2(Hvq<5<H+d);粒子3從距。點(diǎn)G
的位置入射并從距。點(diǎn)石的位置出射;粒子4從距。點(diǎn)]的位置入射并從距。點(diǎn)七的位
置出射,軌跡如圖(b)中虛線所示。則()
A.粒子3入射時(shí)的動(dòng)能比它出射時(shí)的大
B.粒子4入射時(shí)的動(dòng)能比它出射時(shí)的大
C.粒子1入射時(shí)的動(dòng)能小于粒子2入射時(shí)的動(dòng)能
D.粒子1入射時(shí)的動(dòng)能大于粒子3入射時(shí)的動(dòng)能
【答案】BD
【詳解】C.在截面內(nèi),極板間各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小與其到。點(diǎn)的距離成反比,可設(shè)為
Er=k
帶正電的同種粒子1、2在勻整輻向電場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則有
qEx=m-,qE,=777—
可■r2
可得
。丫2=回=莊
2122
即粒子1入射時(shí)的動(dòng)能等于粒子2入射時(shí)的動(dòng)能,故C錯(cuò)誤;
A.粒子3從距。點(diǎn)4的位置入射并從距。點(diǎn)4的位置出射,做向心運(yùn)動(dòng),電場力做正
功,則動(dòng)能增大,粒子3入射時(shí)的動(dòng)能比它出射時(shí)的小,故A錯(cuò)誤;
B.粒子4從距。點(diǎn)彳的位置入射并從距。點(diǎn)4的位置出射,做離心運(yùn)動(dòng),電場力做負(fù)
功,則動(dòng)能減小,粒子4入射時(shí)的動(dòng)能比它出射時(shí)的大,故B正確;
D.粒子3做向心運(yùn)動(dòng),有
Pvl
qE2>m—
可得
—mvl<洛.=—mv1
23221
粒子1入射時(shí)的動(dòng)能大于粒子3入射時(shí)的動(dòng)能,故D正確;
故選BDo
15.(2024?全國?統(tǒng)考考真題)如圖,兩對(duì)等量異號(hào)點(diǎn)電荷+4、-4(4>。)固定于
正方形的4個(gè)頂點(diǎn)上?!辍是該正方形兩條對(duì)角線與其內(nèi)切圓的交點(diǎn),。為內(nèi)切圓的圓
心,〃為切點(diǎn)。貝U()
+q-q
*二二……:丁,斗
:VV:
-qM
A./和“兩點(diǎn)處的電場方向相互垂直
B.〃點(diǎn)的電場方向平行于該點(diǎn)處的切線,方向向左
C.將一帶正電的點(diǎn)電荷從〃點(diǎn)移動(dòng)到。點(diǎn),電場力做正功
D.將一帶正電的點(diǎn)電荷從/點(diǎn)移動(dòng)到“點(diǎn),電場力做功為零
【答案】AB
【詳解】A.兩個(gè)正電荷在“點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)方向由"指向。,”點(diǎn)處于兩負(fù)電荷連線的中
垂線上,則兩負(fù)電荷在"點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)方向由"指向。,則及點(diǎn)的合場強(qiáng)方向由“指向
0,同理可知,兩個(gè)負(fù)電荷在/處產(chǎn)生的場強(qiáng)方向由。指向點(diǎn)處于兩正電荷連線的
中垂線上,兩正電荷在/處產(chǎn)生的場強(qiáng)方向由。指向乙則/處的合場方向由。指向乙
由于正方形兩對(duì)角線垂直平分,則/和從兩點(diǎn)處的電場方向相互垂直,故A正確;
B.正方形底邊的一對(duì)等量異號(hào)電荷在〃點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)方向向左,而正方形上方的一對(duì)
等量異號(hào)電荷在〃點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)方向向右,由于〃點(diǎn)離上方一對(duì)等量異號(hào)電荷距離較遠(yuǎn),
則〃點(diǎn)的場方向向左,故B正確;
C.由圖可知,〃和。點(diǎn)位于兩等量異號(hào)電荷的等勢線上,即〃和。點(diǎn)電勢相等,所以
將一帶正電的點(diǎn)電荷從〃點(diǎn)移動(dòng)到。點(diǎn),電場力做功為零,故c錯(cuò)誤;
D.由圖可知,/點(diǎn)的電勢低于“點(diǎn)電勢,則將一帶正電的點(diǎn)電荷從/點(diǎn)移動(dòng)到〃點(diǎn),
電場力做功不為零,故D錯(cuò)誤。
故選AB。
16.(2024?海南?高考真題)如圖,在勻強(qiáng)電場中有一虛線圓,曲和是圓的兩條直
徑,其中必與電場方向的夾角為60。,a6=0.2m,cd與電場方向平行,a、6兩點(diǎn)的電
勢差?!啊?20V。則()
----------------------------------?
」一~、bE
/7、
-Z__
》一泮陣
a'—/
----------------------------------->
A.電場強(qiáng)度的大小E=200V/m
B.6點(diǎn)的電勢比d點(diǎn)的低5V
C.將電子從c點(diǎn)移到d點(diǎn),電場力做正功
D.電子在a點(diǎn)的電勢能大于在。點(diǎn)的電勢能
【答案】AD
【詳解】A.依據(jù)
Uab=E-abcos60
可得電場強(qiáng)度的大小
E=—曙—=———V/m=200V/m
ab-cos60°0.2x0.5
選項(xiàng)A正確;
B.沿電場線電勢慢慢降低,可知6點(diǎn)的電勢比d點(diǎn)的電勢高,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.將電子從c點(diǎn)移到d點(diǎn),因電子所受的電場力與位移反向,可知電場力做負(fù)功,選
項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.因a點(diǎn)的電勢低于。點(diǎn)電勢,則電子在a點(diǎn)的電勢能大于在。點(diǎn)的電勢能,選項(xiàng)D
正確。
故選ADo
17.(2024?湖北?統(tǒng)考高考真題)如圖所示,一勻強(qiáng)電場£大小未知、方向水平向右。
兩根長度均為/的絕緣輕繩分別將小球〃和及懸掛在電場中,懸點(diǎn)均為。。兩小球質(zhì)量
均為加、帶等量異號(hào)電荷,電荷量大小均為g(g〉0)。平衡時(shí)兩輕繩與豎直方向的夾角
均為NN5。。若僅將兩小球的電荷量同時(shí)變?yōu)樵瓉淼?倍,兩小球仍在原位置平衡。
己知靜電力常量為上重力加速度大小為各下列說法正確的是()
A.〃帶正電荷B.”帶正電荷
mgmg
C.q=LD.q=3L
kk
【答案】BC
【分析】本題考查庫侖定律、受力分析以及共點(diǎn)力的平衡。
【詳解】AB.由題圖可知,對(duì)小球〃受力分析如圖(a)所示,對(duì)小球N受力分析如圖
(b)所示,由受力分析圖可知小球〃帶負(fù)電,小球心帶正電,故B正確,A錯(cuò)誤;
CD.由幾何關(guān)系可知,兩小球之間的距離為
r=yJlL
當(dāng)兩小球的電荷量為g時(shí),由力的平衡條件得
oq
mgtan45=Eq-k—
r
兩小球的電荷量同時(shí)變?yōu)樵瓉淼?倍后,由力的平衡條件得
mgtan450=E,2q—k
r
整理解得
mg
q=L,
~T
故C正確,D錯(cuò)誤。
故選BCO
()
A.電場是物質(zhì)存在的一種形式
B.電場力確定對(duì)正電荷做正功
C.電場線是實(shí)際存在的線,反映電場強(qiáng)度的大小和方向
D.靜電場的電場線總是與等勢面垂直,且從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面
【答案】AD
【詳解】A.電場是存在于電荷四周的一種特殊媒介物質(zhì),A正確;
B.假如正電荷的速度方向與電場力的夾角大于90°,則電場力做負(fù)功,等于90°電場
力不做功,小于90°電場力做正功,B錯(cuò)誤;
C.電場線是為了形象地描繪電場而人為引入的一簇曲線,該曲線的疏密程度反映場強(qiáng)
的大小,C錯(cuò)誤;
D.靜電場的電場線在空間上與等勢面垂直,且沿電場線的方向電勢降低,即由高等勢
面指向低等勢面,D正確。
故選AD。
19.(2024?天津?高考真題)兩個(gè)位于紙面內(nèi)的點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場的等勢面如圖中實(shí)線
所示,相鄰等勢面間的電勢差相等。虛線"PN是一個(gè)電子在該電場中的運(yùn)動(dòng)軌跡,軌
M
A.兩點(diǎn)電荷可能是異種點(diǎn)電荷B.4點(diǎn)的電場強(qiáng)度比6點(diǎn)的大
C.力點(diǎn)的電勢高于6點(diǎn)的電勢D.電子運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小
【答案】CD
【詳解】A.依據(jù)電荷間等勢面的分布狀況可知兩點(diǎn)電荷時(shí)同種電荷,又依據(jù)電子在該
電場中的運(yùn)動(dòng)軌跡可推斷電子始終受到排斥的力,故可知兩點(diǎn)電荷為同種負(fù)電荷;故A
錯(cuò)誤;
B.依據(jù)等勢面的疏密程度可以推斷4點(diǎn)的電場強(qiáng)度比方點(diǎn)的小,故B錯(cuò)誤;
C.因?yàn)閮牲c(diǎn)電荷是同種負(fù)電荷,電場線指向負(fù)電荷,故可知4點(diǎn)的電勢高于6點(diǎn)的電
勢,故C正確;
D.依據(jù)電子的運(yùn)動(dòng)軌跡和電場線的方向可知由〃到戶電場力做負(fù)功,由尸到“電場力
做正功;由〃到戶動(dòng)能減小,由尸到“動(dòng)能增加,故電子運(yùn)動(dòng)到戶點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小,故D
正確。
故選CDo
20.(2024?全國?高考真題)四個(gè)帶電粒子的電荷量和質(zhì)量分別(+4,7”)、(+%2機(jī))、
(+34,3%)、(-勢根)它們先后以相同的速度從坐標(biāo)原點(diǎn)沿x軸正方向射入一勻強(qiáng)電場中,
電場方向與y軸平行,不計(jì)重力,下列描繪這四個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的圖像中,可能正確的
【答案】AD
【詳解】帶電粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng),加速度為
qE
a——
m
由類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知,帶電粒子的在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為
%
離開電場時(shí),帶電粒子的偏轉(zhuǎn)角的正切為
八vatqEl
tan〃=——v=—=-^—r
匕%
因?yàn)樗膫€(gè)帶電的粒子的初速相同,電場強(qiáng)度相同,極板長度相同,所以偏轉(zhuǎn)角只與比荷
有關(guān),前面三個(gè)帶電粒子帶正電,一個(gè)帶電粒子帶負(fù)電,所以一個(gè)粒子與另外三個(gè)粒子
的偏轉(zhuǎn)方向不同;(+4,m)粒子與(+3q,3加)粒子的比荷相同,所以偏轉(zhuǎn)角相同,軌跡相
同,且與(-4,粒子的比荷也相同,所以(+4,根)、(+3(7,3〃2)、(-0帆)三個(gè)粒子偏
轉(zhuǎn)角相同,但(-S㈤粒子與前兩個(gè)粒子的偏轉(zhuǎn)方向相反;(+/2附粒子的比荷與
(+4,根)、(+3q,3〃z)粒子的比荷小,所以(+q,2附粒子比(+q,m)、(+3孫3帆)粒子的偏轉(zhuǎn)
角小,但都帶正電,偏轉(zhuǎn)方向相同。
故選AD。
21.(2024?全國?高考真題)某電場的等勢面如圖所示,圖中a、b、c、d、e為電場
中的5個(gè)點(diǎn),則()
A.一正電荷從6點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到e點(diǎn),電場力做正功
B.一電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn),電場力做功為4eV
C.6點(diǎn)電場強(qiáng)度垂直于該點(diǎn)所在等勢面,方向向右
D.a、b、c、,四個(gè)點(diǎn)中,6點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小最大
【答案】BD
【詳解】A.由圖象可知
<i>b=
則正電荷從6點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到e點(diǎn),電場力不做功,A錯(cuò)誤;
B.由圖象可知
6a=3V,<i>d=7V
依據(jù)電場力做功與電勢能的變更關(guān)系有
Wad琢a-E?d=(3-<i>d)-(-e)=4eV
B正確;
C.沿電場線方向電勢慢慢降低,則6點(diǎn)處的場強(qiáng)方向向左,C錯(cuò)誤;
D.由于電場線與等勢面到處垂直,則可畫出電場線分布如下圖所示
由上圖可看出,6點(diǎn)電場線最密集,則6點(diǎn)處的場強(qiáng)最大,D正確。
故選BDo
22.(2024?河北?高考真題)如圖,四個(gè)電荷量均為4(夕>。)的點(diǎn)電荷分別放置于菱
形的四個(gè)頂點(diǎn),其坐標(biāo)分別為(4/,0)、(~4/,0)、(0,%)和(0,,其中x軸上的兩個(gè)
點(diǎn)電荷位置固定,y軸上的兩個(gè)點(diǎn)電荷可沿y軸對(duì)稱移動(dòng)(%*。),下列說法正確的是
()
y
A.除無窮遠(yuǎn)處之外,菱形外部電場強(qiáng)度到處不為零
B.當(dāng)%取某值時(shí),可使得菱形內(nèi)部只存在兩個(gè)電場強(qiáng)度為零的點(diǎn)
C.當(dāng)為=8/時(shí),將一帶負(fù)電的摸索電荷由點(diǎn)(4/,5/)移至點(diǎn)(0,-3/),靜電力做正功
D.當(dāng)為=4/時(shí),將一帶負(fù)電的摸索電荷放置在點(diǎn)(/,/)處,其所受到的靜電力方向
與x軸正方向成45。傾斜向上
【答案】ACD
【詳解】A.依據(jù)場強(qiáng)疊加原理可知,除無窮遠(yuǎn)處之外,菱形外部電場強(qiáng)度到處不為零,
選項(xiàng)A正確;
B.因?yàn)樵趚軸上的兩個(gè)點(diǎn)電荷在。點(diǎn)的合場強(qiáng)為零,在y軸上的兩電荷,無論為取什
么值,因?yàn)殛P(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,則在。點(diǎn)的合場強(qiáng)也為零,在橫軸和縱軸上除原點(diǎn)外,出現(xiàn)
合場強(qiáng)為零的點(diǎn),依據(jù)對(duì)稱性可知,確定是成對(duì)出現(xiàn)的,關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,所以算上原點(diǎn),
合場強(qiáng)為零的點(diǎn)是奇數(shù)個(gè),不會(huì)是2個(gè),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.由幾何關(guān)系可知,坐標(biāo)為(47,57)的4點(diǎn)在第一象限內(nèi)所在的虛像的垂直平分線
的上方;坐標(biāo)為(0,-32)的B點(diǎn)在第三象限內(nèi)所在的虛像的垂直平分線的上方,且到
達(dá)虛線的距離相等,由電勢疊加可知,6點(diǎn)的電勢高于"點(diǎn),則帶負(fù)電的摸索電荷在/
點(diǎn)的電勢能較大,從/點(diǎn)到夕點(diǎn)電勢能減小,可知電場力做正功,選項(xiàng)C正確;
D.若次47,則四個(gè)點(diǎn)構(gòu)成正方形,由對(duì)稱可知在點(diǎn)a,D處的場強(qiáng)確定沿著過該點(diǎn)
與原點(diǎn)連線的方向上;在y軸正向和X正向上的點(diǎn)電荷在a,7)處的合場強(qiáng)
「函產(chǎn)下¥?的尸+尸一-5石尸
在y軸負(fù)向和x負(fù)向上的點(diǎn)電荷在",1)處的合場強(qiáng)
ckq2"+0/kq
1t7h、—L*=**=—<乜[
2
(,25尸+尸)2,25肚+尸^JI3l
3
可知(1,7)點(diǎn)的場強(qiáng)沿著仞V方向且與x軸從成45°角的方向向下,將一帶負(fù)電的摸
索電荷放置在點(diǎn)(/,/)處,其所受到的靜電力方向與x軸正方向成45。傾斜向上,選項(xiàng)D
正確。
故選ACDo
23.(2024?湖南?高考真題)如圖,圓心為。的圓處于勻強(qiáng)電場中,電場方向與圓平
面平行,必和以為該圓直徑。將電荷量為4(4>。)的粒子從。點(diǎn)移動(dòng)到6點(diǎn),電場力做
功為2W(W>0);若將該粒子從c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn),電場力做功為W。下列說法正確的是
A.該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向與曲平行
B.將該粒子從d點(diǎn)移動(dòng)到萬點(diǎn),電場力做功為0.5W
C.。點(diǎn)電勢低于。點(diǎn)電勢
D.若只受電場力,從d點(diǎn)射入圓形電場區(qū)域的全部帶電粒子都做曲線運(yùn)動(dòng)
【答案】AB
【詳解】A.由于該電場為勻強(qiáng)電場,可接受矢量分解的的思路,沿cd方向建立x軸,
垂直與cd方向建立y軸如下圖所示
在x方向有
行Exq27?
在了方向有
2眸Eyq石7?+ExqR
經(jīng)過計(jì)算有
Er-
tan9=-=V3
2qR2qRqRE,
由于電場方向與水平方向成60°,則電場與劭平行,且沿a指向6,A正確;
B.該粒從d點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn),電場力做的功為
R
r=Eq—=0.5F
2
B正確;
C.沿電場線方向電勢慢慢降低,則a點(diǎn)的電勢高于c點(diǎn)的電勢,C錯(cuò)誤;
D.若粒子的初速度方向與劭平行則粒子做勻變速直線運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤。
故選AB。
24.(2024?海南?統(tǒng)考高考真題)空間存在如圖所示的靜電場,a、b、c、d為電場中
的四個(gè)點(diǎn),則()
A.a點(diǎn)的場強(qiáng)比6點(diǎn)的大
B.d點(diǎn)的電勢比c點(diǎn)的低
C.質(zhì)子在d點(diǎn)的電勢能比在c點(diǎn)的小
D.將電子從a點(diǎn)移動(dòng)到6點(diǎn),電場力做正功
【答案】AD
【詳解】A.依據(jù)電場線的疏密程度表示電場強(qiáng)度的大小,可知a點(diǎn)的電場線比6點(diǎn)的
電場線更密,故a點(diǎn)的場強(qiáng)比6點(diǎn)的場強(qiáng)大,故A正確;
B.依據(jù)沿著電場線方向電勢不斷降低,可知d點(diǎn)的電勢比c點(diǎn)的電勢高,故B錯(cuò)誤;
C.依據(jù)正電荷在電勢越高的點(diǎn),電勢能越大,可知質(zhì)子在d點(diǎn)的電勢能比在c點(diǎn)的電
勢能大,故C錯(cuò)誤;
D.由圖可知,a點(diǎn)的電勢低于6點(diǎn)的電勢,而負(fù)電荷在電勢越低的點(diǎn)電勢能越大,故
電子在a點(diǎn)的電勢能高于在6點(diǎn)的電勢能,所以將電子從a點(diǎn)移動(dòng)到6點(diǎn),電勢能減小,
故電場力做正功,故D正確。
故選AD。
25.(2024?江蘇?統(tǒng)考高考真題)如圖所示,絕緣輕桿的兩端固定帶有等量異號(hào)電荷
的小球(不計(jì)重力)。起先時(shí),兩小球分別靜止在46位置。現(xiàn)外加一勻強(qiáng)電場凡在
靜電力作用下,小球繞輕桿中點(diǎn)。轉(zhuǎn)到水平位置。取。點(diǎn)的電勢為0。下列說法正確的
有()
-qo--Q/----o+q
-QOB
A.電場£中4點(diǎn)電勢低于夕點(diǎn)
B.轉(zhuǎn)動(dòng)中兩小球的電勢能始終相等
C.該過程靜電力對(duì)兩小球均做負(fù)功
D.該過程兩小球的總電勢能增加
【答案】AB
【詳解】A.沿著電場線方向,電勢降低,所以力點(diǎn)電勢低于6點(diǎn),A正確;
B.由于。點(diǎn)的電勢為0,依據(jù)勻強(qiáng)電場的對(duì)稱性,電勢
(PA=FB
又以=-%,Ep=qcp,所以電勢能
EpA=EpB
B正確;
CD./、6位置的小球受到的靜電力分別水平向右、水平向左,絕緣輕桿順時(shí)針旋轉(zhuǎn),
兩小球受到的靜電力對(duì)兩小球均做正功,電場力做正功,電勢能削減,CD錯(cuò)誤。
故選AB。
26.(2024?山東?統(tǒng)考高考真題)真空中有兩個(gè)固定的帶正電的點(diǎn)電荷,電荷量不相
等。一個(gè)帶負(fù)電的摸索電荷置于二者連線上的。點(diǎn)時(shí),僅在電場力的作用下恰好保持靜
止?fàn)顟B(tài)。過。點(diǎn)作兩正電荷連線的垂線,以。點(diǎn)為圓心的圓與連線和垂線分別交于a、
c和6、d,如圖所示。以下說法正確的是()
良
二十、、
d
A.a點(diǎn)電勢低于。點(diǎn)
B.6點(diǎn)電勢低于c點(diǎn)
C.該摸索電荷在a點(diǎn)的電勢能大于在6點(diǎn)的電勢能
D.該摸索電荷在c點(diǎn)的電勢能小于在d點(diǎn)的電勢能
【答案】BD
【詳解】A.由題意可知。點(diǎn)合場強(qiáng)為零,依據(jù)同種電荷之間電場線的分布可知a。之間
電場線由a到0,故a點(diǎn)電勢高于。點(diǎn)電勢,故A錯(cuò)誤;
B.同理可得,。點(diǎn)電勢高于。點(diǎn)電勢,兩個(gè)固定電荷在6。射線上的點(diǎn)電場方向斜向上,
故6點(diǎn)電勢低于。點(diǎn)電勢,則6點(diǎn)電勢低于。點(diǎn),故B正確。
C.a點(diǎn)電勢高于。點(diǎn)電勢,6點(diǎn)電勢低于。點(diǎn)電勢,則a點(diǎn)電勢高于6點(diǎn),摸索電荷為
負(fù)電荷,故該摸索電荷在a點(diǎn)的電勢能小于在b點(diǎn)的電勢能,故C錯(cuò)誤;
D.依據(jù)電荷電場的對(duì)稱分布可得,6、d兩點(diǎn)電勢相同,則。點(diǎn)電勢高于,點(diǎn),摸索電
荷為負(fù)電荷,則該摸索電荷在c點(diǎn)的電勢能小于在d點(diǎn)的電勢能,故D正確。
故選BD。
27.(2024?全國?統(tǒng)考高考真題)如圖,是銳角三角形/W最大的內(nèi)角,電荷量
為q(q>0)的點(diǎn)電荷固定在9點(diǎn)。下列說法正確的是()
A.沿蛇邊,從〃點(diǎn)到“點(diǎn),電場強(qiáng)度的大小慢慢增大
B.沿脈邊,從〃點(diǎn)到"點(diǎn),電勢先增大后減小
C.正電荷在〃點(diǎn)的電勢能比其在"點(diǎn)的電勢能大
D.將正電荷從〃點(diǎn)移動(dòng)到“點(diǎn),電場力所做的總功為負(fù)
【答案】BC
【詳解】A.點(diǎn)電荷的電場以點(diǎn)電荷為中心,向四周呈放射狀,如圖
是最大內(nèi)角,所以尸河,依據(jù)點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式E=%?(或者依據(jù)電場線
r
的疏密程度)可知從VN電場強(qiáng)度先增大后減小,A錯(cuò)誤;
B.電場線與等勢面(圖中虛線)到處垂直,沿電場線方向電勢降低,所以從N電
勢先增大后減小,B正確;
C.M、N兩點(diǎn)的電勢大小關(guān)系為9M>小,依據(jù)電勢能的公式Ep=4??芍姾稍贛
點(diǎn)的電勢能大于在N點(diǎn)的電勢能,C正確;
D.正電荷從VN,電勢能減小,電場力所做的總功為正功,D錯(cuò)誤。
故選BCo
28.(2024?全國?統(tǒng)考高考真題)如圖,豎直面內(nèi)一絕緣細(xì)圓環(huán)的上、下半圓分別勻
整分布著等量異種電荷。a、6為圓環(huán)水平直徑上的兩個(gè)點(diǎn),c、d為豎直直徑上的兩個(gè)
點(diǎn),它們與圓心的距離均相等。則()
A.a、6兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等B.a、6兩點(diǎn)的電勢相等
C.c、d兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等
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