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專題02電場力的性質(zhì)TOC\o"1-3"\h\u【題型01點(diǎn)電荷周圍的場強(qiáng)】 1【題型02割補(bǔ)法求電場強(qiáng)度】 4【題型03勻強(qiáng)電場】 7【題型04電場強(qiáng)度的疊加】 10【題型05根據(jù)電場線的疏密比較電場的強(qiáng)弱】 13【題型06等量同種電荷周圍電場和電勢的分布】 15【題型07等量異種電荷周圍電場和電勢的分布】 20【題型08不等量點(diǎn)電荷周圍電場和電勢的分布】 26【題型01點(diǎn)電荷周圍的場強(qiáng)】1.(23-24高一下·湖南婁底·期末)如圖所示,水平直線上有三點(diǎn),,空間存在著豎直方向上的勻強(qiáng)電場(圖中未畫出)。若將一個(gè)電荷量為的點(diǎn)電荷放在A點(diǎn),則點(diǎn)的場強(qiáng)大小為;若將這個(gè)電荷量為的點(diǎn)電荷放在點(diǎn),則點(diǎn)的場強(qiáng)大小變?yōu)?,則勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為()A. B.C. D.【答案】C【詳解】電荷量為的點(diǎn)電荷放在A點(diǎn)時(shí),設(shè)它在點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為,設(shè)則根據(jù)庫侖定律由題意可知的點(diǎn)電荷放在點(diǎn)時(shí),由于根據(jù)庫侖定律,則它在點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為,則由題意可知聯(lián)立可得故選C。2.(23-24高一下·江蘇南京·期末)如圖甲所示,真空中Ox坐標(biāo)軸上的O點(diǎn)放有一個(gè)點(diǎn)電荷Q,坐標(biāo)軸上A點(diǎn)坐標(biāo)為0.1m,在A、B兩點(diǎn)放兩個(gè)電荷量不同均帶正電的試探電荷,A、B兩點(diǎn)的試探電荷受到靜電力的方向都跟x軸正方向相同,靜電力的大小F跟試探電荷電荷量q的關(guān)系分別如圖乙中直線a、b所示。下列說法正確的是()A.B點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為B.A、B點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小之比為C.點(diǎn)電荷Q是負(fù)點(diǎn)電荷D.B的位置坐標(biāo)為【答案】D【詳解】ABC.根據(jù)題意,由圖乙可知,A、B點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小分別為,則A、B點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小之比為,由于在A、B兩點(diǎn)放兩個(gè)電荷量不同均帶正電的試探電荷,A、B兩點(diǎn)的試探電荷受到靜電力的方向都跟x軸正方向相同,則點(diǎn)電荷為正電荷,故ABC錯(cuò)誤;D.設(shè)B的位置坐標(biāo)為,由點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式可得,代入數(shù)據(jù)解得故D正確。故選D。3.(23-24高一下·河北·期末)絕緣水平面內(nèi)某處隱藏一帶電體(視為點(diǎn)電荷),如圖所示,將電荷量為q的正試探電荷放在O點(diǎn)時(shí),試探電荷所受靜電力的大小為、方向向右(沿x軸正方向),將試探電荷向右移動(dòng)至到O點(diǎn)距離為d的A點(diǎn)時(shí),試探電荷所受靜電力的大小為F、方向向右。靜電力常量為k,不考慮其他電場的影響。下列說法正確的是(??)A.帶電體帶負(fù)電B.O點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于A點(diǎn)的電場強(qiáng)度C.帶電體在A點(diǎn)右側(cè)到A點(diǎn)距離為d的位置D.帶電體的電荷量為【答案】BD【詳解】AC.由于試探電荷(帶正電)在O、A兩點(diǎn)所受靜電力方向均向右,且試探電荷在A點(diǎn)所受靜電力小于它在O點(diǎn)所受靜電力,因此帶電體帶正電,且在O點(diǎn)的左側(cè),故AC錯(cuò)誤;B.O點(diǎn)距離帶電體較近,則O點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于A點(diǎn)的電場強(qiáng)度,故B正確;D.設(shè)帶電體的電荷量為Q,帶電體到A點(diǎn)的距離為s,根據(jù)庫侖定律有,解得故D正確。故選BD。4.(多選)(23-24高一下·湖北咸寧·期末)在真空中,一點(diǎn)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場場強(qiáng)方向如圖所示,已知M、N兩點(diǎn)連線上中點(diǎn)位置的電場強(qiáng)度大小為72N/C,取,,則(
)A.該點(diǎn)電荷為負(fù)電荷 B.N點(diǎn)電勢高于M點(diǎn)電勢C.N點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為 D.N點(diǎn)的場強(qiáng)與M點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小之比為【答案】BC【詳解】AB.反向延長兩場強(qiáng)方向,交點(diǎn)O為帶正電的場源電荷位置,如下圖所示,沿電場線方向電勢逐漸降低,所以N點(diǎn)電勢高于M點(diǎn)電勢,故A錯(cuò)誤,B正確;CD.C為MN的中點(diǎn),設(shè)NC=MC=OC=a,則C點(diǎn)場強(qiáng)則N點(diǎn)場強(qiáng)M點(diǎn)場強(qiáng)N點(diǎn)的場強(qiáng)與M點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小之比為,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。故選BC?!绢}型02割補(bǔ)法求電場強(qiáng)度】5.(23-24高一下·湖南長沙·期末)均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場。如圖所示,在半球面AB上均勻分布正電荷,總電荷量為q,球面半徑為R,CD為通過半球頂點(diǎn)與球心O的軸線,在軸線上有M、N兩點(diǎn),。已知M點(diǎn)的場強(qiáng)大小為E,則N點(diǎn)的場強(qiáng)大小為()A. B.C. D.【答案】A【詳解】在半球面AB右側(cè)填補(bǔ)一個(gè)與AB完全相同的半球面,則這個(gè)球殼在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度相等,均為由于半球面AB在M點(diǎn)的場強(qiáng)大小為E,則右側(cè)填補(bǔ)的半球面在M點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為根據(jù)對稱性可知,半球面AB在N點(diǎn)的場強(qiáng)大小與右側(cè)填補(bǔ)的半球面在M點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等,即N點(diǎn)的場強(qiáng)大小為故選A。6.(23-24高一下·浙江杭州·期末)均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場。如圖所示,一半徑為R的球殼表面均勻帶有正電荷,電荷量為2q,O為球心,直線ab是過球殼中心的一條水平線,球殼表面與直線ab交于C、D兩點(diǎn),直線ab上有兩點(diǎn)P、Q,且?,F(xiàn)垂直于CD將球面均分為左右兩部分,并把右半部分移去,左半球面所帶電荷仍均勻分布,此時(shí)P點(diǎn)電場強(qiáng)度大小為E,則Q點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為()A. B. C. D.【答案】D【詳解】先將帶電球體補(bǔ)全,一半徑為R的球體表面均勻帶有正電荷,電荷量為2q,在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場,則在P、Q兩點(diǎn)所產(chǎn)生的電場為左半球面所帶電荷在P點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為E,由對稱性可知去掉的右半球面所帶電荷在Q點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為E,則故選D。7.(22-23高二上·安徽六安·開學(xué)考試)半徑為R的絕緣細(xì)圓環(huán)固定在圖示位置,圓心位于O點(diǎn),環(huán)上均勻分布著電量為Q的正電荷。點(diǎn)A、B、C將圓環(huán)三等分,取走A、B處兩段弧長均為的小圓弧上的電荷。將一點(diǎn)電荷q置于延長線上距O點(diǎn)為的D點(diǎn),O點(diǎn)的電場強(qiáng)度剛好為零。圓環(huán)上剩余電荷分布不變,q為()A.負(fù)電荷, B.正電荷,C.正電荷, D.負(fù)電荷,【答案】A【詳解】取走A、B處兩段弧長均為的小圓弧上的電荷,根據(jù)對稱性可知,圓環(huán)在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為與A在同一直徑上的A1和與B在同一直徑上的B1產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和,如圖所示:因?yàn)閮啥位¢L非常小,故可看成點(diǎn)電荷,則有由圖可知,兩場強(qiáng)的夾角為,則兩者的合場強(qiáng)為根據(jù)O點(diǎn)的合場強(qiáng)為0,則放在D點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電,大小為根據(jù)聯(lián)立解得故選A。8.(2023·河北·模擬預(yù)測)已知均勻帶電薄殼外部空間電場與其上電荷全部集中在球心時(shí)產(chǎn)生的電場一樣,內(nèi)部空間的電場處處為0.如圖所示為一帶電量為,半徑為r的均勻帶電球殼,以球心為坐標(biāo)原點(diǎn),建立軸,其中A點(diǎn)為殼內(nèi)一點(diǎn),B點(diǎn)坐標(biāo)為,靜電力常量為k,下列說法正確的是(
)A.將的試探電荷由殼內(nèi)A點(diǎn)移到O點(diǎn),試探電荷的電勢能減小B.在圓心O處放一個(gè)電量為的點(diǎn)電荷,球殼外表面帶電量仍為C.在處取走極小的一塊面積,O點(diǎn)場強(qiáng)大小為D.在圓心O正上方處取走極小一塊面積,B點(diǎn)場強(qiáng)大小為【答案】C【詳解】A.殼內(nèi)場強(qiáng)處處為0,故移動(dòng)試探電荷不做功,A錯(cuò)誤;B.在圓心O處放一個(gè)電量為的點(diǎn)電荷,由于靜電感應(yīng),球殼內(nèi)表面感應(yīng)出的電荷,則球殼外表面的電荷量為,B錯(cuò)誤;C.在處取走極小一塊面積,根據(jù)對稱性,在處極小一塊面積的電荷產(chǎn)生的電場C正確;D.整個(gè)球殼在B點(diǎn)的電場水平向右,在圓心O正上方處取走極小一塊面積在B點(diǎn)的場強(qiáng)為方向斜向右下,與矢量作差即為B點(diǎn)電場強(qiáng)度,D錯(cuò)誤。故選C?!绢}型03勻強(qiáng)電場】9.(23-24高三上·北京朝陽·期末)有人認(rèn)為在兩個(gè)帶電導(dǎo)體之間可以存在如圖所示的靜電場,它的電場線相互平行,間距不等。關(guān)于此“靜電場”,下列說法正確的是(
)A.該電場一定存在,是個(gè)特殊的勻強(qiáng)電場B.該電場一定存在,可以通過兩個(gè)勻強(qiáng)電場疊加產(chǎn)生C.根據(jù)圖中a、b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度方向相同,大小不同,可判斷該電場不存在D.通過試探電荷沿不同路徑從圖中a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn),電場力做功不同,可判斷該電場不存在【答案】D【詳解】A.電場線相互平行,說明電場中各點(diǎn)場強(qiáng)方向相同,而電場線間距不等說明電場中各點(diǎn)場強(qiáng)大小不是處處相等,不是勻強(qiáng)電場,故A錯(cuò)誤;B.將兩個(gè)勻強(qiáng)電場疊加,獲得的電場仍為勻強(qiáng)電場,故B錯(cuò)誤;C.如果存在這樣的電場,根據(jù)等勢面的特點(diǎn),它的等勢面ac、bd應(yīng)該如下圖所示a、d兩點(diǎn)的電勢差Uad應(yīng)該等于c、b兩點(diǎn)的電勢差Ucb,即Uad=Ucb從圖中可以看出,a、d兩點(diǎn)的距離等于c、b兩點(diǎn)的距離,ad處的場強(qiáng)大于cb處的場強(qiáng)。根據(jù)U=Ed可得Uad>Ucb所以這樣的電場不可能存在,但等勢面上各點(diǎn)的場強(qiáng)不一定大小相等,故C錯(cuò)誤;D.如下圖所示粒子沿兩個(gè)不同的路徑,從和從,電場力做功不相同(Uad>Ucb),即電場力做功與路徑有關(guān),違背了靜電場的基本性質(zhì),所以這樣的電場不可能存在,故D正確。故選D。10.(23-24高二上·福建泉州·期末)如圖,真空中存在一水平向右的勻強(qiáng)電場,兩個(gè)帶等量異種電荷的小球A和B用相同的絕緣細(xì)繩懸掛在水平天花板下,兩細(xì)繩都恰好豎直,此時(shí)A、B間的距離為。兩小球都可視為點(diǎn)電荷,所帶電荷量的絕對值都為,靜電力常量為。求:(1)兩球之間的庫侖力大?。唬?)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小?!敬鸢浮浚?);(2)【詳解】解:(1)由庫侖定律得A、B之間的庫侖力為(2)設(shè)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為,則A、B在水平方向受力平衡,則有整理可得11.(23-24高二上·四川成都·期中)如圖所示,質(zhì)量為,帶電量的物塊放在傾角為的斜面上(斜面固定)的底部,在與斜面成角斜向上的勻強(qiáng)電場作用下由靜止沿斜面向上運(yùn)動(dòng),物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù),物塊運(yùn)動(dòng)時(shí)撤去勻強(qiáng)電場,斜面足夠長,物體可視為點(diǎn)電荷,重力加速度,,,不計(jì)空氣阻力。求:(1)撤去勻強(qiáng)電場瞬間,物體的速度為多大;(2)物塊沿斜面能上升的最大距離。【答案】(1);(2)【詳解】(1)設(shè)電場力大小為F,則設(shè)勻強(qiáng)電場作用時(shí)物塊的加速度大小為,根據(jù)牛頓第二定律有解得根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系可得撤去拉力前瞬間物塊的速度大小為(2)電場作用期間物塊的位移大小為撤去電場后,物塊的加速度大小為物塊繼續(xù)沿斜面滑行的位移大小為則物塊沿著斜面上升的總距離為12.(23-24高二上·廣東江門·期中)用細(xì)線將質(zhì)量為的帶電小球P懸掛在O點(diǎn)下,當(dāng)空中有方向?yàn)樗较蛴遥笮榈膭驈?qiáng)電場時(shí),小球靜止后細(xì)線與豎直方向成37°角。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g?。?)請畫出小球的受力分析圖,并分析小球所帶電荷的電性(2)求小球的帶電量q(3)求細(xì)線的拉力【答案】(1)受力分析圖見詳解,小球帶正電;(2);(3)【詳解】(1)小球受力如圖小球受到電場力的方向與電場強(qiáng)度的方向相同,因此小球帶正電(2)小球受力平衡,根據(jù)電場強(qiáng)度定義和平衡條件有,聯(lián)立解得小球的電荷量為(3)細(xì)線的拉力為【題型04電場強(qiáng)度的疊加】13.(23-24高一下·山東菏澤·期末)如圖所示,等量異種點(diǎn)電荷分別固定在以O(shè)為圓心的半圓弧直徑a、b兩點(diǎn),此時(shí)O點(diǎn)的電場強(qiáng)度為;若b點(diǎn)的負(fù)電荷固定不動(dòng),而將a點(diǎn)的正電荷沿圓弧逆時(shí)針轉(zhuǎn)過后固定在c點(diǎn)時(shí),此時(shí)O點(diǎn)的電場強(qiáng)度為,則與之比為()A.2∶1 B.1∶2C. D.【答案】C【詳解】依題意得,每個(gè)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為,當(dāng)a點(diǎn)處的點(diǎn)電荷移至c點(diǎn)時(shí),O點(diǎn)場強(qiáng),由幾何關(guān)系可知,合場強(qiáng)大小為所以故選C。14.(23-24高一下·黑龍江牡丹江·期末)如圖所示,O為半徑為R的正六邊形外接圓的圓心,在正六邊形的一個(gè)頂點(diǎn)放置一帶電荷量為+q的點(diǎn)電荷,其余頂點(diǎn)分別放置帶電荷量均為-q的點(diǎn)電荷。則圓心O處的場強(qiáng)大小為()A. B. C. D.0【答案】B【詳解】根據(jù)點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度公式得,點(diǎn)電荷2、5在O點(diǎn)的合電場強(qiáng)度等于零,點(diǎn)電荷3、6在O點(diǎn)的合電場強(qiáng)度等于零,點(diǎn)電荷1、4在O點(diǎn)的合電場強(qiáng)度為則圓心O處的場強(qiáng)大小為。故選B。15.(多選)(23-24高一下·遼寧·期末)如圖所示,五個(gè)點(diǎn)電荷電荷量大小均為q,其中一個(gè)電性為負(fù),分別位于正五邊形的頂點(diǎn)上,頂點(diǎn)與幾何中心О間距離為r,則幾何中心О處電場強(qiáng)度為()A.方向沿負(fù)電荷與圓心О連線指向負(fù)電荷B.方向沿負(fù)電荷與圓心О連線指向圓心ОC.D.【答案】AD【詳解】假設(shè)將負(fù)點(diǎn)電荷換成電荷量相等的正點(diǎn)電荷,則О處電場強(qiáng)度為0;可知圖中四個(gè)正點(diǎn)電荷在О處的合電場強(qiáng)度方向由О指向負(fù)電荷,大小為而圖中負(fù)點(diǎn)電荷在О處的電場強(qiáng)度方向由О指向負(fù)電荷,大小為故幾何中心О處電場強(qiáng)度方向沿負(fù)電荷與圓心О連線指向負(fù)電荷,大小為故選AD。16.(多選)(23-24高一下·吉林·期末)如圖所示,A、B、C、D是正方形的四個(gè)頂點(diǎn),在A、B、C三點(diǎn)放有電荷量都為+q的點(diǎn)電荷,正方形的兩條對角線AC、BD相交于O點(diǎn),則關(guān)于D點(diǎn)和O點(diǎn)的電場強(qiáng)度和電勢的判斷,以下說法正確的是()A.D點(diǎn)電場強(qiáng)度大于O點(diǎn)的電場強(qiáng)度B.D點(diǎn)電場強(qiáng)度小于O點(diǎn)的電場強(qiáng)度C.D點(diǎn)電勢高于O點(diǎn)的電勢D.D點(diǎn)電勢低于O點(diǎn)的電勢【答案】BD【詳解】AB.令正方形的邊長為a,根據(jù)電場強(qiáng)度的疊加原理有,則有故A錯(cuò)誤,B正確;CD.在正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中,所有點(diǎn)的電勢都大于零,且離正點(diǎn)電荷越近,電勢越高,再根據(jù)點(diǎn)電荷電場中某點(diǎn)的電勢等于各點(diǎn)電荷在該點(diǎn)電勢的代數(shù)和,可知故C錯(cuò)誤,D正確。故選BD?!绢}型05根據(jù)電場線的疏密比較電場的強(qiáng)弱】17.(22-23高一下·江蘇南京·期末)某同學(xué)制作了一除塵裝置,裝置由帶正電的圓筒Q和帶負(fù)電的線狀電極P組成。由于制作失誤線狀電極偏離圓心,形成如圖所示的電場線。若,且A、B、C三點(diǎn)和電極P在一條直線上,則()A.A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相等B.A點(diǎn)的電勢比B點(diǎn)電勢高C.帶負(fù)電的粉塵從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)電場力做負(fù)功D.【答案】B【詳解】A.由題圖電場線的分布特點(diǎn)可以看出,A點(diǎn)附近電場線密集,B點(diǎn)附近電場線稀疏,所以A點(diǎn)電場強(qiáng)度大于B點(diǎn)電場強(qiáng)度,故A錯(cuò)誤;B.由電場線疏密程度可以看出,AP間平均場強(qiáng)大于BP間平均場強(qiáng),又,由知AP間電勢差大于BP間電勢差,結(jié)合電場線方向有所以A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢,故B正確;C.帶負(fù)電的粉塵從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),電場力與運(yùn)動(dòng)方向相同,都向右,電場力做正功,故C錯(cuò)誤;D.由于電場線的疏密程度可知,BP間的平均場強(qiáng)大于CB間的平均場強(qiáng),又,根據(jù)可知,,故D錯(cuò)誤。故選B。18.(22-23高二上·河南鄭州·期中)某靜電場的電場線分布如圖所示,下列說法正確的是()A.b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于d點(diǎn)的電場強(qiáng)度B.c點(diǎn)的電勢低于b點(diǎn)的電勢C.若將一試探電荷+q由a點(diǎn)靜止釋放,它將沿電場線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)D.a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向相同【答案】A【詳解】AD.根據(jù)電場線的疏密程度反映電場的強(qiáng)弱,b點(diǎn)的電場線比d點(diǎn)的電場線密,即b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于d點(diǎn)的電場強(qiáng)度;a點(diǎn)和b點(diǎn)的切線方向不同,即兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向不同,故A正確,D錯(cuò)誤;B.沿著電場線,電勢逐漸降低,結(jié)合等勢面和電場線垂直,則知c點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)的電勢,故B錯(cuò)誤;C.將一試探電荷+q由a點(diǎn)釋放,根據(jù)場強(qiáng)方向的規(guī)定可知,受與場強(qiáng)方向相同的電場力,它將右上方做曲線運(yùn)動(dòng),而不是沿電場線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),故C錯(cuò)誤。故選A。19.(多選)(23-24高二上·四川成都·期中)某帶電粒子僅在電場力作用下由點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)。如圖所示,實(shí)線為電場線,虛線為粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,由此可以判定()A.粒子在A點(diǎn)的加速度大于它在B點(diǎn)的加速度B.粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能大于它在B點(diǎn)的動(dòng)能C.粒子在A點(diǎn)的電勢能小于它在B點(diǎn)的電勢能D.電場中A點(diǎn)的電勢低于B點(diǎn)的電勢【答案】BC【詳解】A.A點(diǎn)附近的電場線比B點(diǎn)附近的電場線稀疏,所以A點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度,粒子在A點(diǎn)所受電場力小于它在B點(diǎn)所受電場力,由可知粒子在A點(diǎn)的加速度小于它在B點(diǎn)的加速度,故A錯(cuò)誤;BC.粒子所受電場力方向一定指向軌跡的凹側(cè),且與電場線的切線共線,由此可判斷粒子帶負(fù)電,電場力與速度成鈍角,且只有電場力對粒子做負(fù)功,電勢能增大,動(dòng)能減小,即A點(diǎn)的電勢能小于它在B點(diǎn)的電勢能,粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能大于它在B點(diǎn)的動(dòng)能,故BC正確;D.根據(jù)沿電場線方向電勢降低可知A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢,故D錯(cuò)誤。故選BC。20.(多選)(23-24高二下·廣東韶關(guān)·期末)某小組在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行平行板電容器特性研究時(shí),不小心轉(zhuǎn)動(dòng)其中一極板而使其發(fā)生傾斜,已知兩板帶有等量異種電荷,則兩極板之間的電場線分布情況及電場強(qiáng)度大小可能正確的是()A. B.C.EA>EB D.EA=EB【答案】AC【詳解】AB.根據(jù)題意可知,兩板間電勢差相等,從左到右板間距離增大,根據(jù)可知,場強(qiáng)越來越小,電場線越來越稀疏,平行板電容器中,極板分別是等勢體,所以電場線始終與兩板垂直,故A正確,B錯(cuò)誤;CD.根據(jù)電場線的疏密程度可知,A、B兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系為EA>EB,故C正確,D錯(cuò)誤。故選AC?!绢}型06等量同種電荷周圍電場和電勢的分布】21.(23-24高一下·重慶·期末)如圖所示,平面內(nèi)直線AB和MN垂直相交于О點(diǎn),A、B關(guān)于О點(diǎn)對稱。M、N關(guān)于О點(diǎn)對稱,C是AO的中點(diǎn),D是OB的中點(diǎn),則下列說法正確的是()A.若將電荷量為+Q的點(diǎn)電荷放置在О點(diǎn),則C、M、D、N四點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同B.若將電荷量為+Q和-Q的點(diǎn)電荷分別放置在A點(diǎn)和B點(diǎn),則C、D兩點(diǎn)電場強(qiáng)度方向相反C.若在C點(diǎn)和D點(diǎn)分別放置等量同種點(diǎn)電荷,一電子從О點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中所受靜電力的大小是一直減小的D.若在C點(diǎn)和D點(diǎn)分別放置等量正點(diǎn)電荷,一電子從M點(diǎn)由靜止釋放,電子將在M、N間做往返運(yùn)動(dòng)【答案】D【詳解】A.若將電荷量為+Q的點(diǎn)電荷放置在O點(diǎn)則C、M、D、N四點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向不同,A錯(cuò)誤;B.若將電荷量為+Q和-Q的點(diǎn)電荷分別放置在A點(diǎn)和B點(diǎn),由等量異種點(diǎn)電荷電場中電場線分布的對稱性可知,C、D兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,方向均由A指向B,B錯(cuò)誤;C.若在C點(diǎn)和D點(diǎn)分別放置等量同種的點(diǎn)電荷,則O點(diǎn)的電場強(qiáng)度是零,從O點(diǎn)沿CD的中垂線經(jīng)過N點(diǎn)到無限遠(yuǎn)處,電場強(qiáng)度大小從零先增大,再減小到零,則電子從O點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中,所受靜電力的大小可能是一直增大的,也可能是先增大后減小的,C錯(cuò)誤;D.若在C點(diǎn)和D點(diǎn)分別放置等量正點(diǎn)電荷,則CD連線的中垂線上,關(guān)于O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)電場強(qiáng)度等大反向,所以電子在MO間與ON間受力具有對稱性,都指向O點(diǎn)所以將一電子從M點(diǎn)由靜止釋放,電子將在M、N間做往返運(yùn)動(dòng),D正確。故選D。22.(23-24高一下·重慶江北·期中)兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷的電場線如圖所示,圖中電場線上下左右均對稱,點(diǎn)P、Q,點(diǎn)M、N,點(diǎn)R、S關(guān)于兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O對稱,則(
)A.P、Q兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同B.M、N兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同C.在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上O點(diǎn)電場強(qiáng)度最小D.在R點(diǎn)放一個(gè)帶負(fù)電小球,小球會(huì)向O點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)【答案】C【詳解】A.根據(jù)電場的矢量疊加可知,P、Q兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等,方向相反,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)電場的矢量疊加可知,M、N兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等,方向相反,故B錯(cuò)誤;C.兩正點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,方向相反,根據(jù)電場的矢量疊加可知,O點(diǎn)合電場強(qiáng)度為零,在兩正點(diǎn)電荷連線的中垂線上除O點(diǎn)外,電場強(qiáng)度均大于零,故在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上O點(diǎn)電場強(qiáng)度最小,故C正確;D.在R點(diǎn)放一個(gè)帶負(fù)電小球,小球受到向下的電場力,小球會(huì)向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng),由于兩正點(diǎn)電荷連線的中垂線上不是勻強(qiáng)電場,小球做的是變加速直線運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。故選C。23.(23-24高二上·河北保定·期中)如圖所示,邊長均為a的兩個(gè)正四面體Abcd和Bbcd,其中bcd面完全重合,O點(diǎn)為bcd面中心,兩帶電荷量均為的點(diǎn)電荷分別置于A、B兩頂點(diǎn),則()
A.b、c、d三點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同B.b、c、d三點(diǎn)的電勢相等C.將一正試探電荷從b點(diǎn)沿直線移動(dòng)到O點(diǎn),其所受電場力一定逐漸增大D.將一正試探電荷從b點(diǎn)沿bd直線移到d點(diǎn)的過程中,電場力始終不做功【答案】B【詳解】A.根據(jù)等量同種電荷周圍電場線分布可知,b、c、d三點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,方向不同,故A錯(cuò)誤;B.三點(diǎn)到兩電荷的距離均相等,根據(jù)對稱性及等量同種電荷周圍電勢分布可知,三點(diǎn)的電勢相等,故B正確;C.等量同種電荷連線中垂線上,從中間到兩邊電場強(qiáng)度先增大后減小,所以將一正試探電荷從b點(diǎn)沿直線移動(dòng)到O點(diǎn),其所受電場力可能先增大后減小,故C錯(cuò)誤;D.將一正試探電荷從b點(diǎn)沿bd直線移到d點(diǎn)的過程中,庫侖斥力先做負(fù)功后做正功,故D錯(cuò)誤。故選B。24.(23-24高二上·廣東肇慶·期中)兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷的電場線如圖所示,圖中電場線上下左右均對稱,點(diǎn)P、Q,點(diǎn)M、N,點(diǎn)R、S關(guān)于兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O對稱,則()A.P、Q兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同 B.M、N兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同C.在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上O點(diǎn)電勢最高 D.R、S兩點(diǎn)電勢不相等【答案】C【詳解】A.根據(jù)電場的矢量疊加可知,P、Q兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等,方向相反,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)電場的矢量疊加可知,M、N兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等,方向相反,故B錯(cuò)誤;C.沿著電場線方向電勢逐漸降低,在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上電場都是由O點(diǎn)指向兩側(cè),所以O(shè)點(diǎn)電勢最高,故C正確;D.根據(jù)對稱性可知,R、S兩點(diǎn)電勢相等,故D錯(cuò)誤。故選C。25.(多選)(23-24高一下·廣東茂名·期中)空間有兩個(gè)帶等量正電荷的點(diǎn)電荷處于水平位置如圖所示,O點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn),A、B為連線上相對O點(diǎn)對稱的點(diǎn),C、D在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上,。下列說法正確的是()A.A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)相同B.C、D兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小可能相等C.從A點(diǎn)靜止釋放一不計(jì)重力的帶正電粒子,在從A點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中,帶電粒子所受的電場力越來越小D.從C點(diǎn)靜止釋放一不計(jì)重力的帶負(fù)電粒子,在從C點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程其加速度可能先增大后減少【答案】BD【詳解】A.等量同種點(diǎn)電荷形成的電場關(guān)于O點(diǎn)對稱的A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)等大反向,場強(qiáng)不同,故A錯(cuò)誤;B.等量同種正點(diǎn)電荷形成的電場在中垂線上的任意一點(diǎn)場強(qiáng)為其中r為該點(diǎn)據(jù)點(diǎn)電荷的距離,θ為點(diǎn)電荷在該處場強(qiáng)與中垂線的夾角,由于則那么有即所以C、D兩點(diǎn)場強(qiáng)大小無法判定,有可能大小相等,故B正確;C.等量同種正點(diǎn)電荷形成的電場在O點(diǎn)場強(qiáng)為零,電場力為零,從A點(diǎn)靜止釋放一不計(jì)重力的帶正電粒子,在從A點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中,場強(qiáng)先減小后增大,電場力先減少后增大,故C錯(cuò)誤;D.從C點(diǎn)靜止釋放一不計(jì)重力的帶負(fù)電粒子,由于CO段場強(qiáng)變化無法確定,故加速度大小變化無法確定,有可能是先增大后減少,故D正確。故選BD。26.(23-24高二上·湖南長沙·階段練習(xí))空間中存在一對等量異種點(diǎn)電荷,其電場線如圖所示,下列說法正確的是()
A.A處的電勢比B處高B.電子在B處的電勢能比在D處大C.A處和C處的電場強(qiáng)度可能相同D.電子在C處由靜止釋放,可沿電場線運(yùn)動(dòng)到D處【答案】B【詳解】A.根據(jù)沿著電場線的方向電勢降低,可知A處的電勢比B處低,故A錯(cuò)誤;B.由于B處和C處電勢相等,C處電勢低于D處,可知B處的電勢比D處低,而電子帶負(fù)電,故電子在B處的電勢能比在D處大,故B正確。C.電場線的疏密程度反映了場強(qiáng)的大小,根據(jù)圖可知A處的場強(qiáng)比B處大,B處的場強(qiáng)比C處大,故A處的場強(qiáng)一定比C處大,故C錯(cuò)誤;D.電子在C處由靜止釋放,C處到D處的電場線為曲線,電場線的切線方向是電子在電場中受到的電場力的反方向,而不是速度方向,電子若想沿電場線運(yùn)動(dòng),電場線必須為直線,且電子的速度方向與電場線始終在一條直線上,故D錯(cuò)誤。故選B。27.(多選)(23-24高一下·浙江溫州·期末)如圖所示,空間中有兩個(gè)電荷量相同的點(diǎn)電荷A、B,電荷周圍的電場線分布如圖所示。MN為兩點(diǎn)電荷A、B連線的中垂線,且M、N點(diǎn)到O點(diǎn)距離相同,C、D為某一條電場線上的兩點(diǎn)。若規(guī)定無窮遠(yuǎn)處電勢為零,則下列說法正確的是()A.O點(diǎn)的電勢為零B.C點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于D點(diǎn)的電場強(qiáng)度C.M點(diǎn)的電場強(qiáng)度和N點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同D.M點(diǎn)的電勢和N點(diǎn)的電勢相同【答案】BD【詳解】A.根據(jù)題意可知該電場為等量正電荷產(chǎn)生的電場,故O點(diǎn)的電勢不為零,故A錯(cuò)誤;B.場強(qiáng)大的地方電場線越密集,故可知C點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于D點(diǎn)的電場強(qiáng)度,故B正確;C.根據(jù)等量正電荷產(chǎn)生的電場分布特點(diǎn)可知M點(diǎn)的電場強(qiáng)度和N點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相同,方向相反,故C錯(cuò)誤;D.M點(diǎn)和N點(diǎn)到兩等量正電荷的距離相等,根據(jù)對稱性可知M點(diǎn)的電勢和N點(diǎn)的電勢相同,故D正確。故選BD。28.(多選)(23-24高一下·山東威?!て谀┤鐖D所示,兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷形成的電場中,O點(diǎn)為兩電荷連線的中點(diǎn),O、A、B、C為以其中一正電荷為圓心的圓上四點(diǎn),取無限遠(yuǎn)處電勢為零。下列說法正確的是()A.A、C兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同B.A、C兩點(diǎn)電勢相等C.O點(diǎn)的電勢為零D.電子在O點(diǎn)的電勢能小于在B點(diǎn)的電勢能【答案】BD【詳解】A.根據(jù)對稱性,A、C兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等,方向不同,故A錯(cuò)誤;B.A、C兩點(diǎn)距兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷的距離相等,則A、C兩點(diǎn)電勢相等,故B正確;C.根據(jù)正點(diǎn)電荷電勢分布可知,左側(cè)正點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的電勢大于零,右側(cè)正點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的電勢大于零,故O點(diǎn)的電勢大于零,故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)正點(diǎn)電荷電勢分布可知,左側(cè)正點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的電勢大于B點(diǎn)的電勢,右側(cè)正點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的電勢等于B點(diǎn)的電勢,則O點(diǎn)的電勢大于在B點(diǎn)的電勢,負(fù)電荷在高電勢處電勢能反而小,則電子在O點(diǎn)的電勢能小于在B點(diǎn)的電勢能,故D正確。故選BD?!绢}型07等量異種電荷周圍電場和電勢的分布】29.(23-24高一下·黑龍江哈爾濱·期末)如圖所示,a、b兩點(diǎn)處分別固定有等量異種點(diǎn)電荷和,c是線段ab的中點(diǎn),d是ac的中點(diǎn),e是ab的垂直平分線上的一點(diǎn),c、d、e點(diǎn)場強(qiáng)的大小關(guān)系為()A. B. C. D.【答案】D【詳解】等量異種點(diǎn)電荷電場分布如圖所示根據(jù)電場線的疏密程度可知c、d、e點(diǎn)場強(qiáng)的大小關(guān)系為故選D。30.(23-24高一下·貴州貴陽·期末)如圖所示,A、B為兩等量異號(hào)電荷,A帶正電,B帶負(fù)電。b為A、B連線的中點(diǎn),a、c兩點(diǎn)關(guān)于A、B連線的中垂線對稱,則以下說法正確的是()A.a(chǎn)點(diǎn)和c點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同B.a(chǎn)、b、c三點(diǎn)中b點(diǎn)電勢最低C.一正點(diǎn)電荷從b點(diǎn)沿A、B連線中垂線向上移動(dòng)時(shí),電場力做正功D.負(fù)點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn),電勢能增大【答案】D【詳解】A.由等量異種電荷的電場分布可知,a點(diǎn)與c點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,方向不同,故A錯(cuò)誤;B.由等量異種電荷的電勢分布可知故a、b、c三點(diǎn)中c點(diǎn)電勢最低,故B錯(cuò)誤;C.A、B連線的中垂線是等勢面,則一正點(diǎn)電荷從b點(diǎn)沿A、B連線中垂線向上移動(dòng)時(shí),電場力不做功,故C錯(cuò)誤;D.a(chǎn)、c兩點(diǎn)關(guān)于A、B連線的中垂線對稱,a點(diǎn)靠近正電荷,c點(diǎn)靠近負(fù)電荷,則a點(diǎn)的電勢大于c點(diǎn)的電勢,根據(jù)負(fù)電荷在高電勢處電勢能反而小,可知負(fù)點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn),電勢能增大,故D正確。故選D。31.(23-24高二下·安徽合肥·期末)如圖,兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷P、Q分別位于x軸上的兩點(diǎn),其位置關(guān)于點(diǎn)O對稱。a、b、c、d四點(diǎn)位于以O(shè)點(diǎn)為圓心的圓周上,a、b連線平行于x軸,c,d是圓與y軸的交點(diǎn)。下列說法正確的是()A.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢相同 B.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)相同C.c、d兩點(diǎn)電勢相同 D.c、d兩點(diǎn)場強(qiáng)方向相反【答案】C【詳解】A.由圖可知,點(diǎn)離正電荷近,點(diǎn)離負(fù)電荷近,則點(diǎn)電勢大于點(diǎn)電勢,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)等量異種電荷電場的對稱性知,a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等,方向不同,故B錯(cuò)誤;CD.根據(jù)等量異種電荷電場線分布特點(diǎn)可知,電荷連線的中垂線上電場方向相同,中垂線為等勢線,則c、d兩點(diǎn)電勢相同,c、d兩點(diǎn)場強(qiáng)方向相同,故C正確,D錯(cuò)誤。故選C。32.(23-24高二下·甘肅·期末)如圖所示,圖中A、B處為兩個(gè)等量點(diǎn)電荷,O點(diǎn)為AB連線的中點(diǎn),C點(diǎn)為AB連線上的一點(diǎn),D點(diǎn)為AB連線垂直平分線上的一點(diǎn),已知,則下列說法正確的是()A.A、B為等量同種點(diǎn)電荷,且均為正電荷B.A、B為等量異種點(diǎn)電荷,且A為負(fù)電荷、B為正電荷C.O點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大于D點(diǎn)處的電場強(qiáng)度D.O點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大于C點(diǎn)處的電場強(qiáng)度【答案】C【詳解】A.由于可知AB連線的垂直平分線應(yīng)為等勢線,只有等量異種點(diǎn)電荷形成的電場才具有這樣的規(guī)律,故A錯(cuò)誤;B.由于結(jié)合上述,可知A為正電荷,B為負(fù)電荷,故B錯(cuò)誤;D.在等量異種點(diǎn)電荷的連線上,從A到B,電場強(qiáng)度先減小后增大,最小,所以C點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大于O點(diǎn)處的電場強(qiáng)度,故D錯(cuò)誤;C.在等量異種點(diǎn)電荷連線的垂直平分線上,從O點(diǎn)向外電場強(qiáng)度逐漸減小,所以O(shè)點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大于D點(diǎn)處的電場強(qiáng)度,故C正確。故選C。33.(多選)(23-24高一下·貴州黔南·期末)如圖所示,紙面內(nèi)有一邊長為的等邊三角形,連線的中點(diǎn)為點(diǎn)。在點(diǎn)和點(diǎn)分別固定等量的異種點(diǎn)電荷和,若在三角形平面內(nèi)加上一勻強(qiáng)電場,則點(diǎn)的電場強(qiáng)度恰好為零。已知靜電力常量為,則下列說法正確的是()A.點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零B.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為C.勻強(qiáng)電場的方向水平向左D.若把一試探電荷從點(diǎn)移到點(diǎn),靜電力做正功【答案】BC【詳解】BC.等量的異種點(diǎn)電荷和在c點(diǎn)的場強(qiáng)均為,夾角為120°,則合場強(qiáng)為方向水平向右,在三角形平面內(nèi)加上一勻強(qiáng)電場,則點(diǎn)的電場強(qiáng)度恰好為零,故勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為,方向水平向左,故BC正確;A.點(diǎn)共有三個(gè)電場強(qiáng)度,合場強(qiáng)為方向水平向右;故A錯(cuò)誤;D.因等量的異種點(diǎn)電荷和形成的電場,其中垂線與電場強(qiáng)度垂直為等勢線,而所加勻強(qiáng)電場水平與垂直,依然為等勢線,則兩電場疊加后為等勢線,故把一試探電荷從點(diǎn)移到點(diǎn),靜電力不做功,故D錯(cuò)誤。故選BC。34.(多選)(23-24高一下·貴州畢節(jié)·期末)如圖,將帶負(fù)電的試探電荷沿著等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),再沿連線從B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)。該試探電荷()A.從A到B過程中所受的靜電力減小 B.從B到C過程中所受的靜電力增大C.從A到B過程中的電勢能增大 D.從B到C過程中的電勢能減小【答案】BD【詳解】等量異種點(diǎn)電荷的電場分布如圖所示A.將帶負(fù)電的試探電荷沿連線的中垂線從A到B過程中,由于電場強(qiáng)度逐漸增大,則試探電荷所受的靜電力逐漸增大,故A錯(cuò)誤;B.從B到C過程中,由于電場強(qiáng)度逐漸增大,則試探電荷所受的靜電力逐漸增大,故B正確;C.由于中垂線是等勢線,所以從A到B過程中的電勢能不變,故C錯(cuò)誤;D.由于試探電荷帶負(fù)電,所以從B到C過程中,電場力對試探電荷做正功,電勢能減小,故D正確。故選BD。35.(多選)(23-24高二下·云南保山·期末)真空中有一正三角形ABC,如圖所示,M、N分別為AB、AC的中點(diǎn),在B、C兩點(diǎn)分別固定等量異種點(diǎn)電荷,其中B點(diǎn)固定負(fù)電荷,C點(diǎn)固定正電荷。則()A.沿直線從A點(diǎn)到M點(diǎn),電勢逐漸降低B.將電子沿直線從N點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn),電子的電勢能逐漸增大C.將電子沿直線從M點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn),電場力一直做正功D.M點(diǎn)和N點(diǎn)電場強(qiáng)度相等【答案】ABC【詳解】A.等量異種電荷的電場分布圖如圖所示由電場分布圖可知沿直線從A到點(diǎn),電勢降低,故A正確;B.將電子沿直線從點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn),電勢降低,由公式(注意代入正負(fù)號(hào)),所以電子在A點(diǎn)的電勢能大于在點(diǎn)的電勢能,故B正確;C.將電子沿直線從點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn),電勢升高,電勢能降低,電場力一直做正功,故C正確;D.點(diǎn)和點(diǎn)電場強(qiáng)度,由點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度公式可知,點(diǎn)和點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,但方向不同,故D錯(cuò)誤。故選ABC。36.(多選)(23-24高一下·湖南岳陽·期末)如圖所示,兩異種點(diǎn)電荷的電荷量均為Q,絕緣豎直平面過兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O且與連線垂直,平面上A、O、B三點(diǎn)位于同一豎直線上,AO=BO=L,點(diǎn)電荷到O點(diǎn)的距離也為L?,F(xiàn)有電荷量為q、質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),從A點(diǎn)以初速度v0向B滑動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度恰好減為零。已知物塊與平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。則下面判斷正確的是()A.物塊帶負(fù)電B.物塊從A運(yùn)動(dòng)到O電勢能不斷減小C.A點(diǎn)的加速度大小為D.物塊通過O點(diǎn)的速度大小為【答案】ACD【詳解】A.由于等量異種點(diǎn)電荷中垂直電場分布特點(diǎn)可知,中垂線上電場方向水平向左,對物塊受力分析可知,物塊受到的電場力水平向右,則物塊帶負(fù)電,故A正確;B.物塊從A運(yùn)動(dòng)到O電過程,由于電場力與速度方向總是垂直,所以電場力不做功,電勢能保持不變,故B錯(cuò)誤;C.由電場的疊加原理知,A點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小由題意可知物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度恰好減為零,則物塊在B點(diǎn)受到的滑動(dòng)摩擦力大于重力,根據(jù)對稱性可知物塊在A點(diǎn)受到的滑動(dòng)摩擦力大于重力,在A點(diǎn)由牛頓第二定律得解得物塊在A點(diǎn)的加速度大小為故C正確;D.A、B、O三點(diǎn)在等量異種點(diǎn)電荷中垂線上,電勢相等。小物塊從A到B過程中,設(shè)克服阻力做功,由動(dòng)能定理得小物塊從A到O過程中聯(lián)立解得物塊通過O點(diǎn)的速度大小為故D正確。故選ACD。【題型08不等量點(diǎn)電荷周圍電場和電勢的分布】37.(23-24高一下·遼寧·期末)在x軸上坐標(biāo)為和原點(diǎn)處分別固定兩點(diǎn)電荷、,兩點(diǎn)電荷在x正半軸上的合電場強(qiáng)度的大小和方向如圖所示(規(guī)定x軸正方向?yàn)殡妶鰪?qiáng)度正方向),圖線與x軸交于坐標(biāo)為2m處。一試探電荷從x軸上坐標(biāo)為1m處靜止釋放(僅受電場力),沿x軸正方向運(yùn)動(dòng),剛好可以到達(dá)M處(圖中未標(biāo)注),則下列說法中正確的是()A.試探電荷帶正電B.帶負(fù)電C.、電量的絕對值之比為25∶4D.M點(diǎn)可能位于x軸上坐標(biāo)為3m處【答案】C【詳解】A.一試探電荷從x軸上坐標(biāo)為1m處靜止釋放(僅受電場力),沿x軸正方向運(yùn)動(dòng),可知試探電荷在坐標(biāo)為1m處受到的電場力沿x軸正方向,而該處的場強(qiáng)方向沿x軸負(fù)方向,所以試探電荷帶負(fù)電,故A錯(cuò)誤;BC.由于在靠近處的場強(qiáng)方向指向,所以帶負(fù)電,而坐標(biāo)為2m處的場強(qiáng)為0,則帶正電;且在坐標(biāo)為2m處有可得、電量的絕對值之比為故B錯(cuò)誤,C正確;D.試探電荷最終剛好可以到達(dá)M處,可知從坐標(biāo)為1m處到M處,試探電荷的動(dòng)能變化為0,則電場力做功為0,坐標(biāo)為1m處與M處的電勢差為0;根據(jù)可知圖線與橫軸圍成的面積表示電勢差,若M點(diǎn)可能位于x軸上坐標(biāo)為3m處,由題圖可知,從坐標(biāo)為1m處到坐標(biāo)為3m處圍成的面積不為0,電勢差不為0,所以M點(diǎn)不可能位于x軸上坐標(biāo)為3m處,故D錯(cuò)誤。故選C。38.(23-24高一下·浙江寧波·期末)真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷A、B的電場線分布如圖所示,P、Q兩點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)電荷A左右對稱,其中P在AB連線上,一個(gè)電子在外力作用下沿虛線軌跡從M向N勻速率運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是()A.B.P點(diǎn)的電勢小于Q點(diǎn)的電勢C.除無窮遠(yuǎn)外,A、B連線的延長線上有某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零,該點(diǎn)在B的右側(cè)D.從M向N運(yùn)動(dòng)過程中,外力的功率保持不變【答案】C【詳解】A.根據(jù)電場線分布的疏密可知,A附近的場強(qiáng)比B附近的場強(qiáng)大,故,故A錯(cuò)誤;B.由電場線的方向可知,A為負(fù)電荷,B為正電荷,在負(fù)電荷A的電場中,Q點(diǎn)的電勢等于P點(diǎn)的電勢,在正電荷B的電場中,Q點(diǎn)的電勢小于P點(diǎn)的電勢,故有,故B錯(cuò)誤;C.因?yàn)锳、B為異種電荷,且,所以A、B連線的延長線上電場強(qiáng)度為零的點(diǎn)在B的右側(cè),故C正確;D.帶電粒子由M運(yùn)動(dòng)到N,為保持勻速率運(yùn)動(dòng),可知當(dāng)帶電粒子經(jīng)過BA延長線時(shí),其所受電場力與外力方向均與BA平行,即外力方向與速度方向垂直,此時(shí)外力功率為零,而在其他地方由分析可知外力與速度方向的夾角不為直角,則外力功率不為零,故D錯(cuò)誤。故選C。39.(23-24高一下·浙江寧波·期末)將一帶正電的點(diǎn)電荷Q固定在水平放置且?guī)ж?fù)電的正方形金屬薄板中心的正上方,點(diǎn)電荷Q與薄板間的電場線豎直切面如圖所示。其中兩點(diǎn)在同一豎直且垂直于薄板的電場線上,三點(diǎn)在同一條平行于薄板的直線上,關(guān)于b點(diǎn)對稱。關(guān)于各點(diǎn)的電場強(qiáng)度及電勢的判斷,下列說法中正確的是()A.a(chǎn)點(diǎn)與c點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同 B.b點(diǎn)與d點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同C.a(chǎn)點(diǎn)電勢等于b點(diǎn)電勢 D.b點(diǎn)電勢高于d點(diǎn)電勢【答案】D【詳解】AB.由正點(diǎn)電荷電場的特點(diǎn)可知,a點(diǎn)電場強(qiáng)度與c點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等,方向不同,b點(diǎn)電場強(qiáng)度與d點(diǎn)電場強(qiáng)度方向相同,大小不同。故AB錯(cuò)誤;CD.由正點(diǎn)電荷電勢的特點(diǎn)可知,越靠近正點(diǎn)電荷,電勢越高,所以a點(diǎn)電勢比b點(diǎn)電勢低,b點(diǎn)電勢高于d點(diǎn)電勢。故C錯(cuò)誤;D正確。故D。40.(多選)(23-24高一下·重慶沙坪壩·期末)如圖為兩個(gè)不等量異種點(diǎn)電荷+2q和-q形成電場的電場線分布圖,圖中兩點(diǎn)電荷連線長度為2r,O點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn),P、Q兩點(diǎn)關(guān)于兩電荷連線對稱,已知靜電力常量為k。下列判斷正確的是()A.M點(diǎn)的電勢高于N點(diǎn)電勢B.P、Q兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同C.O點(diǎn)處的電場強(qiáng)度為D.帶負(fù)電的試探電荷在M點(diǎn)的電勢能小于其在N點(diǎn)的電勢能【答案】AD【詳解】A.根據(jù)等勢線與電場線垂直可以分別作出過M點(diǎn)與過P點(diǎn)的等勢線,由于沿電場線電勢降低,可知,M點(diǎn)的電勢高于N點(diǎn)電勢,故A正確;B.根據(jù)對稱性可知,P、Q兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,方向不相同,故B錯(cuò)誤;C.
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