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專題九電場(chǎng)
考點(diǎn)1電場(chǎng)力的性質(zhì)
1.[2021浙江五校高三聯(lián)考,多項(xiàng)選擇]以下電場(chǎng)中,帶電粒子只在電場(chǎng)力作用下,既可做直線
運(yùn)動(dòng),又可以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的是()
A.點(diǎn)電荷電場(chǎng)B.等量同種電荷電場(chǎng)C.等量異種電荷電場(chǎng)D.勻強(qiáng)電場(chǎng)
2.[2021江西紅色七校聯(lián)考]如圖,勻強(qiáng)電場(chǎng)中的/、B、。三點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)直角三角形,以邊垂直
邊,/胡030°,比邊長(zhǎng)度為d,電場(chǎng)方向與該直角三角形的某一邊平行.一質(zhì)量為m、電荷
量為q、帶正電的粒子(不計(jì)重力)在該電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)/點(diǎn)時(shí)速度大小為外,方向沿A?方向;
經(jīng)過(guò)比1邊的中點(diǎn)〃時(shí),速度大小為吻方向與8c邊垂直.以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()
A.電場(chǎng)方向可能與4C邊平行
1
B.V/F2的
C.4B、C三點(diǎn)中6點(diǎn)電勢(shì)最低
y
D.電場(chǎng)強(qiáng)度大小后”"
3.[2021河南名校第一次聯(lián)考,多項(xiàng)選擇]如下圖,爾B、C三個(gè)小球(均可視為質(zhì)點(diǎn))的質(zhì)量分
別為用、2m、3?,6小球帶負(fù)電,電荷量大小為q,4C兩小球不帶電(不考慮小球間的靜電感應(yīng)),
不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線將三個(gè)小球連接起來(lái)懸掛在。點(diǎn),三個(gè)小球均處于豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,
電場(chǎng)強(qiáng)度大小為區(qū)那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()
A.靜止時(shí),46兩小球間細(xì)線的拉力為5儂
B.靜止時(shí),48兩小球間細(xì)線的拉力為5儂-皿
叱
C.剪斷。點(diǎn)與A小球間細(xì)線瞬間,/、8兩小球間細(xì)線的拉力為3
D.剪斷。點(diǎn)與A小球間細(xì)線瞬間,4、6兩小球間細(xì)線的拉力為‘
4.[2021福建漳平檢測(cè)]如下圖,兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體4和B,用一對(duì)絕緣柱支持使它們彼此接觸.
把一帶正電荷的物體。置于A附近,貼在1、8下部的金屬箔都張開(kāi),那么()
A.此時(shí)力帶正電,6帶負(fù)電
B.此時(shí)4電勢(shì)低,8電勢(shì)高
C.移去C貼在4、6下部的金屬箔都閉合
D.先把4和6分開(kāi),然后移去C,貼在46下部的金屬箔都閉合
5.[2021全國(guó)H,20,多項(xiàng)選擇]如圖,豎直面內(nèi)一絕緣細(xì)圓環(huán)的上、下半圓分別均勻分布著等量
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.那么()
A.a、6兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等
B.a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等
C.c、d兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等
D.c、d兩點(diǎn)的電勢(shì)相等
6.[2021北京,22,16分]如下圖,長(zhǎng)1=1m的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定,下端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶
電小球,小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,繩與豎直方向的夾角8=37。.小球所帶電荷量
0=1.0X10"C,勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)后3.0X10"N/C,取重力加速度g=10m/s2,sin370=0.6,cos
37°=0.8,求:
(1)小球所受電場(chǎng)力尸的大小.
⑵小球的質(zhì)量m.
(3)將電場(chǎng)撤去,小球回到最低點(diǎn)時(shí)速度/的大小.
考點(diǎn)2電場(chǎng)能的性質(zhì)
1.[2021安徽合肥高三調(diào)研]如下圖,在x軸上相距為L(zhǎng)的兩點(diǎn)固定等量異種點(diǎn)電荷+0、-Q,虛
線是以-0所在點(diǎn)為中心、邊長(zhǎng)也為人的正方形,a、b、c、d是正方形的四個(gè)頂點(diǎn),且a、6連
線平行于x軸,那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是0
A.6點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)
B.6、c連線上各點(diǎn)電勢(shì)相同
C.a、d兩點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
D.將一正電荷沿虛線由a點(diǎn)移至6點(diǎn),其電勢(shì)能逐漸增大
2.[生產(chǎn)生活實(shí)踐問(wèn)題情境一一靜電紡紗工藝]如下圖為某靜電紡紗工藝示意圖,虛線為電場(chǎng)
線,a、b、c為電場(chǎng)中三點(diǎn),a、。在中間水平虛線上的等勢(shì)點(diǎn)到6的距離相等,6為中間水平虛
線的中點(diǎn),電場(chǎng)線關(guān)于水平虛線的垂直平分線對(duì)稱,一電子從a點(diǎn)經(jīng)過(guò)方運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),以下說(shuō)法
正確的選項(xiàng)是()
A.電子在三點(diǎn)的電勢(shì)能大小品溝在
B.三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E”>Eb汨.
C.電場(chǎng)力對(duì)電子做的功以=儂
D.電子可僅受電場(chǎng)力做題述運(yùn)動(dòng)
3.[2021浙江7月選考,8]空間P、。兩點(diǎn)處固定電荷量絕對(duì)值相等的點(diǎn)電荷,其中。點(diǎn)處為正
電荷,只。兩點(diǎn)附近電場(chǎng)的等勢(shì)線分布如下圖,a、b、c、d、e為電場(chǎng)中的5個(gè)點(diǎn),設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處
電勢(shì)為0,那么()
A.e點(diǎn)的電勢(shì)大于0
B.a點(diǎn)和6點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
C.6點(diǎn)的電勢(shì)低于d點(diǎn)的電勢(shì)
D.負(fù)電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能增加
4.[多項(xiàng)選擇]如下圖為某一點(diǎn)電
荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中的七條電場(chǎng)線,電場(chǎng)線的分布關(guān)于y軸對(duì)稱,0是坐標(biāo)原點(diǎn),秋N、P、0是以。
為圓心的一個(gè)圓周上的四個(gè)點(diǎn),其中以"在y軸上,0點(diǎn)在x軸上,一點(diǎn)在電場(chǎng)線5上,將一負(fù)
點(diǎn)電荷分別由一點(diǎn)、0點(diǎn)移到N點(diǎn),那么()
A.,"點(diǎn)的電勢(shì)和。點(diǎn)的電勢(shì)相等
B.負(fù)點(diǎn)電荷移動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做的功的、<的、
C.將一正點(diǎn)電荷由"點(diǎn)移到尸點(diǎn),電勢(shì)能增大
D.0點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于材點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度
5.[2021江西撫州高三檢測(cè)]如下圖,矩形區(qū)域PQNM內(nèi)存在平行于PQ的勻強(qiáng)電場(chǎng),一質(zhì)量為
/ff=2.0X10"kg、電荷量為行LOX105(:的帶正電粒子(重力不計(jì))從a點(diǎn)以h=lX10"m/s的
初速度垂直于做進(jìn)入電場(chǎng),最終從邊界的b點(diǎn)以與水平邊界版V成30°角斜向右上方的方
向射出,射出電場(chǎng)時(shí)的速度F2=2X10'm/s,仍20cm、呼80cm,取a點(diǎn)電勢(shì)為零,如果以a點(diǎn)
為坐標(biāo)原點(diǎn)0,沿國(guó)方向建立x軸,那么粒子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E、
電勢(shì)0、粒子的速度八電勢(shì)能及隨x的變化圖像正確的選項(xiàng)是()
6.[多項(xiàng)選擇]帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中僅在電場(chǎng)力作用下,從4至IJ8做曲線運(yùn)動(dòng),軌跡如下圖,電
場(chǎng)未畫(huà)出.粒子在48兩處的速率均為v,速度方向改變了60°.粒子的質(zhì)量為in,電荷量為q,
勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為£以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()
A.場(chǎng)強(qiáng)方向一定與46連線垂直
B.從4到8過(guò)程,粒子的電勢(shì)能先增加后減少
C.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中粒子最小速率為E
D.粒子從A運(yùn)動(dòng)到6的時(shí)間為“
7.[2021全國(guó)1,20,多項(xiàng)選擇]
在一靜止點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,任一點(diǎn)的電勢(shì)。與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如下圖.電場(chǎng)中四
個(gè)點(diǎn)a、b、c和d的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為其、瓦、瓦和從點(diǎn)a到點(diǎn)電荷的距離心與點(diǎn)a的電
勢(shì)凡已在圖中用坐標(biāo)(八九)標(biāo)出,其余類(lèi)推?現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)6、c點(diǎn)
移動(dòng)到d點(diǎn),在相鄰兩點(diǎn)間移動(dòng)的過(guò)程中,電場(chǎng)力所做的功分別為以、卷和/%.以下選項(xiàng)正確
的選項(xiàng)是()
A.區(qū):瓦=4:1B.瓦:竊2:1
C.乙:收=3:1D.修:修尸1:3
考點(diǎn)3電容器及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
1.[2021廣東惠州高三第一次調(diào)研]如圖為一水平放置的平行板電容器,它的兩極板分別與電
池兩極相連,上極板中心有一小孔(小孔對(duì)電場(chǎng)的影響可忽略不計(jì)).小孔正上方P點(diǎn)有一帶電
粒子,該粒子從靜止開(kāi)始下落,經(jīng)過(guò)小孔進(jìn)入電容器,并恰好在下極板處(未與極板接觸)返回.
假設(shè)只稍微改變下極板的位置,那么關(guān)于從。點(diǎn)開(kāi)始下落的相同粒子,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是
()
A.將下極板向上移動(dòng)一些,粒子一定打在下極板上
B.將下極板向下移動(dòng)一些,粒子一定打在下極板上
C.無(wú)論下極板上移或者下移一些,粒子一定恰好在下極板處返回
D.無(wú)論下極板上移或者下移一些,粒子一定在下極板上方返回
2.[2021河南洛陽(yáng)高三統(tǒng)考]如下圖,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有0、4、B三點(diǎn),
物=仍=5cm,其中。、/電勢(shì)分別為0、5V,物與仍的夾角為120°,/、8在同一條豎直線上.
現(xiàn)有一帶電粒子僅受電場(chǎng)力作用,從/點(diǎn)沿40方向飛入電場(chǎng),經(jīng)過(guò)6點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與在4點(diǎn)時(shí)相
同,那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()
A.該粒子帶正電
B.粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電場(chǎng)力一直做正功
C.粒子能運(yùn)動(dòng)到0點(diǎn),且在。點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為零
D.該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為200V/m,方向水平向左
3.[2021湖北三校聯(lián)考]如下圖,靜止的電子在加速電壓U\的作用下從。經(jīng)P板的小孔垂直于P
板射入平行金屬板間的電場(chǎng),在偏轉(zhuǎn)電壓的作用下偏轉(zhuǎn)一段距離后射出金屬板間的電場(chǎng).現(xiàn)
使〃變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,要想使電子的運(yùn)動(dòng)軌跡不發(fā)生變化,應(yīng)該()
A.使4變?yōu)樵瓉?lái)的2倍
B.使右變?yōu)樵瓉?lái)的4倍
C.使“變?yōu)樵瓉?lái)的6倍
1
D.使&變?yōu)樵瓉?lái)的2
4.[2021浙江7月選考,6]如下圖,一質(zhì)量為m、電荷量為。2人)的粒子以速度屈從網(wǎng),連線上
的P點(diǎn)水平向右射入大小為反方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.,柄與水平方向成45°角,粒子的
重力可以忽略,那么粒子到達(dá)腸V連線上的某點(diǎn)時(shí)()
能
A.所用時(shí)間為‘
B.速度大小為3%
C.與?點(diǎn)的距離為
D.速度方向與豎直方向的夾角為30°
5.[2021黑龍江哈爾濱四校聯(lián)考]如下圖,一個(gè)"V”形玻璃管4%倒置于平面內(nèi),并處于場(chǎng)強(qiáng)大
小為斤1X103V/m,方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一個(gè)重力為G=1X10&N,電荷量為行2X101C
的帶負(fù)電小滑塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),小滑塊與管壁的動(dòng)摩擦因數(shù)口=0.5.管長(zhǎng)4斤叱£=2m,
傾角。=37°,3處是一段很短的光滑圓弧管,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度員10
m/s2,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()
A.B、/間的電勢(shì)差為2000V
B.小滑塊從A第一次運(yùn)動(dòng)到6的過(guò)程中電勢(shì)能增大
C.小滑塊第一次速度為零的位置在C處
D.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最后靜止,小滑塊通過(guò)的總路程為3m
6.[多項(xiàng)選擇]光滑絕緣水平桌面上有一半徑為7?的圓周,4、B、。是圓周上等間距的三點(diǎn),。是
圓周的圓心.將正點(diǎn)電荷Q、a分別鎖定在46兩點(diǎn),點(diǎn)電荷Q鎖定在0點(diǎn),如下圖,。、@的
電荷量均為q,Q的電性和電荷量均未知.無(wú)論在C處放入何種電性的試探電荷,均處于平衡狀
態(tài).靜電力常量為人那么以下分析正確的選項(xiàng)是()
A.a為負(fù)點(diǎn)電荷,電荷量為21°
B.假設(shè)解除對(duì)。,的鎖定,那么a剛好能運(yùn)動(dòng)到圓周上
c.假設(shè)把a(bǔ)鎖定在c點(diǎn),那么o點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為k",方向由。指向c
D.假設(shè)將Q置換為電荷量為。的負(fù)點(diǎn)電荷,然后解除對(duì)。'的鎖定,那么Q將做直線運(yùn)動(dòng)
7.[多項(xiàng)選擇]如下圖,真空中豎直平面內(nèi)三點(diǎn)/、B、。構(gòu)成直角三角形,其中/C豎直,長(zhǎng)度為
L,N廬30。,
處于平行于△49C平面的電場(chǎng)強(qiáng)度為£的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度方向與4?平行.假設(shè)將質(zhì)量為
卬的一帶電小球以初動(dòng)能區(qū)沿。方向從。點(diǎn)射出,小球通過(guò)6點(diǎn)時(shí)速度恰好沿48方向,重力加
速度為g,那么()
A.從C到6,小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)能先減為0,后增大
B.小球所受電場(chǎng)力為所受重力的四倍
1
C.從。到氏小球克服重力做的功與電場(chǎng)力做的功的比值為學(xué)
D.經(jīng)過(guò)時(shí)間小球電勢(shì)能和重力勢(shì)能之和最大
8.[12分]某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)演示實(shí)驗(yàn),在足夠大的水平平行金屬板46間存在豎
直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小戶2X10,N/C.現(xiàn)有一質(zhì)量歸0.01kg帶負(fù)電的小球(可視
為質(zhì)點(diǎn)),其帶電荷量于2X10"C,開(kāi)始小球靜止于尸點(diǎn),靠近金屬板8有一擋板,小球與擋板的
距離A=9.0cm,與/板距離/A50cm,重力加速度器10m/s2.在電場(chǎng)力和重力作用下小球由靜
I
止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng),每次與擋板相碰后帶電荷量都減少到碰前的k倍,公2,而碰后小球的速度大
小不變且碰撞時(shí)間極短.求:
(1)小球由靜止釋放后,第一次到達(dá)擋板時(shí)的速度大小的和第三次經(jīng)過(guò)初始位置時(shí)的速度大小
匕;
⑵經(jīng)過(guò)〃次碰撞以后小球離擋板的最大高度,并討論小球能否碰到力板.
9.[13分]如下圖,粗糙程度不均勻的水平面施與半徑為"的豎直光滑半圓軌道aw相切于C
點(diǎn),為半圓的直徑,。為圓心,〃點(diǎn)是弧cv的中點(diǎn),在半圓a必下半局部有水平向左的勻強(qiáng)電
場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小廬'(g為重力加速度).現(xiàn)把可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為2勿的小物塊一置于水平面的A
點(diǎn),并在水平恒力網(wǎng)大小未知)的作用下由靜止向左運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到8點(diǎn)撤掉水平恒力F,小物塊P
恰好運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)靜止.現(xiàn)把與小物塊,外表粗糙程度相同、質(zhì)量是小物塊。質(zhì)量的一半、帶電
荷量為的絕緣小物塊Q同樣置于A點(diǎn),0在同樣水平恒力/作用下也從靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng),
到8點(diǎn)撤掉水平恒力F,帶電小物塊0離開(kāi)水平面勿后沿著圓弧軌道口涉運(yùn)動(dòng)恰好能過(guò)最高點(diǎn)
M.求:
(1)小物塊0經(jīng)過(guò)水平面C點(diǎn)時(shí)的速度大??;
(2)小物塊0在半圓軌道必"上運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)軌道的最大壓力;
(3)小物塊0在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受摩擦力做的功.
一、選擇題(共10小題,60分)
1.[生產(chǎn)生活實(shí)踐問(wèn)題情境一一熔噴布]N95口罩中起阻隔作用的關(guān)鍵層的材質(zhì)是熔噴布,熔噴
布的纖維里參加了駐極體材料,它能依靠靜電感應(yīng)吸附比熔噴布網(wǎng)狀纖維孔洞小很多的0.1
um量級(jí)或更小的微粒,從而有了更好的過(guò)濾效果.制備駐極體的一種方法是對(duì)某些電介質(zhì)材
料進(jìn)行加熱熔化,然后在強(qiáng)電場(chǎng)中進(jìn)行極化冷卻.電介質(zhì)中每個(gè)分子都呈電中性,但分子內(nèi)正、
負(fù)電荷分布并不完全重合,每個(gè)分子可以看成是等量異號(hào)電荷構(gòu)成的電荷對(duì).如下圖,某種電
介質(zhì)未加電場(chǎng)時(shí),分子取向隨機(jī)排布,熔化時(shí)施加水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),正、負(fù)電荷受電場(chǎng)力的
作用,分子取向會(huì)發(fā)生一致性的變化.冷卻后撤掉電場(chǎng),形成駐極體,分子取向能夠較長(zhǎng)時(shí)間維
持且根本不變.這個(gè)過(guò)程就像鐵在強(qiáng)磁場(chǎng)中磁化成磁鐵的過(guò)程.根據(jù)以上信息可知,以下說(shuō)法
正確的選項(xiàng)是()
A.駐極體通過(guò)與吸入的空氣中微粒的接觸,使得微粒帶電,從而起到吸附過(guò)濾作用
B.假設(shè)放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng),駐極體口罩會(huì)因電場(chǎng)衰減而失效,這是電荷中和的結(jié)果
C.駐極體就像一個(gè)平行板電容器,電場(chǎng)只存在于內(nèi)部,外部沒(méi)有電場(chǎng)
I).上述材料冷卻后,撤去外電場(chǎng),材料左邊界帶正電,右邊界帶負(fù)電
2.[2021上海,11]圖中。表示質(zhì)子,e表示電子,距離其中0點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大的排布方式為
0
AB
CD
3.如下圖,質(zhì)量均為m的帶電小球a、b、c均處于靜止?fàn)顟B(tài),小球a用絕緣細(xì)線懸掛在天花板
下,b、c用絕緣輕桿連接后直立在水平絕緣地面上,兩球均在小球a的正下方,小球a帶正電.
假設(shè)讓小球a做微小擺動(dòng),發(fā)現(xiàn)球6也做微小擺動(dòng),。球可視為不動(dòng),重力加速度為g,那么靜止
狀態(tài)下,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()
A.b、c總電荷量一定為負(fù)
B.細(xì)線拉力可能為3mg
C.b、c互換后,細(xì)線拉力一定不變
D.小球c與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)不為零
4.[2021安徽名校高三聯(lián)考]如下圖,兩等量同種點(diǎn)電荷+。固定放置,。為連線的中點(diǎn),/、B、C.
〃為兩電荷連線中垂面上的四個(gè)點(diǎn),4>陟63〃0,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()
A.4、8兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同
B.。點(diǎn)電勢(shì)比〃點(diǎn)低
C.把電子從A點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn),電子的電勢(shì)能減小
I).在C點(diǎn)給電子某一恰當(dāng)?shù)某跛俣龋娮涌赡茏鰣A周運(yùn)動(dòng)
5.理論研究說(shuō)明,無(wú)限大的均勻帶電平板在周?chē)臻g的一定范圍內(nèi)可以形成與平板垂直的勻
強(qiáng)電場(chǎng),
現(xiàn)有兩塊無(wú)限大的均勻絕緣帶電平板互相垂直并靠近放置,如下圖,4板帶正電,8板帶負(fù)電,且
兩板單位面積的帶電荷量相等(電荷不發(fā)生移動(dòng)),圖中直線,楸,為帶正電平板和帶負(fù)電平板在
紙面內(nèi)所夾角的角平分線,,為楸'右下方的一個(gè)點(diǎn)(在兩板形成的勻強(qiáng)電場(chǎng)的重合區(qū)域的電場(chǎng)
的范圍內(nèi)),過(guò)〃點(diǎn)分別作從8板的垂線,垂足分別為區(qū)Q那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()
A.〃點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比物,上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大
B.網(wǎng);所在的與紙面垂直的平面沿聞1方向電勢(shì)降低
C.D、尸間的電勢(shì)差的絕對(duì)值一定大于以£間的電勢(shì)差的絕對(duì)值
D.在〃點(diǎn)由靜止釋放一電子,電子一定沿垂直于4板方向向下做勻加速運(yùn)動(dòng)
6.[生產(chǎn)生活實(shí)踐問(wèn)題情境一一人與金屬球放電]在達(dá)人秀節(jié)目中經(jīng)常會(huì)有演員表演一種人與
金屬球放電,而人沒(méi)有受到傷害的節(jié)目,實(shí)際上演員全身要穿上用金屬絲線編織的衣服(如圖
甲),其中金屬球6接高壓電的正極,人身上的金屬絲線編織的衣服A接高壓電的負(fù)極,圖乙中
虛線為演員站在表演臺(tái)未與金屬球6放電時(shí)周?chē)葎?shì)線的分布圖(相鄰虛線間電勢(shì)差相同),c、
d、e、f是等勢(shì)線上的四個(gè)點(diǎn).演員站在表演臺(tái)未與球6放電時(shí),以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是
0
圖甲圖乙
A.演員穿的金屬絲線編織的衣服內(nèi)部有凈電荷
B.點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于e點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度
C.將一正試探點(diǎn)電荷從f點(diǎn)移到c點(diǎn),電場(chǎng)力做正功
D.將一重力不計(jì)的電子從c點(diǎn)靜止釋放,電子將沿直線運(yùn)動(dòng)
7.[2021吉林長(zhǎng)春高三質(zhì)量監(jiān)測(cè),多項(xiàng)選擇]如下圖,一細(xì)圓環(huán)上均勻分布著負(fù)電荷,x軸垂直于
環(huán)面且過(guò)環(huán)心0,以下關(guān)于x軸上的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()
A.。點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大,電勢(shì)最低
B.。點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,電勢(shì)最低
C.從。點(diǎn)沿x軸正方向,電場(chǎng)強(qiáng)度一直減小,電勢(shì)升高
D.從。點(diǎn)沿x軸正方向,電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小,電勢(shì)升高
8.[2021廣東惠州高三第一次調(diào)研,多項(xiàng)選擇]一帶負(fù)電的粒子僅在電場(chǎng)力的作用下由靜止開(kāi)
始做直線運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)速度r隨時(shí)間力的變化關(guān)系如下圖,那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是
()
A.電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)
B.帶電粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,其機(jī)械能守恒
1
C.粒子在0~力時(shí)間內(nèi)電勢(shì)能減少了匕病
I).粒子做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)
9.[多項(xiàng)選擇]避雷針,又名防雷針、接閃桿,是用來(lái)保護(hù)建筑物、高大樹(shù)木等防止雷擊的裝置.
圖示為避雷針上方有雷雨時(shí)避雷針MV附近的電場(chǎng)線分布示意圖,電場(chǎng)線關(guān)于直線物?'對(duì)稱.虛
線/比》為一帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下從/運(yùn)動(dòng)到〃的軌跡,那么()
A.該粒子帶負(fù)電
B./點(diǎn)的電勢(shì)比夕點(diǎn)的電勢(shì)高
C.該粒子在[點(diǎn)時(shí)的加速度大小比在6點(diǎn)時(shí)的加速度大小大
D.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中粒子的電勢(shì)能先增大后減小
10.[多項(xiàng)選擇]如下圖,一個(gè)半徑為用的均勻帶負(fù)電球體,球心為Q,現(xiàn)在在球體內(nèi)挖去以。為
球心,半徑為總的球體(%)2尺),由此形成的空腔內(nèi)有四點(diǎn)a、b、c、d,與Q的距離均為
Nr?,6、a、a、6四點(diǎn)共線,c、d連線與a、。連線垂直.電荷量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)任
意點(diǎn)電荷
的庫(kù)侖力之和為零,那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()
A.四點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系EQEDEDEd
B.a、6、8三點(diǎn)相鄰的兩點(diǎn)電勢(shì)差相等
C.c、d三點(diǎn)的電勢(shì)相等
D.a、b、c、d四點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向均由各點(diǎn)指向。
二、非選擇題(共5小題,61分)
11.[9分]電荷周?chē)嬖陔妶?chǎng),電場(chǎng)雖然看不見(jiàn),但是它卻是客觀存在的,可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)它進(jìn)
行觀察和研究.
如下圖,。是一個(gè)均勻帶電球,把一個(gè)系在絕緣輕質(zhì)絲線上的帶電荷量為+g、質(zhì)量為歷的試探小
球先后依次掛在圖中A、K、月三個(gè)不同位置,調(diào)整絲線長(zhǎng)度,使小球靜止時(shí)的三個(gè)位置4、B、
,與帶電球。的球心處于同一水平線上,三處的絲線與豎直方向的夾角分別為氏、4、%,
且出,02>%.重力加速度為g.
(1)對(duì)試探小球靜止于/位置時(shí)進(jìn)行受力分析,畫(huà)出受力示意圖,并求試探小球所受電場(chǎng)力的大
小月;
(2)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義,推導(dǎo)均勻帶電球產(chǎn)生的電場(chǎng)在月位置處的場(chǎng)強(qiáng)大小名的表達(dá)式,并據(jù)
此比擬4、B、C三個(gè)位置的電場(chǎng)強(qiáng)度岳、瑞、及的大小關(guān)系.
12.[10分]如下圖,兩水平虛線CD、成之間的區(qū)域存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)(未畫(huà)出).自
該區(qū)域上方同一高度的A點(diǎn)和B點(diǎn)將質(zhì)量均為卬、電荷量均為q的兩帶電小球M、N先后以初
速度2的、的沿平行于電場(chǎng)的方向射出.小球在重力作用下進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域,并恰好從該區(qū)域的下
邊界的同一點(diǎn)C離開(kāi)./V離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度方向豎直向下,"在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng).不計(jì)空氣阻
力,重力加速度大小為g,勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度田’.求:
(1)小球M從G點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的水平分速度的大??;
(2)小球V在進(jìn)入電場(chǎng)前和在電場(chǎng)中的豎直位移之比.
13.[2021天津高三檢測(cè),10分]如圖甲所示,熱電子由陰極飛出時(shí)的初速度忽略不計(jì),電子發(fā)射
裝置的加速電壓為風(fēng)電容器板長(zhǎng)和板間的距離均為Z=10cm,下極板接地,電容器右端到熒光
屏的距離也是£=10cm,在電容器兩極板間接一交變電壓,上極板的電勢(shì)隨時(shí)間變化的圖像如圖
乙所示.每個(gè)電子穿過(guò)平行板的時(shí)間都極短,可以認(rèn)為電壓是不變的.
(1)在t=0.06s時(shí)刻,電子打在熒光屏上的何處?
(2)熒光屏上有電子打到的區(qū)域有多長(zhǎng)?
14.[2021河南示范性高中檢測(cè),13分]靜電場(chǎng)(勻強(qiáng)電場(chǎng))方向平行于x軸,其電勢(shì)。隨x的分
布可簡(jiǎn)化為如下圖的折線,圖中。。和d為量.一個(gè)帶負(fù)電的粒子在電場(chǎng)中以產(chǎn)0為中心、沿x
軸方向做周期性運(yùn)動(dòng).該粒子質(zhì)量為///,電荷量為-g,其動(dòng)能與電勢(shì)能之和為T(mén)(O4S0。).忽略
粒子重力.求:
(1)粒子所受電場(chǎng)力的大小;
(2)粒子的運(yùn)動(dòng)區(qū)間;
(3)粒子的運(yùn)動(dòng)周期.
15.
[19分]如下圖,立加為一豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系,力、6為兩坐標(biāo)軸上的點(diǎn),其中力點(diǎn)的坐標(biāo)為
(2怖d0),8點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,中.將一質(zhì)量為小的小球從6點(diǎn)以某一初動(dòng)能沿x軸正方向水平拋
出,小球剛好能經(jīng)過(guò)x軸上的A點(diǎn).現(xiàn)使此小球帶電,電荷量為g(GO),同時(shí)在空間加一勻強(qiáng)電
場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)方向平行于坐標(biāo)平面.將小球以同樣的初動(dòng)能從坐標(biāo)原點(diǎn)。沿某一方向拋出,小球經(jīng)過(guò)
了A點(diǎn),且經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為初動(dòng)能的3倍;假設(shè)將該小球以同樣的初動(dòng)能沿另一方向拋出,
小球剛好能經(jīng)過(guò)8點(diǎn),且經(jīng)過(guò)8點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與初動(dòng)能相同,重力加速度大小為g.
(1)求小球的初動(dòng)能;
(2)求所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大??;
(3)假設(shè)將帶電后的小球從坐標(biāo)原點(diǎn)。以同樣的初動(dòng)能向y軸左側(cè)任意方向拋出,試計(jì)算小球
經(jīng)過(guò)y軸的范圍.
答案
專題九電場(chǎng)
考點(diǎn)1電場(chǎng)力的性質(zhì)
1.AB在點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中,任意一處由靜止釋放一帶電粒子,它將做直線運(yùn)動(dòng),與點(diǎn)電荷
電性相反的粒子,在電場(chǎng)中某點(diǎn)給其一垂直該點(diǎn)電場(chǎng)線方向的適宜速度,它能在電場(chǎng)力的作用
下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),A正確;在等量同種電荷形成的電場(chǎng)中,在兩者連線之間(中點(diǎn)除外)由靜止
釋放一帶電粒子,它將做直線運(yùn)動(dòng),與兩者電性相反的粒子,在兩者連線的中垂面給其一適宜
的速度,它能在電場(chǎng)力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),B正確;帶電粒子在等量異種電荷形成的電場(chǎng)
中、勻強(qiáng)電場(chǎng)中均不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),C、D錯(cuò)誤.
2.D粒子從A到〃過(guò)程中,垂直4C方向的分速度減為零,故粒子受到的電場(chǎng)力方向不可能沿AC
方向,即電場(chǎng)方向不可能與/C平行,A項(xiàng)錯(cuò)誤;又電場(chǎng)方向與三角形的某邊平行,假設(shè)電場(chǎng)方向
與43平行,粒子將做直線運(yùn)動(dòng),不可能通過(guò)〃點(diǎn),綜上可知,電場(chǎng)方向一定沿州方向,又粒子帶
正電,故6點(diǎn)電勢(shì)最高,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由運(yùn)動(dòng)的分解可知,所的?cos30°=¥%,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由動(dòng)能定
理得-金=;房解得后D項(xiàng)正確.
3.AC靜止時(shí),對(duì)6c整體進(jìn)行受力分析,那么有:片2叱3儂的例,故A正確,B錯(cuò)誤;剪斷0
點(diǎn)與A小球間細(xì)線瞬間,由于6球受到向下的電場(chǎng)力,故4、6球的加速度比。球的大,那么B、
C之間的繩子拉力為零,。球以加速度g自由下落,對(duì)4、占小球整體由牛頓第二定律有
呦步(帆24a,故4、B球的加速度為二,以A球?yàn)檠芯繉?duì)象,由牛頓第二定律有
建+7'=〃(鏟變),可得4、8球間細(xì)線的拉力為故C正確,D錯(cuò)誤.
4.C由靜電場(chǎng)中電荷間的作用力特點(diǎn)及靜電感應(yīng)特點(diǎn)可知,/帶負(fù)電,8帶正電,A錯(cuò)誤;處于靜
電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是等勢(shì)體,故力、6電勢(shì)相等,B錯(cuò)誤;移去C48上的感應(yīng)電荷失去外電場(chǎng)
的作用,又回到原狀態(tài)6下部的金屬箔閉合,C正確;46先分開(kāi)后,再移去C/帶負(fù)電,6
帶正電6下部的金屬箔都不會(huì)閉合,D錯(cuò)誤.
5.ABC沿豎直方向?qū)A環(huán)分割成無(wú)窮個(gè)小段,關(guān)于水平直徑對(duì)稱的兩小段構(gòu)成等量異種點(diǎn)電
荷模型,在等量異種點(diǎn)電荷的垂直平分線上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向由正點(diǎn)電荷指向負(fù)點(diǎn)電荷,根據(jù)對(duì)稱
性可知a、。兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等,A項(xiàng)正確;取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,在等量異種點(diǎn)電荷的垂直平分線
上各點(diǎn)電勢(shì)均為零,故a、。兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,B項(xiàng)正確;沿水平方向?qū)A環(huán)分割成無(wú)窮個(gè)小段,
關(guān)于豎直直徑對(duì)稱的兩小段構(gòu)成等量同種點(diǎn)電荷模型,在等量同種點(diǎn)電荷的垂直平分線上各
點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向垂直于連線,根據(jù)對(duì)稱性可知c、d兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相等,C項(xiàng)正確;在等量異種點(diǎn)電荷模
型中,距離正點(diǎn)電荷近的點(diǎn)電勢(shì)高,故九)0”,D項(xiàng)錯(cuò)誤.
6.(D3.0X10TN(2)4.0X10Hkg(3)2.0m/s
解析:(1)4步3.0X10TN(4分).
(2)由,tan37°,得/7F4.OX1O'kg(5分).
⑶由z^7(l-cos370)-wv
得片府自何力二2.0m/s(7分).
考點(diǎn)2電場(chǎng)能的性質(zhì)
1.C與正點(diǎn)電荷距離越近的點(diǎn)電勢(shì)越高,與負(fù)點(diǎn)電荷距離越近的點(diǎn)電勢(shì)越低點(diǎn)到正點(diǎn)電荷的
距離比d點(diǎn)大,且8點(diǎn)到負(fù)點(diǎn)電荷的距離與d點(diǎn)相等,故6點(diǎn)電勢(shì)比d點(diǎn)電勢(shì)低,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.
如圖1所示,a、,兩點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)分別為反、蜃根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式代段結(jié)合電場(chǎng)疊加原理
可知,Ea=Ed,選項(xiàng)C正確.根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)可知,沿虛線從a到b,電勢(shì)先
降低后升高,結(jié)合瓦=00可知,將一正電荷沿虛線由a點(diǎn)移至6點(diǎn),電勢(shì)能先減小后增大,選項(xiàng)D
錯(cuò)誤.等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線及等勢(shì)線分布圖如圖2所示,易知氏c連線不可能是等勢(shì)線,
選項(xiàng)B錯(cuò)誤.
2.C根據(jù)題圖可知,電場(chǎng)線方向?yàn)閺挠蚁蜃?,根?jù)電勢(shì)沿電場(chǎng)線方向逐漸降低和等勢(shì)線與電場(chǎng)
線垂直可知又電子在電勢(shì)高處電勢(shì)能小,那么A選項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)電場(chǎng)線的疏密表示
電場(chǎng)強(qiáng)度的大小關(guān)系可知瓦羽)E,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;a、c在中間水平虛線上的等勢(shì)點(diǎn)到6點(diǎn)的距離
相等,由電場(chǎng)線的對(duì)稱性可知水平虛線上關(guān)于6點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,可知&=&,
又生的,那么敗=%■,選項(xiàng)C正確;根據(jù)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件和電子的受力可知,電子不可能
在僅受電場(chǎng)力時(shí)做題述運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
3.D由等勢(shì)線分布圖可以確定該圖為兩等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)的等勢(shì)線分布圖,兩點(diǎn)電荷連線
垂直平分線上電勢(shì)處處為零,A項(xiàng)錯(cuò)誤;電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直,故a、6兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向不
同,B項(xiàng)錯(cuò)誤;。點(diǎn)處為正電荷,故垂直平分線左側(cè)電勢(shì)均大于零,右側(cè)電勢(shì)均小于零,所以b點(diǎn)
電勢(shì)高于,點(diǎn)電勢(shì),C項(xiàng)錯(cuò)誤;又負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小,所以負(fù)電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn)時(shí)電
勢(shì)能增加,D項(xiàng)正確.
4.BC過(guò)M點(diǎn)畫(huà)等勢(shì)線,等勢(shì)線與電場(chǎng)線5相交的點(diǎn)在。點(diǎn)的上方,因順著電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低,
那么材點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)低,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;同理有〃、《〃明所以將一負(fù)點(diǎn)電荷由0點(diǎn)移到N
點(diǎn)電場(chǎng)力做的功小于由一點(diǎn)移到N點(diǎn)電場(chǎng)力做的功,選項(xiàng)B正確;將一正點(diǎn)電荷由材點(diǎn)移到P
點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大,選項(xiàng)C正確;電場(chǎng)線密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度大,由點(diǎn)電荷電場(chǎng)線特點(diǎn)
可知,0點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于"點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
5.D根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)處處相同,知E-x圖像是平行于x軸的直線,A項(xiàng)錯(cuò)誤.6-x圖像的
斜率等于場(chǎng)強(qiáng)E,粒子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中,動(dòng)能增加,電勢(shì)降低,故。-x圖像是向下傾
斜的直線,B項(xiàng)錯(cuò)誤.根據(jù)動(dòng)能定理得qEx=司啟射片,得片“'.,可知LX圖像是曲線,C項(xiàng)錯(cuò)
誤.取a點(diǎn)電勢(shì)為零,粒子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中,動(dòng)能的增加量為△發(fā)解得A
笈=3X10J,電勢(shì)能的減少量為△瓦=△K=3X10;,J,所以粒子到達(dá)6點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能為-3XIO*J.
豎直方向有朗°=口大,水平方向有A=3V2COS300?t,聯(lián)立解得下17.32cm,電勢(shì)能及=p£v,因
此,Ev-x圖像是位于第四象限過(guò)原點(diǎn)的向下傾斜的直線,故D項(xiàng)正確.
6.ABD粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類(lèi)斜拋運(yùn)動(dòng),粒子在48兩處的速率相等,由能量守恒定律可知,
粒子在4、3兩處的電勢(shì)能也相等,勻強(qiáng)電場(chǎng)中4、3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,從占連線是等勢(shì)線,場(chǎng)強(qiáng)
方向一定與/、6連線方向垂直,A正確.粒子所受電場(chǎng)力方向沿電場(chǎng)線方向或與電場(chǎng)線方向相
反,但不管粒子帶正電還是負(fù)電,電場(chǎng)力方向一定指向軌跡的凹側(cè),可知從4到6過(guò)程中電場(chǎng)力
先做負(fù)功后做正功,粒子的電勢(shì)能都是先增加后減小,B正確.把粒子的運(yùn)動(dòng)分解為沿48方向和
垂直4?方向,沿47方向分速度不變,當(dāng)垂直4?方向的分速度減小到0時(shí),粒子速度到達(dá)最小
值,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中粒子最小速率為%in=PCOS30°=¥l,,C錯(cuò)誤.粒子從/運(yùn)動(dòng)到8速度變化量△v=v,
由動(dòng)量定理得qEt=mXv=mv,得Z=5E,D正確.
7.AC設(shè)點(diǎn)電荷的電荷量為q,根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式r?:n=l:2,底:7■?產(chǎn)3:6,可
知,區(qū):瓦=4:1,笈:/I,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)做
的功/K〃=g(0“-0〃)=3g(J),試探電荷由6點(diǎn)移動(dòng)到。點(diǎn)做的功題°=q(。廠0j=g(J),試探電荷
由c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)做功能尸<?("0)=g(J),由此可知,%:以=3:1,限:31:1,選項(xiàng)C正
確,D錯(cuò)誤.
考點(diǎn)3電容器及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
1.B下極板不移動(dòng)時(shí):帶電粒子由P點(diǎn)下落到下極板處,重力所做的功等于粒子克服電場(chǎng)力做
的功.下極板向上移動(dòng),粒子運(yùn)動(dòng)到下極板處的過(guò)程中,重力所做的功減少,粒子克服電場(chǎng)力做
的功不變,由動(dòng)能定理可知,粒子到達(dá)下極板時(shí)動(dòng)能小于零,可知粒子不可能到達(dá)下極板,A、C
項(xiàng)錯(cuò)誤.下極板向下移動(dòng),粒子運(yùn)動(dòng)到下極板處的過(guò)程中,重力所做的功增加,粒子克服電場(chǎng)力
做的功不變,由動(dòng)能定理可知I,粒子到達(dá)下極板時(shí)的動(dòng)能大于零,粒子一定打在下極板上,B項(xiàng)
正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤.
2.D由粒子經(jīng)過(guò)6點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與在A點(diǎn)時(shí)的相同,結(jié)合“帶電粒子僅受電場(chǎng)力作用在電場(chǎng)中
運(yùn)動(dòng),電勢(shì)能和動(dòng)能之和保持不變"可知,帶電粒子在4、8兩點(diǎn)的電勢(shì)能相等,4、占兩點(diǎn)的電
勢(shì)相等,那么4、8連線為等勢(shì)線,又4、8在同一條豎直線上,結(jié)合可知電場(chǎng)線水平向
左,由粒子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程可知,粒子受到的電場(chǎng)力與電場(chǎng)方向相反,故粒子帶負(fù)電,電場(chǎng)力先做負(fù)
功后做正功,粒子不可能到達(dá)。點(diǎn),選項(xiàng)ABC錯(cuò)誤;由?可得用200V/m,方向水平向左,
選項(xiàng)D正確.
3.A偏轉(zhuǎn)距離片〃變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,想使電子的運(yùn)動(dòng)軌跡不發(fā)生變化,即y不變,那么必
須使4變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,應(yīng)選A.
4.C粒子從〃點(diǎn)垂直電場(chǎng)方向出發(fā)到達(dá)助V連線上某點(diǎn)時(shí),沿水平方向和豎直方向的位移大小
相等,即所懸此爐三解得夕7rA項(xiàng)錯(cuò)誤;在該點(diǎn),粒子沿電場(chǎng)方向的速度片at=2%,所以合
速度大小為乜詞%,B項(xiàng)錯(cuò)誤;該點(diǎn)到P點(diǎn)的距離略力產(chǎn)例即后C項(xiàng)正確;由平
行四邊形定那么可知,在該點(diǎn)速度方向與豎直方向夾角的正切值tan^£4那么〃去30°,D
項(xiàng)錯(cuò)誤.
5.DB、/間的電勢(shì)差為心尸應(yīng)sin37°=1X10,V/mX2mX0.6=1200V,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;小滑塊
從A第一次運(yùn)動(dòng)到8的過(guò)程中,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;如果小滑塊第一次速
度為零的位置在。處,那么從A到C,電場(chǎng)力做功為零,重力做功為零,而摩擦力做功不為零,不
符合動(dòng)能定理,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;設(shè)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最后停止過(guò)程,小滑塊的路程為s,qE?八sina
~G*L?sina-JJ(q夕-??s?cos。=0,解得5=3m,故D項(xiàng)正確.
6.AB由數(shù)學(xué)知識(shí)可得,從B、C任意兩點(diǎn)之間間距為2R.假設(shè)無(wú)論在C處放入何種電性的試
探電荷,均處于平衡狀態(tài),那么說(shuō)明C點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零,即Q、Q兩點(diǎn)電荷在C點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)與Q
在C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等大反向,故可知Q,為負(fù)點(diǎn)電荷,且&/品得A正確;假設(shè)解除對(duì)。,的
鎖定,那么Q,在8直線上運(yùn)動(dòng),根據(jù)對(duì)稱性可知,Q剛好能運(yùn)動(dòng)到圓周上,B正確;假設(shè)把Q鎖定
在C點(diǎn),那么根據(jù)電場(chǎng)的疊加可知,。點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為后黑+3(1+給方向由。指向CC
錯(cuò)誤;假設(shè)將a置換為電荷量為Q的負(fù)點(diǎn)電荷,同時(shí)解除對(duì)a的鎖定,對(duì)a受力分析可知,。所
受合力的大小和方向在不斷變化,那么@將做曲線運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤.
7.BCD從。到6,小球水平速度一直在增大,沒(méi)有減為零,動(dòng)能也不可能減為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;設(shè)
小球在C點(diǎn)的速度為修,在6點(diǎn)速度為匕,48的長(zhǎng)度為■產(chǎn)設(shè)從,到8的時(shí)間為有
昌t,描人易f,解得匕=@匕,在豎直方向上有mgt=mvy,Eqt=mvx,可得Eq=^mg,選項(xiàng)B正確;從C
到8,小球克服重力做的功為mgL,電場(chǎng)力所做的功為Eq?6£=3磔4小球克服重力做的功與電
場(chǎng)力做的功的比值為;,選項(xiàng)C正確;設(shè)電場(chǎng)力和重力的合力與水平方向的夾角為9,那么有tan
?=需署,/臺(tái)=2儂aa=2g,將小球的初速度分解為沿合外力的方向和與合外力垂直的方向,小球
電勢(shì)能和重力勢(shì)能之和最大時(shí),小球動(dòng)能最小,合外力方向的分速度減為零,該過(guò)程所用時(shí)間
1=",解得選項(xiàng)D正確.
8.(1)3.0m/s'?m/s(2)45cm不能碰到,討論見(jiàn)解析
解析:(1)根據(jù)動(dòng)能定理得
(儂+q£)/尸射X~0(2分)
解得的=3.0m/s(l分)
小球第三次經(jīng)過(guò)初始位置時(shí),帶電荷量變?yōu)?已經(jīng)與擋板發(fā)生兩次碰撞,碰撞前后速度大小不
變,那么由動(dòng)能定理有
-(儂+磔£)爐刃況與)(2分)
解得噌后m/s(l分).
(2)經(jīng)過(guò)〃次碰撞以后小球的電荷量減為q,Fk-q(1分)
因?yàn)榕鲎惨院笮∏蛩俣却笮〔蛔?根據(jù)動(dòng)能定理有
-(/%㈤力2,3,???)(2分)
解得加巡左品cm(2分)
當(dāng)〃f8時(shí),兒產(chǎn)45cm,小球離擋板的最大高度為45cm<59cm,即小球不能碰到力板(1分).
9.(1)/"?(2)(3?+1)加g(3)山ngR
解析:(1)小物塊。在最高點(diǎn)力由牛頓第二定律得
4
段
儂="(1分)
。到必的過(guò)程中,對(duì)0由動(dòng)能定理得
qER-mg?2廬初片/然(2分)
解得匕=府(1分).
(2)根據(jù)題意并結(jié)合受力分析知I,小物塊0運(yùn)動(dòng)到與圓心的連線同豎直方向成45°夾角的位置
時(shí),對(duì)軌道的壓力最大,此位置小物塊。對(duì)應(yīng)的速度設(shè)為匕根據(jù)動(dòng)能定理得
g£7?sin450-mgR{1~cos45°),加"-為雇(2分)
此位置對(duì)應(yīng)有F、蒜■導(dǎo)(1分)
解得凡=(3品1)儂(1分)
由牛頓第三定律得,小物塊0對(duì)軌道的最大壓力為
FF(36+D儂(]分).
(3)設(shè)小物塊0從4到C過(guò)程中所受摩擦力做的功為生對(duì)小物塊-由功能關(guān)系得
除2賒0(1分)
對(duì)小物塊0有%+甲.二戎(1分)
解得W產(chǎn)國(guó)戒=.gR(2分).
1.D駐極體通過(guò)靜電感應(yīng),吸附小的微粒,從而起到吸附過(guò)濾作用,A錯(cuò)誤;假設(shè)放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng),
駐極體口罩會(huì)因電場(chǎng)衰減而失效,這是分子取向又變得雜亂無(wú)章的結(jié)果,B錯(cuò)誤;駐極體與駐極
體之間是有空隙的,在每個(gè)駐極體周?chē)即嬖谥妶?chǎng),所有電場(chǎng)累加在一起相當(dāng)于左右兩個(gè)極
板的電場(chǎng),但與平行板電容器不同的是,駐極體內(nèi)部不是勻強(qiáng)電場(chǎng),周?chē)泊嬖陔妶?chǎng),C錯(cuò)誤;根
據(jù)電荷的極化可知,上述材料冷卻后,撤去外電場(chǎng),材料左邊界帶正電,右邊界帶負(fù)電,D正確.
2.C元電荷電荷量為e,那么根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式和矢量疊加原理可得,A項(xiàng)中E后島-氤B項(xiàng)
中區(qū)戶/+扁p,c項(xiàng)中&方最磊,D項(xiàng)中&<Fkn>同捻?,比擬可得c項(xiàng)的排布方式在。點(diǎn)的合
場(chǎng)強(qiáng)最大,C項(xiàng)正確.
3.D當(dāng)a球做微小擺動(dòng)時(shí),a與4c間相互作用力偏離豎直方向,如果6球帶正電,那么靜電斥
力會(huì)使。球向a初始運(yùn)動(dòng)方向相反的方向偏離,導(dǎo)致桿傾倒,當(dāng)a球自最高點(diǎn)返回時(shí),會(huì)使桿繼
續(xù)傾倒,無(wú)法返回,因此6一定帶負(fù)電,c球帶正電或負(fù)電均可,當(dāng)c帶正電時(shí)b、。總電荷量可
能為負(fù),也可能為正或?yàn)榱?,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由于在a擺動(dòng)時(shí)c可視為不動(dòng),說(shuō)明c一定受到地面
的靜摩擦力和支持力,那么細(xì)線拉力小于小球c與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)不為零,選項(xiàng)B錯(cuò)
誤,D正確;將6、。兩球位置互換,當(dāng)c帶負(fù)電且時(shí),由庫(kù)侖定律和數(shù)學(xué)知識(shí)可知,a與b、
c間的靜電引力增大,當(dāng)4=5時(shí),靜電引力不變,當(dāng)qKq-或c球帶正電荷時(shí),靜電引力會(huì)減小,
故細(xì)線拉力可能增大、不變或減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.
4.D結(jié)合等量同種點(diǎn)電荷模型的電場(chǎng)分布可知,力、8兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向不同,選項(xiàng)A錯(cuò)
誤.在正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中,與點(diǎn)電荷距離越近的點(diǎn)電勢(shì)越高,故兩個(gè)正點(diǎn)電荷在。點(diǎn)形成的
電勢(shì)均比〃點(diǎn)高,那么。點(diǎn)電勢(shì)比〃點(diǎn)高,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.同理可知,4點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢(shì)相等,把電
子從4點(diǎn)移動(dòng)到。點(diǎn),電子的電勢(shì)能不變,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.以⑨為半徑、。點(diǎn)為圓心,過(guò)A.B、a
D作圓,結(jié)合上述分析易知該圓上所有的點(diǎn)電勢(shì)均相等,電子在圓上所受的電場(chǎng)力均指向圓心.
如果在C點(diǎn)給電子某一恰當(dāng)?shù)某跛俣?,使電子所受電?chǎng)力恰好等于電子做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心
力,那么電子將做圓周運(yùn)動(dòng),應(yīng)選項(xiàng)D正確.
5.C無(wú)限大的均勻帶電平板在周?chē)臻g的一定范圍內(nèi)會(huì)形成與平板垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng),故4板在
/板上方單獨(dú)產(chǎn)生的電場(chǎng)均豎直向上,6板在6板右邊單獨(dú)產(chǎn)生的電場(chǎng)均水平向左,由電場(chǎng)疊加
原理可知,兩板所夾的范圍(兩板單獨(dú)形成的勻強(qiáng)電場(chǎng)的重合局部)內(nèi)的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小
都相等,方向均是左偏上45°,故A錯(cuò)誤;根據(jù)等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直可知,,MV所在的與紙面垂直
的平面是一個(gè)等勢(shì)面,故B錯(cuò)誤;拗/是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)面,那么過(guò)〃點(diǎn)作.W的垂線并延長(zhǎng)使
其與4、6板均相交,那么該直線為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的一根電場(chǎng)線,顯然加在該電場(chǎng)線上的投影更
長(zhǎng),故小尸間電勢(shì)差的絕對(duì)值一定大于以£間的電勢(shì)差的絕對(duì)值,C正確;在。點(diǎn)由靜止釋放
一電子,電子一定沿垂直于助V的方向向右下方做勻加速運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤.
6.C金屬絲線編織的衣服應(yīng)該為一等勢(shì)體,電勢(shì)相等,所以內(nèi)部沒(méi)有停電荷,故A項(xiàng)錯(cuò)誤.等差等
勢(shì)線的疏密反映電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,f點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小于e點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度,故B項(xiàng)錯(cuò)誤.球6與正極相
連,衣服A與負(fù)極相連,有從8到A的電場(chǎng)線,因此將一正試探點(diǎn)電荷從f點(diǎn)移到c點(diǎn),電場(chǎng)力
做正功,故C項(xiàng)正確.電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直,由題圖乙可知,電場(chǎng)線為曲線,只在電場(chǎng)力作用下
電子不可能做直線運(yùn)動(dòng),故D項(xiàng)錯(cuò)誤.
7.BD將圓環(huán)等分成無(wú)數(shù)個(gè)微小段,每一小段與它關(guān)于0點(diǎn)對(duì)稱的另一小段在。點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的
電場(chǎng)強(qiáng)度總是大小相等、方向相反,矢量和為零,即圓環(huán)最終在。點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)強(qiáng)度的總矢量和
為零;因?yàn)閳A環(huán)帶負(fù)電,因此,每一小段與它關(guān)于0點(diǎn)對(duì)稱的另一小段在。點(diǎn)的左右兩側(cè)產(chǎn)生的
電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和方向沿著x軸指向。點(diǎn),各段疊加后總矢量和方向仍然沿著x軸指向0點(diǎn),
根據(jù)沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低的規(guī)律可知,。點(diǎn)的電勢(shì)最低,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤,B選項(xiàng)正確.從
。點(diǎn)沿x軸正方向,趨于無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度也為零,因此從。點(diǎn)沿x軸正方向,電場(chǎng)強(qiáng)度先變大
后變小,電勢(shì)升高,故C選項(xiàng)錯(cuò)誤,D選項(xiàng)正確.
8.CD由rV圖像中圖線的斜率表示加速度可知,粒子做加速度越來(lái)越小的加速運(yùn)動(dòng),D項(xiàng)正確;
由牛頓第二定律可知,粒子所受的電場(chǎng)力不斷減小,故電場(chǎng)一定不是勻強(qiáng)電場(chǎng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;粒子
運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,只有電場(chǎng)力做功,故其機(jī)械能不守恒,但動(dòng)能與電勢(shì)能之和守恒,故粒子在時(shí)
間內(nèi),動(dòng)能增加了黑K,電勢(shì)能減少了黑K,B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確.
9.CD根據(jù)“電場(chǎng)力方向指向軌跡凹側(cè)"知,該粒子受到的電場(chǎng)力方向向上,那么粒子帶正電,
選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)“沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低”和“電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直"知,4點(diǎn)的電勢(shì)比
8點(diǎn)的電勢(shì)低,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;4點(diǎn)附近的電場(chǎng)線比6點(diǎn)附近的密集,根據(jù)“電場(chǎng)線的密疏表示場(chǎng)
強(qiáng)的大小"知,/點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大,根據(jù)牛頓第二定律有a=生,知帶電粒子在A點(diǎn)時(shí)的
加速度大小比在6點(diǎn)時(shí)的加速度大小大,選項(xiàng)C正確;帶電粒子從4運(yùn)動(dòng)到〃的過(guò)程中,電場(chǎng)力
先做負(fù)功后做正功,那么電勢(shì)能先增大后減小,選項(xiàng)D正確.
10.BC
設(shè)球體單位體積帶電荷量為0,挖去小球后該帶電體可等效為一個(gè)帶電荷量為的帶負(fù)
電大球和一個(gè)帶電荷量為0=丁的帶正電小球,空腔內(nèi)任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)就是這兩個(gè)帶電球在該
點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和,如下圖,設(shè)等效大球在c點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小笈=晨==〃字&,,方
向由c指向0“同理等效小球a在c點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小氏=戶丁=符4■,方向由a指向
由矢量運(yùn)算法那么與三角形相似,可得。點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向由。指向凡。點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度
&=/殍f綜上分析可知,空腔內(nèi)各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向由a指向a,。、a、d三點(diǎn)的電
勢(shì)相等,a、“間與。、6間電勢(shì)差相等,所以B、C正確.
11.(1)示意圖如下圖而tan01(2)Et='E,\>EK>EC
解析:(1)試探小球的受力示意圖如下圖(1分)
小球在A處受重力mg、電場(chǎng)力A和絲線對(duì)小球的拉力尺小球處于靜止?fàn)顟B(tài),故三力平衡,所
以
E尸mgtan氏(2分).
(2)由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式后*得,帶電球產(chǎn)生的電場(chǎng)在A位置處的場(chǎng)強(qiáng)大小笈的表達(dá)式為
反手.(1分)
同理可得而家,(1分)
Ec^=,(1分)
因?yàn)?0°>%>%>&,故tan,Dtan也)tan夕3,所以氏)屋,瓦(3分).
12.(
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