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文檔簡(jiǎn)介
2025年高考物理復(fù)習(xí)熱搜題速遞之靜電場(chǎng)(2024年7月)
一.選擇題(共8小題)
1.一帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn),在電場(chǎng)力作用下沿曲線abc從a運(yùn)動(dòng)到c,已知質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的。關(guān)于b點(diǎn)電
場(chǎng)強(qiáng)度E的方向,下列圖示中可能正確的是(虛線是曲線在b點(diǎn)的切線)()
2.如圖所示,平行板電容器帶有等量異種電荷,與靜電計(jì)相連,靜甩計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地。
在兩極板間有一個(gè)固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷,以E表示兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度,Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能,
0表示靜電計(jì)指針的偏角。若保持下極板不動(dòng),將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置,則()
A.e增大,E增大B.8增大,Ep不變
C.。減小,Ep增大D.9減小,E不變
3.如圖,P為固定的點(diǎn)電荷,虛線是以P為圓心的兩個(gè)圓.帶電粒子Q在P的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng).運(yùn)動(dòng)軌跡與
兩圓在同一平面內(nèi),a、b、c為軌跡上的三個(gè)點(diǎn).若Q僅受P的電場(chǎng)力作用,其在a、b、c點(diǎn)的加速度
大小分別為由、ab、ac,速度大小分別為va、vb、vc,則()
A.aa>ab>ac>va>vc>vbB.aa>ab>ac?vb>vc>va
Va>Vc>Vb
C.ab>ac>aa,vb>vc>vaD.ab>ac>aa,
4.如圖,三個(gè)固定的帶電小球a,b和c,相互間的距離分別為ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm,小球c所
受庫(kù)侖力的合力的方向平行于a,b的連線,設(shè)小球a,b所帶電荷量的比值的絕對(duì)值為k,則()
b
A.a,b的電荷同號(hào),k=竽
B.a,b的電荷異號(hào),1<二竽
C.a,b的電荷同號(hào),k=舞
D.a,b的電荷異號(hào),k=1y
5.如圖,直線a、b和c、d是處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的兩組平行線,M、N、P、Q是它們的交點(diǎn),四點(diǎn)處的電
勢(shì)分別為(PM,<pN,cpp,<PQ,一電子由M點(diǎn)分別到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力所做的負(fù)功相等,則
)
b
\
IQ:
飛1--------
A.直線a位于某一等勢(shì)面內(nèi),(pM>(pQ
B.直線C位于某一等勢(shì)面內(nèi),(pM>(pN
C.若電子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),電場(chǎng)力做正功
D.若電子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功
6.如圖,一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷,在垂直于圓盤且過(guò)圓心c的軸線上有a、b、
d三個(gè)點(diǎn),a和b、b和c、c和d間的距離均為R,在a點(diǎn)處有一電荷量為q(q>0)的固定點(diǎn)電荷。已
知b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零,則d點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為(k為靜電力常量)()
R9解c?學(xué)
7.直角坐標(biāo)系xOyW,M、N法點(diǎn)位于x軸上,G、H兩點(diǎn)坐標(biāo)如圖。M、N兩點(diǎn)各固定一負(fù)點(diǎn)電荷,一
電量為Q的正點(diǎn)電荷置于0點(diǎn)時(shí),G點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度恰好為零。靜電力常量用k表示。若將該正點(diǎn)電
荷移到G點(diǎn),則H點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向分別為()
y
//(O.a)
ONX
G(0,-a)
A.7^7,沿y軸正向B.沿y軸負(fù)向
4az4az
C.沿y軸正向D.沿y軸負(fù)向
8.如圖所示,實(shí)線表示某電場(chǎng)的電場(chǎng)線(方向未標(biāo)出),虛線是一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)
軌跡,設(shè)M點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢(shì)分別為<PM、(PN,粒子在M和N時(shí)加速度大小分別為aM、aN,速度大小
分別為VM、VN,電勢(shì)能分別為EPM、EPN.下列判斷正確的是()
A.VM<VN?aM<aNB.VM<VN?(fM<(pN
C.(PM<(PN>EPMVEPND.aM<aN?EPMVEPN
二,多選題(共6小題)
(多選)9.如圖,在正電荷Q的電場(chǎng)中有M、N、P、F四點(diǎn),M、N、P為直角三角形的三人頂點(diǎn),F(xiàn)為
MN的中點(diǎn),ZM=30:,M、N、P、F四點(diǎn)處的電勢(shì)分別用(pM、(pN、(pp>(pF表示,已知(pM=(pN、
(pp=(pF,點(diǎn)電荷Q在M、N、P三點(diǎn)所在平面內(nèi),則()
N
F;
?
Ja
J一■■.
?二J.................I..I
MP
A.點(diǎn)電荷Q一定在MP的連線上
B.連接PF的線段一定在同一等勢(shì)面上
C.將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功
D.<pp>(pM
(多選)10.圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場(chǎng)內(nèi)間距相等的一組等勢(shì)面,已知平面b上的電勢(shì)為2V,
一電子經(jīng)過(guò)a時(shí)的動(dòng)能為10eV,從a到d的過(guò)程中克服電場(chǎng)力所做的功為6eV.下列說(shuō)法正確的是()
abcdf
A.平面c上的電勢(shì)為零
B.該電子可能到達(dá)不了平面f
C.該電子經(jīng)過(guò)平面d時(shí),其電勢(shì)能為4eV
D.該電子經(jīng)過(guò)平面b時(shí)的速率是經(jīng)過(guò)d時(shí)的2倍
(多選)II.如圖所示,平行板電容器的兩個(gè)極板與水平地面成一角度,兩極板與一直流電源相連.若一
帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過(guò)電容器,則在此過(guò)程中,該粒子()
A.所受重力與電場(chǎng)力平衡
B.電勢(shì)能逐漸增加
C.動(dòng)能逐漸增加
D.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)
(多選)12.如圖,水平地面上有一個(gè)光滑絕緣斜面,斜面與水平面的夾角為8.一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線的一
端固定在斜面頂端,另一端系有一個(gè)帶電小球A,細(xì)線與斜面平行.小球A的質(zhì)量為m,電量為q.小
球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球B,兩球心的高度相同、間距為d.靜電力常量為k,重力
加速度為g,兩帶電小球可視為點(diǎn)電荷.小球A靜止在斜面上,則()
A.小球A與B之間庫(kù)侖力的大小為R
B.當(dāng)£=但耳逅時(shí),細(xì)線上的拉力為0
d\k
c.當(dāng)2=』哪"時(shí),細(xì)線上的拉力為°
D.當(dāng)£=嬴時(shí),斜面對(duì)小球A的支持力為。
a
(多選)13.兩個(gè)相同的負(fù)電荷和一個(gè)正電荷附近的電場(chǎng)線分布如圖所示,c是兩負(fù)電荷連線的中點(diǎn),d
點(diǎn)在正電荷的正上方,c、d到正電荷的距離相等,則()
A.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的大
B.a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高
C.c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比d點(diǎn)的大
D.c點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)的低
(多選)14.在一靜止點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,任一點(diǎn)的電勢(shì)(p與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖所示。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EH、Eb.Ec和Eu,點(diǎn)a到點(diǎn)電荷的距離“與點(diǎn)a的電勢(shì)
仰已在圖中用坐標(biāo)(ra,<pa)標(biāo)出,其余類推?,F(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b、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Wab、Wbc和Wed.下列選項(xiàng)正確的是()
02~4~6~X
A.Ea:Eb=4:1B.Ec:Ed=2:1
C.Wab:Wbc=3:1D.Wbc:Wcd=1:3
三.填空題(共1小題)
15.如圖所示,qi,q2,q3,分別表示在一條直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷,已知qi與q2之間的距離為h,已知
q2與q3之間的距離為12,且每個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài)
(1)如q2為負(fù)電荷,則卬為電荷,q3為電荷。
(2)qi,q2,q3三者電量大小之比是:
.____/1____.___一.
%%%
四.實(shí)驗(yàn)題(共1小題)
16.如圖甲所示,某多級(jí)直線加速器由橫截面相同的金屬圓板和4個(gè)金屬圓筒依次排列組成,圓筒的兩底
面中心開(kāi)有小孔,其中心軸線在同一直線上,相鄰金屬圓筒分別接在周期性交變電壓的兩端。粒子從圓
板中心沿軸線無(wú)初速度進(jìn)入加速器,在間隙中被電場(chǎng)加速(穿過(guò)間隙的時(shí)間忽略不計(jì)),在圓筒內(nèi)做勻
速直線運(yùn)動(dòng)。若粒子在筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間恰好等于交變電壓周期的一半,這樣粒子就能“踏準(zhǔn)節(jié)奏”在間隙
處一直被加速。粒子離開(kāi)加速器后,從。點(diǎn)垂直直線邊界OP進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域I,0P距離為a,區(qū)域
I的PO、P。兩直線邊界垂直<區(qū)域【的上邊界PQ與勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域II的下直線邊界MN平行,其間距
L可調(diào)。兩區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向均垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)沒(méi)大小8=(產(chǎn)用?,F(xiàn)有質(zhì)子(;“)和
笊核(?//)兩種粒子先后通過(guò)此加速器加速,加速質(zhì)子的交變電壓如圖乙所示,圖中Uo、T己知。已
知質(zhì)子的甩荷量為q、質(zhì)量為m,不計(jì)一切阻力,忽略磁場(chǎng)的邊緣效應(yīng)。求:
XXXXXXXXXX
XXXXXXXXXX
XXXXXXXXXnx
XXXXXXXXXX
M-------------------N
—Q
及XXXXX
交0
直線加速器XXXXXXT2T
變XXXXXX
電f-J4I
XXXXXX-[/o
源
XXXXXX
擋板
圖甲圖乙
(1)金屬圓筒2與金屬圓筒4的長(zhǎng)度之比12:U;
(2)加速笊核時(shí),交變電壓周期仍為T,則需要將圖乙中交變電壓Uo調(diào)至多少;加速后,笊核在勻強(qiáng)
磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑多大;
(3)為使上述先后通過(guò)此加速器的質(zhì)子與笊核在勻強(qiáng)磁場(chǎng)II中的運(yùn)動(dòng)軌跡無(wú)交點(diǎn),兩磁場(chǎng)間距L的取
值范圍。
五.解答題(共4小題)
17.如圖,兩水平面(虛線)之間的距離為H,其間的區(qū)域存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。自該區(qū)域上方
的A點(diǎn)將質(zhì)量為m、電荷量分別為q和?q(q>0)的帶電小球M、N先后以相同的初速度沿平行于電
場(chǎng)的方向射出。小球在重力作用下進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域,并從該區(qū)域的下邊界離開(kāi)。已知N離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速
度方向眼直向下;M在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng),剛離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為N剛離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能的1.5倍。
不計(jì)空氣阻力,重力加速度大小為g。求
(1)M與N在電場(chǎng)中沿水平方向的位移之比;
(2)A點(diǎn)距電場(chǎng)上邊界的高度;
(3)該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小。
AQ_?
左H右
18.如圖,一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),A、B為其運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn)。
已知該粒子在A點(diǎn)的速度大小為vo,方向與電場(chǎng)方向的夾角為60°;它運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度方向與電場(chǎng)
方向的夾角為3?!?不計(jì)重力。求A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。
19.如圖所示,長(zhǎng)l=lm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0=37°.已知小球所帶電荷量q=1.0X106。勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)
強(qiáng)E=3.0X1()3N/C,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos370=0.8.求:
(1)小球所受電場(chǎng)力F的大小。
(2)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v的大小。
20.如圖,0、A、B為同一豎直平面內(nèi)的三個(gè)點(diǎn),OB沿豎直方向,ZBOA=60°,OB=|oA,將一質(zhì)
量為m的小球以一定的初動(dòng)能自0點(diǎn)水平向右拋出,小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中恰好通過(guò)A點(diǎn),使此小球帶電,
電荷量為q(q>0),同時(shí)加一勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)方向與AOAB所在平面平行.現(xiàn)從0點(diǎn)以同樣的初動(dòng)能
沿某一方向拋出此帶電小球,該小球通過(guò)了A點(diǎn),到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是初動(dòng)能的3倍,若該小球從O
點(diǎn)以同樣的初動(dòng)能沿另一方向拋出,恰好通過(guò)B點(diǎn),且到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為初動(dòng)能的6倍,重力加速
度大小為g,求:
(1)無(wú)電場(chǎng)時(shí),小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與初動(dòng)能的比值;
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。
B
2025年高考物理復(fù)習(xí)熱搜題速遞之靜電場(chǎng)(2024年7月)
參考答案與試題解析
一.選擇題(共8小題)
1.一帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn),在電場(chǎng)力作用下沿曲線abc從a運(yùn)動(dòng)到c,已知質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的。關(guān)于b點(diǎn)電
場(chǎng)強(qiáng)度E的方向,下列圖示中可能正確的是(虛線是曲線在b點(diǎn)的切線)()
【考點(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系和計(jì)算;物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件.
【專題】壓軸題;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題.
【答案】D
【分析】根據(jù)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件和受力特點(diǎn)分析電荷受的電場(chǎng)力方向,再由負(fù)電荷所受的電場(chǎng)力方
向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反進(jìn)行選擇。
【解答】解:A、電荷做曲線運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力與速度方向不在同一直線上,應(yīng)指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè),不可
能沿軌跡的切線方向,則場(chǎng)強(qiáng)也不可能沿軌跡的切線方向。放A錯(cuò)誤。
B、負(fù)電荷所受的電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反,圖中電場(chǎng)力方向與速度方向的夾角為銳角,電場(chǎng)力做正
功,電荷的速率增大,與題不符。故B錯(cuò)誤。
C、圖中場(chǎng)強(qiáng)方向指向軌跡的內(nèi)側(cè),則電場(chǎng)力指向軌跡的外側(cè),電荷的軌跡應(yīng)向上彎曲,不可能沿如圖
的軌跡運(yùn)動(dòng)。故C錯(cuò)誤。
D、圖中場(chǎng)強(qiáng)方向指向軌跡的外側(cè),則電場(chǎng)力指向軌跡的內(nèi)側(cè),而且電場(chǎng)力方向與電荷的速度方向成鈍
角,電場(chǎng)力做負(fù)功,電荷的速率減小,符合題意。故D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題是電場(chǎng)中軌跡問(wèn)題,抓住電荷所受的合力指向軌跡的內(nèi)側(cè)和速度沿軌跡的切線方向是解題
的關(guān)鍵。
2.如圖所示,平行板電容器帶有等量異種電荷,與靜電計(jì)相連,靜電計(jì)金屬外殼和電容器卜.極板都接地。
在兩極板間有一個(gè)固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷,以E表示兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度,Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能,
8表示靜電計(jì)指針的偏角。若保持下極板不動(dòng),將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置,則()
B.e增大,Ep不變
c.e減小,Ep增大D.8減小,E不變
【考點(diǎn)】電容器的動(dòng)態(tài)分析電容器與驗(yàn)電器相連.
【專題】定性思想;推理法;電容器專題.
【答案】D
【分析】電容器充電后斷開(kāi)電源,極板上的電量不變;根據(jù)可容器的定義式可分析電容的變化,再根據(jù)
決定式分析電壓的變化,從而分析靜電計(jì)指針夾角的變化:根據(jù)U=Ed分析電場(chǎng)強(qiáng)度的變化;根據(jù)電
勢(shì)與電勢(shì)差之間的關(guān)系可分析P點(diǎn)電勢(shì),再由電勢(shì)分析電勢(shì)能的變化。
【解答】解:電容器與電源斷開(kāi),故電量不變;上極板向下移動(dòng)時(shí),兩板間的距離減小,根據(jù)
YTIKCI
可知,電容C增大,則根據(jù)c=g可知,電壓u減??;故靜電計(jì)指針偏角減??;
兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度為:E=g=/=警;因此電場(chǎng)強(qiáng)度與板間距無(wú)關(guān),因此電場(chǎng)強(qiáng)度不變;
再根據(jù)設(shè)P與下極板距離為L(zhǎng),則P點(diǎn)的電勢(shì)(pP=EL,電勢(shì)能Ep=ELq:因此電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能保
持不變;故D正確,ABC錯(cuò)誤:
故選:Do
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電容器的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題,解題的關(guān)鍵在于正確掌握電容的決定式和定義式;同時(shí)注意
要掌握相關(guān)結(jié)論的應(yīng)用,如本題中可以直接應(yīng)用結(jié)論:當(dāng)充電后斷開(kāi)電源時(shí),如果只改變兩板間距離,
則兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變。
3.如圖,P為固定的點(diǎn)電荷,虛線是以P為圓心的兩個(gè)圓.帶電粒子Q在P的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng).運(yùn)動(dòng)軌跡與
兩圓在同一平面內(nèi),a、b、c為軌跡上的三個(gè)點(diǎn).若Q僅受P的電場(chǎng)力作用,其在a、b、c點(diǎn)的加速度
大小分別為aa、at)、ac,速度大小分別為va、vb、vc,則()
A.aa>ab>ac>va>vc>vbB.aa>ab>ac>vb>vc>va
C.ab>ac>aa,vb>vc>vaD.ab>ac>aa,va>vc>vb
【考點(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系和計(jì)算;牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用.
【專題】定量思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題.
【答案】D
【分析】根據(jù)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲方向,即可判斷庫(kù)侖力是引力還是斥力;電場(chǎng)線密的地方電場(chǎng)的
強(qiáng)度大,電場(chǎng)線疏的地方電場(chǎng)的強(qiáng)度小,電場(chǎng)力做正功,速度增大,電場(chǎng)力做負(fù)功,速度減小,根據(jù)這
些知識(shí)進(jìn)行分析即可.
【解答】解:點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度的特點(diǎn)是離開(kāi)場(chǎng)源電荷距離越小,場(chǎng)強(qiáng)越大,粒子受到的電場(chǎng)力越大,
帶電粒子的加速度越大,所以ab>ac>aa,
根據(jù)軌跡彎曲方向判斷出,粒子在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,一直受靜電斥力作用,離電荷最近的位置,電場(chǎng)力對(duì)
粒子做的負(fù)功越多,粒子的速度越小,所以Va>Vc>Vb,所以D正確,ABC錯(cuò)誤:
故選:Do
【點(diǎn)評(píng)】本題中,點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度的特點(diǎn)是離開(kāi)場(chǎng)源電荷距離越大,場(chǎng)強(qiáng)越小,掌握住電場(chǎng)線和等勢(shì)
面的特點(diǎn),即可解決本題.屬于基礎(chǔ)題目.
4.如圖,三個(gè)固定的帶電小球a,b和c,相互間的距離分別為ab=5cm,be=3cm,ca=4cm,小球c所
受庫(kù)侖力的合力的方向平行于a,b的連線,設(shè)小球a,b所帶電荷量的比值的絕對(duì)值為k,則()
c
八
/\
\
a................總
A.a,b的電荷同號(hào),1<=竽
B.a,b的電荷異號(hào),1;=竽
C.a,b的電荷同號(hào),k=fy
D.a,b的電荷異號(hào),k=1y
【考點(diǎn)】庫(kù)侖定律的表達(dá)式及其簡(jiǎn)單應(yīng)用;力的合成與分解的應(yīng)用.
【專題】定性思想:推理法:電荷守恒定律與庫(kù)侖定律專題.
【答案】D
【分析】對(duì)小球C受力分析,根據(jù)庫(kù)侖定律,與矢量的合成法則,結(jié)合幾何關(guān)系,及三角知識(shí),即可
求解。
【解答】解:根據(jù)同種電荷相斥,異種電荷相吸,且小球C所受庫(kù)侖力的合力的方向平行于a,b的連
線,可知,a,b的電荷異號(hào),
b
因ab=5cm,be=3cm,ca=4cm,因此ac_Lbc,那么兩力的合成構(gòu)成矩形,
pnr4
依據(jù)相似三角形之比,則有:7^=—=-;
Fbbe3
而根據(jù)庫(kù)侖定律,F(xiàn)a=k"",而Fb=k與與
ac2be2
zj44264
綜上所得,-x-=故ABC錯(cuò)誤,D正確;
2
qb3327
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】考查庫(kù)侖定律與矢量的合成法則,掌握幾何關(guān)系,與三角形相似比的運(yùn)用,注意小球C的合
力方向可能向左,不影響解題的結(jié)果。
5.如圖,直線a、b和c、d是處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的兩組平行線,M、N、P、Q是它們的交點(diǎn),四點(diǎn)處的電
勢(shì)分別為<PM,卬N,<PP,<PQ,一電子由M點(diǎn)分別到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力所做的負(fù)功相等,則
()
b
I
A.直線a位于某一等勢(shì)面內(nèi),(pM>(pQ
B.直線C位于某一等勢(shì)面內(nèi),(pM>(pN
C.若電子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),電場(chǎng)力做正功
D.若電子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功
【考點(diǎn)】等勢(shì)面及其與電場(chǎng)線的關(guān)系;電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系.
【專題】電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題.
【答案】B
【分析】電子由M點(diǎn)分別到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力所做的負(fù)功相等,說(shuō)明電勢(shì)能增加相等,據(jù)
此分析電勢(shì)高低。
【解答】解:AB、據(jù)題,電子由M點(diǎn)分別到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力做負(fù)功相等,則電勢(shì)能增加
相等,電勢(shì)降低,則N、P兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,d位于同一等勢(shì)面內(nèi),根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)等勢(shì)面分布情況知,
直線a不是同一等勢(shì)面,直線c位于某一等勢(shì)面內(nèi),且故A錯(cuò)誤,B正確。
C、由上分析知,直線c位于某一等勢(shì)面內(nèi),M、Q的電勢(shì)相等,若電子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)電場(chǎng)力不做
功,故C錯(cuò)誤。
D、電子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)與電子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)電場(chǎng)力做功相等,所以電場(chǎng)力做正功,故D錯(cuò)誤。
故選:Bo
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵要抓住電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系,知道負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小。
6.如圖,一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為。的電荷,在垂直于圓盤且過(guò)圓心c的軸線上有a、b、
d三個(gè)點(diǎn),a和b、b和c、c和d間的距離均為R,在a點(diǎn)處有一電荷量為q(q>0)的固定點(diǎn)電荷。已
知b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零,則d點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為(k為靜電力常量)()
【考點(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加:電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系和計(jì)算;點(diǎn)電荷與均勻帶電球體(球殼)周圍的電
場(chǎng).
【專題】電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題.
【答案】B
【分析】由題意可知,半徑為R均勻分布著電荷量為Q的圓盤上電荷,與在a點(diǎn)處有一電荷量為q(q
>0)的固定點(diǎn)電荷,在b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零,說(shuō)明各自電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相反。那么在d點(diǎn)處場(chǎng)
強(qiáng)的大小即為兩者之和。因此根據(jù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=即可求解。
【解答】解:電荷量為q的點(diǎn)電荷在b處產(chǎn)生電場(chǎng)強(qiáng)度為E=k表,
而半徑為R均勻分布著電荷量為Q的圓盤上電荷,與在a點(diǎn)處有一電荷量為q(q>0)的固定點(diǎn)電荷,
在b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零,
則圓盤在此處產(chǎn)生電場(chǎng)強(qiáng)度也為E=k與.那么圓盤在此d產(chǎn)生電場(chǎng)強(qiáng)度則仍為E=k4
RR
而電荷量為q的點(diǎn)電荷在d處產(chǎn)生電場(chǎng)強(qiáng)度為£=k靜二k券’由于都在d處產(chǎn)生電場(chǎng)強(qiáng)度方向相
同,即為兩者大小相加。
所以兩者這d處產(chǎn)生電場(chǎng)強(qiáng)度為k翳‘故B正確‘ACD錯(cuò)誤。
故選:Bo
【點(diǎn)評(píng)】考查點(diǎn)電荷與圓盤電荷在某處的電場(chǎng)強(qiáng)度疊加,緊扣電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與方向關(guān)系,從而為解題
奠定基礎(chǔ)。
7.直角坐標(biāo)系xOy中,M、N兩點(diǎn)位于x軸上,G、H兩點(diǎn)坐標(biāo)如圖。M、N兩點(diǎn)各固定一負(fù)點(diǎn)電荷,
電量為Q的正點(diǎn)電荷置于O點(diǎn)時(shí),G點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度恰好為零。靜電力常量用k表示。若將該正點(diǎn)電
荷移到G點(diǎn),則H點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向分別為()
y
//(O.d)
ONx
G(0.-n)
A.鱉,沿y軸正向B.鱉,沿y軸負(fù)向
4Q/4Q,
C.當(dāng),沿y軸正向D.且鳥(niǎo),沿y軸負(fù)向
4a44az
【考點(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系和計(jì)算;勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系.
【專題】電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題.
【答案】B
【分析】根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式和場(chǎng)強(qiáng)疊加的原理,可以知道在G點(diǎn)的時(shí)候負(fù)電荷在G點(diǎn)產(chǎn)生.的合場(chǎng)
強(qiáng)與正電荷在G點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等方向相反,在H點(diǎn)同樣根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的疊加來(lái)計(jì)算合場(chǎng)強(qiáng)的大小即
可.
【解答】解:G點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度恰好為零,說(shuō)明負(fù)電荷在G點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)與正電荷在G點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)
強(qiáng)大小相等方向相反,
根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式可得,正電荷在G點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為等,負(fù)電荷在G點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)也為粵,
aza2-
當(dāng)正點(diǎn)電荷移到G點(diǎn)時(shí),正電荷與H點(diǎn)的距離為2a,正電荷在H點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為黑,方向沿y軸正
向,
由于GH對(duì)稱,所以負(fù)電荷在G點(diǎn)和H點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等方向相反,大小為前,方向沿y軸負(fù)向,
所以H點(diǎn)處場(chǎng)合強(qiáng)的大小為華-=蘭方向沿y軸負(fù)向,所以B正確;
a24a24a2
故選:Bo
【點(diǎn)評(píng)】本題是對(duì)場(chǎng)強(qiáng)疊加原理的考查,同時(shí)注意點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式的應(yīng)用,本題的關(guān)鍵的是理解G
點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度恰好為零的含義.
8.如圖所示,實(shí)線表示某電場(chǎng)的電場(chǎng)線(方向未標(biāo)出),虛線是?帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)
軌跡,設(shè)M點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢(shì)分別為卬、1、(PN,粒子在M和N時(shí)加速度大小分別為aM、UN,速度大小
分別為VM、vN,電勢(shì)能分別為EPM、EPN.下列判斷正確的是()
A.VM<VN?aM<aNB.VM<VN?(fM<(pN
C.(pM<(pN,EPM<EPND.aM<aN?EPM<EPN
【考點(diǎn)】電勢(shì)的定義、單位和物理意義;電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系和計(jì)算;電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的
關(guān)系.
【專題】定性思想;推理法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題.
【答案】D
【分析】帶電粒子只受電場(chǎng)力作用,根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡可知電場(chǎng)力指向運(yùn)動(dòng)軌跡的內(nèi)側(cè)即斜向右下方.,由于
粒子帶負(fù)電,因此電場(chǎng)線方向指向左上方;電勢(shì)能變化可以通過(guò)電場(chǎng)力做功情況判斷;電場(chǎng)線的疏密反
應(yīng)電場(chǎng)的強(qiáng)弱。
【解答】解:帶電粒了?所受電場(chǎng)力指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè),根據(jù)帶負(fù)電粒子受力情況可知,電場(chǎng)線方向斜
向左上方,又沿著電場(chǎng)線方向,電勢(shì)逐漸降低,故(pM>(pN①;
若粒子從M到N過(guò)程,電場(chǎng)刀做負(fù)功,動(dòng)能減小,電勢(shì)能增加,故帶電粒子通過(guò)M點(diǎn)時(shí)的速度比通過(guò)
N點(diǎn)時(shí)的速度大,即VM>VN②,
在M點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在N點(diǎn)具有的電勢(shì)能小,即EPMVEPN③;
根據(jù)電場(chǎng)線疏密可知,EMVEN,根據(jù)F=Eq和牛頓第二定律可知,aMVaN④;
A、由②④可知,A錯(cuò)誤;
B、由①②可知,B錯(cuò)誤;
C、由①③可知,C錯(cuò)誤;
D、由③④可知,D正確;
故選:Do
【點(diǎn)評(píng)】解決這類帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的思路是:根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡判斷出所受電場(chǎng)力方向,然后進(jìn)一步
判斷電勢(shì)、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)能、動(dòng)能等物理量的變化。
二,多選題(共6小題)
(多選)9.如圖,在正電荷Q的電場(chǎng)中有M、N、P、F四點(diǎn),M、N、P為直角三角形的三人頂點(diǎn),F(xiàn)為
MN的中點(diǎn),ZM=30°,M、N、P、F四點(diǎn)處的電勢(shì)分別用(pM、(pN、(pp、(pF表示,己知(pM=(pN、
(pp=(pF,點(diǎn)電荷Q在M、N^P三點(diǎn)所在平面內(nèi),則()
N
F
“!;
,?■
?■.
?二J................II
MP
A.點(diǎn)電荷Q一定在MP的連線上
B.連接PF的線段一定在同一等勢(shì)面上
C.將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功
D.(pp>(pM
【考點(diǎn)】勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系;電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系;電勢(shì)的定義、單位和
物理意義.
【專?題】電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題.
【答案】AD
【分析】點(diǎn)電荷的等勢(shì)面是一系列的同心圓,對(duì)于圓,圓弧上任意兩點(diǎn)的連線的中垂線一定通過(guò)圓心;
找出電荷位置后,根據(jù)電勢(shì)能的變化情況判斷電場(chǎng)力做功情,兄。
【解答】解.:A、點(diǎn)電荷的等勢(shì)面是一系列的同心圓,對(duì)于圓、圓弧上任意兩點(diǎn)的連線的中垂線一定通
過(guò)圓心,故場(chǎng)源電荷在MN的中垂線和FP的中垂線的交點(diǎn)上,在MP的連線上,如圖所示,故A正確;
B、(pP=(pF,線段PF是P、F所在等勢(shì)面(球面)的一個(gè)弦,故B錯(cuò)誤;
C、在正的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,離場(chǎng)源越遠(yuǎn),電勢(shì)越低,將正試探電荷從P點(diǎn)搬運(yùn)到N點(diǎn),電勢(shì)能降低,
故電場(chǎng)力做正功,故C錯(cuò)誤;
D、在正的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,離場(chǎng)源越遠(yuǎn),電勢(shì)越低,故故D正確。
故選:ADo
N
【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是明確點(diǎn)電荷的電場(chǎng)的電場(chǎng)線和等勢(shì)面的分布規(guī)律,知道沿著電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低。
(多選)10.圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場(chǎng)內(nèi)間距相等的一組等勢(shì)面,已知平面b上的電勢(shì)為2V,
一電子經(jīng)過(guò)a時(shí)的動(dòng)能為10eV,從a到d的過(guò)程中克服電場(chǎng)力所做的功為6eV.下列說(shuō)法正確的是()
abed}
A.平面c上的電勢(shì)為零
B.該電子可能到達(dá)不了平面f
C.該電子經(jīng)過(guò)平面d時(shí),其電勢(shì)能為4eV
D.該電了?經(jīng)過(guò)平面b時(shí)的速率是經(jīng)過(guò)d時(shí)的2倍
【考點(diǎn)】等勢(shì)而及其與電場(chǎng)線的關(guān)系:功是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程和量度.
【專題】定性思想:推理法;帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題.
【答案】AB
【分析】根據(jù)只有電場(chǎng)力做功,動(dòng)能與電勢(shì)能之和不變,當(dāng)電場(chǎng)力做負(fù)功時(shí),動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能,在電
勢(shì)為零處,電勢(shì)能為零,從而即可一一求解。
【解答】解:A、虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場(chǎng)內(nèi)間距相等的一組等勢(shì)面,一電子經(jīng)過(guò)a時(shí)的動(dòng)能
為10eV,從a到d的過(guò)程中克服電場(chǎng)力所做的功為6eV,動(dòng)能減小了6eV,電勢(shì)能增加了6eV,因此
等勢(shì)面間的電勢(shì)差為2V,因平面b上的電勢(shì)為2V,由于電子的電勢(shì)能增加,等勢(shì)面由a到f是降低的,
因此平面c上的電勢(shì)為零,故A正確;
B、由上分析,可知,當(dāng)電子由a向f方向運(yùn)動(dòng),則電子到達(dá)平面f的動(dòng)能為2eV,由于題目中沒(méi)有說(shuō)
明電子如何運(yùn)動(dòng),因此也可能電子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做拋體運(yùn)動(dòng),則可能不會(huì)到達(dá)平面f,故B正確;
C、在平面b上電勢(shì)為2V,則電子的電勢(shì)能為-2eV,動(dòng)能為8eV,電勢(shì)能與動(dòng)能之和為6eV,當(dāng)電子
經(jīng)過(guò)平面d時(shí),動(dòng)能為4eV,其電勢(shì)能為2eV,故C錯(cuò)誤:
D、電子經(jīng)過(guò)平面b時(shí)的動(dòng)能是平面d的動(dòng)能2倍,電子經(jīng)過(guò)平面b時(shí)的速率是經(jīng)過(guò)d時(shí)的加倍,故D
錯(cuò)誤;
故選:ABo
【點(diǎn)評(píng)】考查電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系,掌握電勢(shì)能與動(dòng)能之和不變,理解電勢(shì)為零處的電勢(shì)能
為零是解題的關(guān)鍵。
(多選)II.如圖所示,平行板電容器的兩個(gè)極板與水平地面成一角度,兩極板與一直流電源相連.若一
帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過(guò)電容器,則在此過(guò)程中,該粒子()
A.所受重力與電場(chǎng)力平衡
B.電勢(shì)能逐漸增加
C.動(dòng)能逐漸增加
D.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)
【考點(diǎn)】帶電粒子(計(jì)重力)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng).
【專題】帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題.
【答案】BD
【分析】帶電粒子在場(chǎng)中受到電場(chǎng)力與重力,根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,結(jié)合運(yùn)動(dòng)的分析,可知電場(chǎng)力垂直
極板向上,從而可確定粒子的運(yùn)動(dòng)的性質(zhì),及根據(jù)電場(chǎng)力做功來(lái)確定電勢(shì)能如何變化.
【解答】解:A、根據(jù)題意可知,粒子做直線運(yùn)動(dòng),則電場(chǎng)力與重力的合力與速度方向反向,粒子做勻
減速直線運(yùn)動(dòng),因此A錯(cuò)誤,D正確;
B、由A選項(xiàng)分析可知,電場(chǎng)力做負(fù)功,則電勢(shì)能增加,故B正確;
C、因電場(chǎng)力做負(fù)功,則電勢(shì)能增加,導(dǎo)致動(dòng)能減小,故C錯(cuò)誤;
故選:BD。
【點(diǎn)評(píng)】考查根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況來(lái)確定受力情況,并由電場(chǎng)力做功來(lái)確定電勢(shì)能如何,以及動(dòng)能的變化.
(多選)12.如圖,水平地面上芍一個(gè)光滑絕緣斜面,斜面與水平面的夾角為一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線的一
端固定在斜面頂端,另一端系有一個(gè)帶電小球A,細(xì)線與斜面平行.小球A的質(zhì)量為m,電量為q.小
球A的右側(cè)固定放置帶等量同種電荷的小球B,兩球心的高度相同、間距為d.靜電力常量為k,重力
加速度為g,兩帶電小球可視為點(diǎn)電荷.小球A靜止在斜面匕則()
QB
A.小球A與B之間庫(kù)侖力的大小為音
B.當(dāng)£=卜。:叫寸,細(xì)線上的拉力為()
d7k
c.當(dāng)£=,細(xì)線上的拉力為o
d7kgkf
D.當(dāng)之=產(chǎn)時(shí),斜面對(duì)小球A的支持力為°
dqktanO
【考點(diǎn)】庫(kù)侖力作用下的受力平衡問(wèn)題;共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解.
【專題】電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題.
【答案】AC
【分析】根據(jù)庫(kù)侖定律求解兩個(gè)球間的庫(kù)侖斥力大小,然后根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件列式分析,
【解答】解:A、根據(jù)庫(kù)侖定律,小球A與B之間庫(kù)侖力的大小為:F二里;故A正確;
d2
B、C、若細(xì)線上的拉力為0,小球A受重力、支持力和庫(kù)侖力而平衡,根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件,重力的
下滑分力與庫(kù)侖力的上滑分力平衡,即:
mgsin9=Fcos0;
其中F=竿;
朕立解得:
nigsin0=^p-cos0
故吟二手哽故B錯(cuò)誤,C正確:
D、兩個(gè)球帶同種電荷,相互排斥,故斜面對(duì)A的彈力不可能為零;故D錯(cuò)誤;
故選:ACo
【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是明確A球的受力情況,然后根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件列方程求解.,注意細(xì)線拉力為零
的臨界條件。
(多選)13.兩個(gè)相同的負(fù)電荷和一個(gè)正電荷附近的電場(chǎng)線分布如圖所示,c是兩負(fù)電荷連線的中點(diǎn),d
點(diǎn)在正電荷的正上方,c、d到正電荷的距離相等,則()
A.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的大
B.a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的高
C.c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比d點(diǎn)的大
D.c點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)的低
【考點(diǎn)】電勢(shì)的定義、單位和物理意義;電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系和計(jì)算;電場(chǎng)線的定義及基本特征.
【專題】電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題.
【答案】ACD
【分析】根據(jù)電場(chǎng)線的疏密判斷場(chǎng)強(qiáng)的大小。根據(jù)電場(chǎng)線的方向判斷電荷的正負(fù)。順著電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸
降低,由電場(chǎng)線的方向可判斷電勢(shì)的正負(fù)。
【解答】解:A、由圖看出,a點(diǎn)處電場(chǎng)線比b點(diǎn)處電場(chǎng)線密,則a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),故A正
確。
R、電場(chǎng)線從正電荷到負(fù)電荷,沿著電場(chǎng)線電勢(shì)降低,所以b點(diǎn)的電勢(shì)比a點(diǎn)的高,所以R錯(cuò)誤:
C、負(fù)電荷在c點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零,c點(diǎn)只有正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度,在d正電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)向上,兩個(gè)
負(fù)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)向下,合場(chǎng)強(qiáng)是它們的差值,所以c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比d點(diǎn)的大,所以C正確;
D、正電荷到c點(diǎn)的平均場(chǎng)強(qiáng)大于正電荷到d點(diǎn)的平均場(chǎng)強(qiáng),根據(jù)U=Ed可知,正電荷到c點(diǎn)電勢(shì)降低
的多,所以c點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)的低;
也可以根據(jù)電勢(shì)這樣理解?:由正電荷在d,c兩點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)相等,但兩個(gè)負(fù)電荷在d點(diǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)高
于c點(diǎn),所以c點(diǎn)的總電勢(shì)低于d點(diǎn)。所以D正確;
故選:ACDo
【點(diǎn)評(píng)】本題要掌握電場(chǎng)線的物理意義:電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小,順著電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸降低,知
道等量異種電荷連線的垂直平分線是一個(gè)等勢(shì)面。
(多選)14.在一靜止點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,任一點(diǎn)的電勢(shì)叩與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離「的關(guān)系如圖所示。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Ea、Eb、氏和Ed,點(diǎn)a到點(diǎn)電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢(shì)
cpa已在圖中用坐標(biāo)“a,(Pa)標(biāo)出,其余類推?,F(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b、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Wab、Wbc和Wed.下列選項(xiàng)正確的是()
A.Ea:Eb—4:1B.Ec:Ed=2:1
C.Wab:Wbc=3:1D.Wbc:Wcd=l:3
【考點(diǎn)】電場(chǎng)力做功的計(jì)算及其特點(diǎn);點(diǎn)電荷與均勻帶電球體(球殼)周圍的電場(chǎng).
【專題】比較思想;比例法;電場(chǎng)力與電勢(shì)的性質(zhì)專題.
【答案】AC
【分析】由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式E二號(hào)可求場(chǎng)強(qiáng)之比;利用公式Uab=<pa-<pt4DW=qU分別計(jì)算電場(chǎng)力做
的功,從而求電場(chǎng)力做功之比。
【解答】解:A、由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式E=*可得:Ea:Eb=堵:戌=22:1=4:1,故A正確;
B、由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式E=*可得:Ec:Ed=療:r}=62:32=4:1,故B錯(cuò)誤;
C、從a到b電場(chǎng)力做功為:Wab=qUab=q((pa-<pb)=q(6-3)J=3q(J),
從b到c電場(chǎng)力做功為:Wbc=qUbc=q(<pb-(pc)=q(3-2)J=q(J),
所以有:Wab:Wbc=3:1,故C正確;
D、從c到d電場(chǎng)力做功為:Wcd=qUcd=q(<pc-<pd)=q(2-1)J=q(J),
所以Wbc:Wcd=l:L故D縉誤。
故選:ACo
【點(diǎn)評(píng)】解答此題的關(guān)鍵是正確理解點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式E=*和W=qU,知道電勢(shì)差等于兩點(diǎn)電勢(shì)之差。
三,填空題(共1小題)
15.如圖所示,qi,q2,q3,分別表示在一條直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷,已知卬與q2之間的距離為h,已知
q2與q3之間的距離為12,且每個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài)
(1)如q2為負(fù)電荷,則qi為正電荷,q3為正電荷。
(2)qi,q2>q3三者電量大小之比是_(^1^2)2_:1:_(":")2_。
7ih
%%
【考點(diǎn)】三(多)個(gè)點(diǎn)電荷在一條直線上時(shí)的平衡問(wèn)題.
【專題】壓軸題;帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題.
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【分析】(1)解決本題一定要把握“每個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài)”這一特點(diǎn)進(jìn)行分析,已知中為負(fù)電荷,
可以利用假設(shè)法判斷qi和q3的電性,如假設(shè)qi帶止電,其它電荷是否平衡等,也可以利用“兩同夾異,
近小遠(yuǎn)大”(三個(gè)電荷處于平衡時(shí)兩邊電性相同和中間相反,中間電荷離電量小的近,離電量大的遠(yuǎn))
進(jìn)行判斷。
(2)三個(gè)電荷處于同一直線上,每個(gè)電荷受兩個(gè)庫(kù)侖力作用處于平衡狀態(tài),據(jù)此列方程即可求解。
【解答】解:(1)假設(shè)卬帶負(fù)電,要使q2平衡則q3也應(yīng)帶負(fù)電,但此時(shí)qi、q3因都受斥力而不平衡,
故qi帶正電,同理分析q3帶正電。
(2)由于三個(gè)電荷均處于平衡狀態(tài),所以
對(duì)qi有:k蟲(chóng)哭=k的的:①
。出+切
對(duì)q2有:k=k翠^②
對(duì)q3有:上如4=上空
。1+,2)%
聯(lián)立①②③可解得:Q1-i/2?73=(4?)2:1:(窄與2
答:(1)正,正
<2)qi,q2,q3三者電量大小之比是:qi:《3=(空與2:1:(嚀")2
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了庫(kù)侖定律在電荷平衡中的應(yīng)用,對(duì)?于三個(gè)電荷平衡可以利用“兩同夾異,近小遠(yuǎn)大
的規(guī)律進(jìn)行電性判斷,本題的難點(diǎn)在于計(jì)算,學(xué)生列出方程容易,但是計(jì)算正確難。
四.實(shí)驗(yàn)題(共1小題)
16.如圖甲所示,某多級(jí)直線加速器由橫截面相同的金屬圓板和4個(gè)金屬圓筒依次排列組成,圓筒的兩底
面中心開(kāi)有小孔,其中心軸線在同一直線上,相鄰金屬圓筒分別接在周期性交變電壓的兩端。粒子從圓
板中心沿軸線無(wú)初速度進(jìn)入加速器,在間隙中被電場(chǎng)加速(穿過(guò)間隙的時(shí)間忽略不計(jì)),在圓筒內(nèi)做勻
速直線運(yùn)動(dòng)。若粒子在筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間恰好等于交變電壓周期的一半,這樣粒子就能“踏準(zhǔn)節(jié)奏”在間隙
處一直被加速。粒子離開(kāi)加速器后,從0點(diǎn)垂直直線邊界OP進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域I,0P距離為a,區(qū)域
I的PO、PQ兩直線邊界垂直,區(qū)域I的上邊界PQ與勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域II的下直線邊界MN平行,其間距
L可調(diào)。兩區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向均垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=芻平半?,F(xiàn)有質(zhì)子(;“)和
笊核(:H)兩種粒子先后通過(guò)此加速器加速,加速質(zhì)子的交變電壓如圖乙所示,圖
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