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文檔簡介
專題12靜電場考點(diǎn)一:電場力的性質(zhì)一、單選題1.(22·23·湖北·學(xué)業(yè)考試)某一靜電場的電場線分布如圖所示,a、b、c是電場中的3個點(diǎn),其電場強(qiáng)度大小分別為、、,電勢分別為、、。下列關(guān)系式正確的是(
)A. B. C. D.【答案】B【解析】電場線越密集(稀疏),場強(qiáng)越大(小);沿電場線方向電勢降低,則故選B。2.(22·23·湖南·學(xué)業(yè)考試)如圖,實(shí)線表示空間中某電場的電場線,A、B為電場中的兩點(diǎn),用EA、EB分別表示A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小,用、分別表示這兩點(diǎn)的電勢。下列關(guān)系正確的是(
)
A.EA=EB B.EA<EB C.= D.<【答案】B【解析】AB.電場線的疏密反映電場的強(qiáng)弱,所以EA<EB,A錯誤,B正確;CD.沿著電場線電勢降低,所以,故CD錯誤。故選B。3.(22·23下·湖北·學(xué)業(yè)考試)關(guān)于電場線說法正確的是()A.電場線在電場中真實(shí)存在B.任意兩條電場線可以相交C.順著電場線的方向電勢逐漸降低D.順著電場線的方向電勢逐漸升高【答案】C【解析】A.電場線是假想的一些曲線,在電場中并不存在,故A錯誤;B.任意兩條電場線是不可以相交的,故B錯誤;CD.順著電場線的方向電勢逐漸降低,故C正確,D錯誤;故選C。4.(22·23·貴州·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,M、N是兩個等量異號點(diǎn)電荷,O是兩電荷連線的中點(diǎn),則帶正電的檢驗(yàn)電荷q在O點(diǎn)受到的靜電力()
A.為零 B.方向沿方向C.方向沿方向 D.大小為M電荷單獨(dú)存在時的4倍【答案】C【解析】正點(diǎn)電荷在點(diǎn)的電場強(qiáng)度水平向右,負(fù)點(diǎn)電荷在點(diǎn)的電場強(qiáng)度水平向右,根據(jù)場強(qiáng)的疊加可知點(diǎn)的電廠電場強(qiáng)度水平向右,即方向沿方向,大小為M電荷單獨(dú)存在時的2倍,根據(jù)可知帶正電的檢驗(yàn)電荷q在O點(diǎn)受到的靜電力方向沿方向,大小為M電荷單獨(dú)存在時的2倍.故選C。5.(22·23·陜西·學(xué)業(yè)考試)關(guān)于電場強(qiáng)度的定義式,下列說法正確的是(
)A.和成正比 B.和成正比C.的方向與的方向相同 D.的大小可由得到【答案】D【解析】AB.電場強(qiáng)度的定義式采用比值法定義,E由電場本身決定,與試探電荷所受的電場力無關(guān);電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)的大小、方向與q的大小、正負(fù)、有無均無關(guān),故AB錯誤;C.電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向與放入該點(diǎn)的正試探電荷所受電場力方向相同,放入該點(diǎn)的負(fù)試探電荷所受電場力方向相反,故C錯誤;D.電場強(qiáng)度的定義式采用比值法定義,的大小可由得到,故D正確。故選D。6.(22·23·湖北·學(xué)業(yè)考試)電場線是為了形象描述電場而假想出來的模型。提出這一假想模型的科學(xué)家是(
)A.安德烈·瑪麗·安培 B.喬治·西蒙·歐姆C.邁克爾·法拉第 D.艾薩克·牛頓【答案】C【解析】根據(jù)物理學(xué)史可知,邁克爾·法拉第不僅提出了場的概念,而且利用電場線形象地描述電場。故選C。7.(22·23·陜西·學(xué)業(yè)考試)將電荷量為的試探電荷放在某電場中的點(diǎn)時所受電場力為,若將該試探電荷電荷量變?yōu)闀r,則電場中點(diǎn)的電場強(qiáng)度為()A. B. C. D.【答案】B【解析】根據(jù)題意可知,點(diǎn)的電場強(qiáng)度為該點(diǎn)的電場強(qiáng)度不會隨著試探電荷的改變而變化,因而將試探電荷電荷量變?yōu)闀r,電場中點(diǎn)的電場強(qiáng)度仍為。故選B。8.(22·23下·湖北·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,a,b為同一條電場線上的兩點(diǎn),下列說法正確的是()
A.a(chǎn)點(diǎn)的場強(qiáng)大于點(diǎn)的場強(qiáng)B.a(chǎn)點(diǎn)的場強(qiáng)等于b點(diǎn)的場強(qiáng)C.a(chǎn)點(diǎn)的電勢大于b點(diǎn)的電勢D.電子在a點(diǎn)的電勢能大于在b點(diǎn)的電勢能【答案】C【解析】AB.電場線疏密未知,故a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系不確定,故AB錯誤;C.沿著電場線的方向電勢逐漸降低,所以a點(diǎn)的電勢大于b點(diǎn)的電勢,故C正確;D.由,可知電子在a點(diǎn)的電勢能小于在b點(diǎn)的電勢能,故D錯誤。故選C。9.(22·23下·湖北·學(xué)業(yè)考試)真空中某點(diǎn)放入一電量為q的檢驗(yàn)電荷,測得檢驗(yàn)電荷受到的靜電力大小為F,下列說法正確的是()A.電場中該點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為B.移走檢驗(yàn)電荷后,該點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小變?yōu)?C.移走檢驗(yàn)電荷后,放入該點(diǎn)的其他檢驗(yàn)電荷不再受靜電力作用D.移走檢驗(yàn)電荷后,放入該點(diǎn)的其他檢驗(yàn)電荷還會受靜電力作用【答案】D【解析】A.電場中該點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為,A錯誤;B.移走檢驗(yàn)電荷后,該點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小仍為,B錯誤;CD.移走檢驗(yàn)電荷后,放入該點(diǎn)的其他檢驗(yàn)電荷還會受靜電力作用,與是否移走檢驗(yàn)電荷無關(guān),C錯誤,D正確。故選D。10.(21·22上·廣東·學(xué)業(yè)考試)在下列電場中,P、Q兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同的是()A.
B.
C.
D.
【答案】C【解析】A.該選項(xiàng)圖中,P、Q兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相同,方向不同。故A錯誤;B.由真空中靜止的點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度公式P點(diǎn)比Q點(diǎn)距離點(diǎn)電荷更近,場強(qiáng)更大。故B錯誤;C.根據(jù)電場線是等間距的平行直線,說明該處電場為勻強(qiáng)電場。P、Q兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同。故C正確;D.電場線密集的地方電場強(qiáng)度大,故該選項(xiàng)圖中Q點(diǎn)電場強(qiáng)度大于P點(diǎn)電場強(qiáng)度。故D錯誤。故選C。11.(22·23·湖南·學(xué)業(yè)考試)下列說法正確的是()A.電場是假想的,并不是真實(shí)存在的B.電場線上某點(diǎn)的切線方向就是正電荷在該點(diǎn)的運(yùn)動方向C.電場中某點(diǎn)場強(qiáng)的大小,與放在該點(diǎn)的點(diǎn)電荷受到的電場力大小以及所帶電量均無關(guān)D.帶電體的電荷量可以不是元電荷e的整數(shù)倍【答案】C【解析】A.電場是物質(zhì),是真實(shí)存在的,A錯誤;B.電場線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場方向,不一定是正電荷在該點(diǎn)的運(yùn)動方向,B錯誤;C.電場中某點(diǎn)場強(qiáng)的大小,與放在該點(diǎn)的點(diǎn)電荷受到的電場力大小以及所帶電量均無關(guān),C正確;D.帶電體的電荷量是元電荷e的整數(shù)倍,D錯誤。故選C。12.(22·23·河北·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,在矩形的兩個頂點(diǎn)分別固定兩帶電荷量相等的異種點(diǎn)電荷,A點(diǎn)、B點(diǎn)為矩形的另外兩個頂點(diǎn),O點(diǎn)為矩形兩對角線的交點(diǎn),取無窮遠(yuǎn)處電勢為零,則下列說法正確的是()A.A點(diǎn)和B點(diǎn)電場強(qiáng)度不同B.A點(diǎn)電勢大于零,B點(diǎn)電勢小于零C.電勢差D.將負(fù)試探電荷從A點(diǎn)移動到無窮遠(yuǎn)處,電勢能減少【答案】B【解析】A.兩點(diǎn)電荷分別在A、B兩點(diǎn)處產(chǎn)生的電場如圖所示可知A點(diǎn)和B點(diǎn)的合場強(qiáng)大小和方向均相同,A錯誤;B.無窮遠(yuǎn)處電勢為零,且等量異種點(diǎn)電荷連線的垂直平分線為等勢線,則該垂直平分線上電勢均為零,在該垂直平分線兩側(cè)中靠近正點(diǎn)電荷的一側(cè),電勢均大于零,即A點(diǎn)電勢大于零,靠近負(fù)點(diǎn)電荷的一側(cè),電勢均小于零,即B點(diǎn)電勢小于零,B正確;C.在A、B所在直線上,關(guān)于O點(diǎn)對稱的點(diǎn)電場強(qiáng)度均相同,且在AB所在直線方向上的電場強(qiáng)度分量大小相同,即AB直線上關(guān)于O點(diǎn)對稱的一小截線段兩端間電勢差大小相同,則C錯誤;D.A點(diǎn)電勢大于零,而無窮遠(yuǎn)處的電勢等于零,根據(jù)可知,將負(fù)試探電荷從A點(diǎn)移動到無窮遠(yuǎn)處,靜電力做負(fù)功,電勢能增加,D錯誤。故選B。13.(22·23·河北·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,水平線上的、兩點(diǎn)分別固定正點(diǎn)電荷A、B,點(diǎn)電荷A、B的電荷量之比為,abcd為正方形,且對角線bd過點(diǎn),已知點(diǎn)電荷B在a點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為,將一試探電荷放在a點(diǎn)時,試探電荷剛好靜止。下列說法正確的是()A.b、d兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同B.C.c點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為D.電子在d點(diǎn)的電勢能小于在c點(diǎn)的電勢能【答案】D【解析】A.電場強(qiáng)度是矢量,由對稱性可知b、d兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等,方向不同,b、d兩點(diǎn)電場強(qiáng)度不相同,A錯誤;B.試探電荷在a點(diǎn)靜止,則a點(diǎn)的電場強(qiáng)度為0,所以有解得B錯誤;C.點(diǎn)電荷A、B在c點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度方向相同,設(shè),則由題意可知點(diǎn)電荷B在c點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為,點(diǎn)電荷A在c點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為解得所以c點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為C錯誤;D.由題圖可知,d點(diǎn)到的距離小于c點(diǎn)到的距離,兩點(diǎn)到的距離相等,則c點(diǎn)的電勢小于d點(diǎn)的電勢,由公式可知,電子在c點(diǎn)的電勢能大于電子在d點(diǎn)的電勢能,D正確。故選D。14.(22·23·河北·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,豎直平面內(nèi)有一圓心為、半徑為的圓,水平直徑的A、C兩端點(diǎn)分別固定點(diǎn)電荷,為豎直直徑,為OB的中點(diǎn),且P、D兩點(diǎn)的電勢差為。一帶電荷量為、質(zhì)量為的小球以一定初速度從點(diǎn)開始豎直向下運(yùn)動,經(jīng)過點(diǎn)時加速度大小為,在P、B間運(yùn)動時加速度大于。忽略小球所帶電荷對電場的影響,重力加速度為,取無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn)。則小球從到的過程中()A.經(jīng)過點(diǎn)時的速度最小 B.經(jīng)過點(diǎn)時的加速度大于C.機(jī)械能先增大后減小 D.初動能大于【答案】D【解析】A.設(shè)點(diǎn)的場強(qiáng)大小為,則在點(diǎn)有可得又小球在P、B間運(yùn)動時加速度大于,則P、B間場強(qiáng)大于,且方向豎直向下。根據(jù)對稱性可知小球在OD中點(diǎn)所受合力為零,小球先減速后加速,在OD中點(diǎn)時速度最小,A錯誤;B.點(diǎn)的場強(qiáng)為零,小球在點(diǎn)只受重力,加速度大小為g,B錯誤;C.從到的過程中電場力先做負(fù)功后做正功,小球的機(jī)械能先減小后增大,C錯誤;D.設(shè)OD中點(diǎn)為,根據(jù)對稱性可知,P、F電勢相等,則F、D兩點(diǎn)的電勢差也為U,從到,電場力大于重力,小球做減速運(yùn)動,從到,小球做加速運(yùn)動,即小球到達(dá)點(diǎn)時速度不為0,就能到達(dá)點(diǎn),使小球能經(jīng)過點(diǎn)即可到達(dá)點(diǎn),由有D正確。故選D。15.(22·23·河北·學(xué)業(yè)考試)在x軸上固定兩個不等量異種點(diǎn)電荷,其中正電荷標(biāo)記為M,負(fù)電荷標(biāo)記為N。x軸上某一段電場強(qiáng)度E隨x變化的關(guān)系圖像如圖所示,其中x1到x2、x2到x3段圖像與x軸所圍的面積相等,取無窮遠(yuǎn)處電勢為零。下列說法正確的是()
A.M在N的右側(cè),且M帶電荷量的絕對值大于N的B.M在N的左側(cè),且M帶電荷量的絕對值小于N的C.x1和處的電勢相等,且都大于0D.一電子從x1處靜止釋放,運(yùn)動到x2處時速度為0,加速度也為0【答案】C【解析】AB.由于是兩異種點(diǎn)電荷,兩點(diǎn)電荷間無場強(qiáng)為零的點(diǎn),根據(jù)圖像,x2位置的電場強(qiáng)度為0,即兩點(diǎn)電荷處于x2的同一側(cè),又由于兩個不等量異種點(diǎn)電荷連線上,在電荷量絕對值較小的電荷外側(cè)有合場強(qiáng)為0的點(diǎn),且對于合場強(qiáng)為0的點(diǎn)與電荷量較小的電荷之間區(qū)域的合場強(qiáng)由電荷量小的點(diǎn)電荷起主要作用,合場強(qiáng)為0的點(diǎn)的外側(cè)區(qū)域的合場強(qiáng)是電荷量大的點(diǎn)電荷起主要作用。由圖像可知,x2處合場強(qiáng)為0,且x2右側(cè)合場強(qiáng)為正,說明兩點(diǎn)電荷在x2左側(cè),正點(diǎn)電荷帶電荷量的絕對值大,且在負(fù)點(diǎn)電荷左側(cè),AB錯誤;C.根據(jù)U=Ed可知,E-x圖像與x軸所圍的面積等于兩點(diǎn)間的電勢差,沿電場方向電勢降低,根據(jù)題圖可知,x2到x1電勢逐漸降低,x2到x3電勢逐漸降低,且x2與x1和x2與x3的電勢差相等,所以x1和處的電勢相等。從處到無窮遠(yuǎn)處,電勢逐漸降低,可知x1和處的電勢都大于0,C正確;D.若一電子從x1處靜止釋放,從x1處到x2處向右加速,到x2處加速度減小到0,速度達(dá)到最大,D錯誤。故選C。16.(22·23下·廣東·學(xué)業(yè)考試)點(diǎn)電荷M和金屬平板N周圍的電場線分布如圖所示,a、b為同一條電場線上的兩點(diǎn),下列說法正確的是()A.M帶正電,N的上表面帶正電 B.M帶負(fù)電,N的上表面帶負(fù)電C.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相等 D.a(chǎn)點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢高【答案】D【解析】AB.電場線起始于正電荷終止于負(fù)電荷,所以點(diǎn)電荷M帶正電,N的上表面帶負(fù)電,故AB錯誤;C.電場線越密,電場強(qiáng)度越大,所以a點(diǎn)電場強(qiáng)度大于b點(diǎn)電場強(qiáng)度,故C錯誤;D.沿電場線方向電勢降低,所以a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢,故D正確。故選D。17.(23·24上·浙江·學(xué)業(yè)考試)某一區(qū)域的電場線分布如圖所示,A、B、C是電場中的三個點(diǎn),則()A.C點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大B.A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)電勢高C.負(fù)電荷在A點(diǎn)由靜止釋放后沿電場線運(yùn)動D.負(fù)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)過程中克服電場力做功【答案】D【解析】A.電場線越密處場強(qiáng)越大,因此B點(diǎn)電場強(qiáng)度最大,故A錯誤;B.沿電場線方向電勢降低,A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)電勢低,故B錯誤;C.帶電粒子在電場中沿電場線運(yùn)動應(yīng)具備的兩個條件即電場線為直線和粒子的初速度方向與電場強(qiáng)度方向在同一直線上,由圖可知,一電子在A點(diǎn)由靜止釋放,不會沿電場線運(yùn)動,故C錯誤;D.從B到C電勢降低,由于是負(fù)電荷,電勢能增加,克服電場力做功,故D正確。故選D。18.(23·24上·遼寧·學(xué)業(yè)考試)如圖所示為真空中正點(diǎn)電荷的電場線和等勢面,實(shí)線為電場線,虛線為等勢面,電場中有a、b、c三點(diǎn)。下列關(guān)于各點(diǎn)電場強(qiáng)度E的大小和電勢φ的高低說法正確的是()A.Ea=Eb B.Ea>Ec C.φb>φc D.φa=φc【答案】A【解析】A.a(chǎn)、b兩點(diǎn)電場線疏密程度相同,所以Ea=Eb選項(xiàng)A正確;B.c點(diǎn)的電場線比a點(diǎn)的電場線更密,所以Ec>Ea選項(xiàng)B錯誤;D.根據(jù)沿著電場線電勢降低可以判斷φc>φa選項(xiàng)D錯誤;C.a(chǎn)、b處于同一等勢面上,則有φa=φb又φc>φa所以φc>φb選項(xiàng)C錯誤。故選A。19.(22·23·北京·學(xué)業(yè)考試)電場線、等勢面均可形象的描述電場。某區(qū)域的電場分布如圖所示,帶箭頭的實(shí)線為電場線,虛線為等勢面,A、B、C三點(diǎn)的電場強(qiáng)度分別為、、,電勢分別為、、。關(guān)于這三點(diǎn)電場強(qiáng)度和電勢的比較,下列判斷正確的是()A. B. C. D.【答案】A【解析】AB.根據(jù)電場線疏密代表場強(qiáng)可知A正確,B錯誤;CD.沿電場線方向電勢降低,則有CD錯誤。故選A。20.(23·24上·福建·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,電場中A、B、C三點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小分別為EA、EB、EC,以下判斷正確的是()A.EA<EB<EC B.EA>EB>ECC.EA=EB=EC D.EA>EB=EC【答案】B【解析】電場線的疏密表示場強(qiáng)的大小,所以EA>EB>EC。故選B。二、多選題21.(22·23下·云南·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,a、b、c是同一條電場線上的三個點(diǎn),其電場強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb、Ec∶,電勢分別為、、。則()A.Ea>Eb>Ec B.Ea=Eb=EcC.>> D.==【答案】AC【解析】順著電場線方向電勢逐漸降低,則>>電場線的疏密代表場強(qiáng)大小,所以Ea>Eb>Ec故AC正確BD錯誤。故選AC。三、解答題22.(22·23下·湖北·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,在真空中的O點(diǎn)放一電荷量為Q的點(diǎn)電荷,現(xiàn)在M點(diǎn)放另一電荷量為q的檢驗(yàn)電荷,OM兩點(diǎn)間的距離為r,靜電力常量為k。求∶(1)M點(diǎn)場強(qiáng);(2)移走q,在M點(diǎn)放上另一電荷量為2q的檢驗(yàn)電荷檢驗(yàn)電荷受到的靜電力的大小。
【答案】(1);(2)【解析】(1)M點(diǎn)場強(qiáng)(2)移走q,M點(diǎn)的場強(qiáng)不變,在M點(diǎn)放上另一電荷量為2q的檢驗(yàn)電荷檢驗(yàn)電荷受到的靜電力的大小23.(22·23·北京·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,是勻強(qiáng)電場中同一條電場線上的兩點(diǎn),一電荷量的試探電荷放在點(diǎn)時所受靜電力的大小;將該試探電荷從點(diǎn)移到點(diǎn),靜電力做功。求:(1)該勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度的大??;(2)兩點(diǎn)的電勢差?!敬鸢浮浚?);(2)【解析】(1)根據(jù)電場強(qiáng)度定義,可得(2)根據(jù)電勢差定義,可得四、填空題24.(22·23·陜西·學(xué)業(yè)考試)如圖所示為某區(qū)域的電場線分布,A點(diǎn)場強(qiáng)大小為N/C,若將電荷量為C的點(diǎn)電荷放在A點(diǎn),所受電場力的大小為N;若將該電荷放在B點(diǎn)所受電場力的大小為,則(選填“>”、“<”或“=”)。【答案】>【解析】[1]根據(jù)公式有[2]根據(jù)圖中電場線的疏密可知B點(diǎn)場強(qiáng)大于A點(diǎn)場強(qiáng),所以有25.(23·24上·浙江·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,真空中電荷量分別為和的兩個點(diǎn)電荷相距為r,A、B為它們水平連線上兩點(diǎn)(其中B為中點(diǎn)),C為連線中垂線上的一點(diǎn)。已知靜電力常量為k,這兩個點(diǎn)電荷間的庫侖力大小為,在B點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為。它們在A點(diǎn)的合場強(qiáng)方向?yàn)椋ㄟx填“水平向左”、“水平向右”、“豎直向上”或“豎直向下”)。將一個正檢驗(yàn)電荷自B沿中垂線移到C,其電勢能(選填“增大”、“減小”或“不變”)?!敬鸢浮克较蛴也蛔儭窘馕觥縖1]根據(jù)庫侖定律可知兩個點(diǎn)電荷間的庫侖力大小為[2]兩個點(diǎn)電荷相距為r,B為中點(diǎn),與B之間的距離為,根據(jù)點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式可知[3]由于和兩個點(diǎn)電荷在A點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)均水平向右,故它們在A點(diǎn)的合場強(qiáng)方向?yàn)樗较蛴?;[4]根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷的電場線分布可知中垂線是一個等勢面,故將一個正檢驗(yàn)電荷自B沿中垂線移到C,其電勢能不變。考點(diǎn)二:電場能的性質(zhì)一、單選題1.(22·23·湖北·學(xué)業(yè)考試)某一靜電場的電場線分布如圖所示,a、b、c是電場中的3個點(diǎn),其電場強(qiáng)度大小分別為、、,電勢分別為、、。下列關(guān)系式正確的是(
)A. B. C. D.【答案】B【解析】電場線越密集(稀疏),場強(qiáng)越大(?。谎仉妶鼍€方向電勢降低,則故選B。2.(22·23·湖南·學(xué)業(yè)考試)如圖,實(shí)線表示空間中某電場的電場線,A、B為電場中的兩點(diǎn),用EA、EB分別表示A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小,用、分別表示這兩點(diǎn)的電勢。下列關(guān)系正確的是(
)
A.EA=EB B.EA<EB C.= D.<【答案】B【解析】AB.電場線的疏密反映電場的強(qiáng)弱,所以EA<EB,A錯誤,B正確;CD.沿著電場線電勢降低,所以,故CD錯誤。故選B。3.(22·23下·湖北·學(xué)業(yè)考試)關(guān)于電場線說法正確的是()A.電場線在電場中真實(shí)存在B.任意兩條電場線可以相交C.順著電場線的方向電勢逐漸降低D.順著電場線的方向電勢逐漸升高【答案】C【解析】A.電場線是假想的一些曲線,在電場中并不存在,故A錯誤;B.任意兩條電場線是不可以相交的,故B錯誤;CD.順著電場線的方向電勢逐漸降低,故C正確,D錯誤;故選C。4.(22·23下·湖北·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,a,b為同一條電場線上的兩點(diǎn),下列說法正確的是()
A.a(chǎn)點(diǎn)的場強(qiáng)大于點(diǎn)的場強(qiáng)B.a(chǎn)點(diǎn)的場強(qiáng)等于b點(diǎn)的場強(qiáng)C.a(chǎn)點(diǎn)的電勢大于b點(diǎn)的電勢D.電子在a點(diǎn)的電勢能大于在b點(diǎn)的電勢能【答案】C【解析】AB.電場線疏密未知,故a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系不確定,故AB錯誤;C.沿著電場線的方向電勢逐漸降低,所以a點(diǎn)的電勢大于b點(diǎn)的電勢,故C正確;D.由,可知電子在a點(diǎn)的電勢能小于在b點(diǎn)的電勢能,故D錯誤。故選C。5.(22·23·湖南·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,三條等勢線上有a、b、c、d四點(diǎn),若將一負(fù)電荷由c經(jīng)a移到d,靜電力做負(fù)功,若由c經(jīng)b移到d,靜電力做負(fù)功,則()
A., B.,C., D.,【答案】C【解析】電場力做功跟路徑無關(guān),只跟始末位置有關(guān),設(shè)負(fù)電荷電荷量為,則可知而根據(jù)題意,將負(fù)電荷從c移到d,靜電力做負(fù)功,可知則有而c、d兩點(diǎn)分別在、所對應(yīng)的等勢面上,因此有故選C。6.(22·23·河北·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,在矩形的兩個頂點(diǎn)分別固定兩帶電荷量相等的異種點(diǎn)電荷,A點(diǎn)、B點(diǎn)為矩形的另外兩個頂點(diǎn),O點(diǎn)為矩形兩對角線的交點(diǎn),取無窮遠(yuǎn)處電勢為零,則下列說法正確的是()A.A點(diǎn)和B點(diǎn)電場強(qiáng)度不同B.A點(diǎn)電勢大于零,B點(diǎn)電勢小于零C.電勢差D.將負(fù)試探電荷從A點(diǎn)移動到無窮遠(yuǎn)處,電勢能減少【答案】B【解析】A.兩點(diǎn)電荷分別在A、B兩點(diǎn)處產(chǎn)生的電場如圖所示可知A點(diǎn)和B點(diǎn)的合場強(qiáng)大小和方向均相同,A錯誤;B.無窮遠(yuǎn)處電勢為零,且等量異種點(diǎn)電荷連線的垂直平分線為等勢線,則該垂直平分線上電勢均為零,在該垂直平分線兩側(cè)中靠近正點(diǎn)電荷的一側(cè),電勢均大于零,即A點(diǎn)電勢大于零,靠近負(fù)點(diǎn)電荷的一側(cè),電勢均小于零,即B點(diǎn)電勢小于零,B正確;C.在A、B所在直線上,關(guān)于O點(diǎn)對稱的點(diǎn)電場強(qiáng)度均相同,且在AB所在直線方向上的電場強(qiáng)度分量大小相同,即AB直線上關(guān)于O點(diǎn)對稱的一小截線段兩端間電勢差大小相同,則C錯誤;D.A點(diǎn)電勢大于零,而無窮遠(yuǎn)處的電勢等于零,根據(jù)可知,將負(fù)試探電荷從A點(diǎn)移動到無窮遠(yuǎn)處,靜電力做負(fù)功,電勢能增加,D錯誤。故選B。7.(22·23·河北·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,水平線上的、兩點(diǎn)分別固定正點(diǎn)電荷A、B,點(diǎn)電荷A、B的電荷量之比為,abcd為正方形,且對角線bd過點(diǎn),已知點(diǎn)電荷B在a點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為,將一試探電荷放在a點(diǎn)時,試探電荷剛好靜止。下列說法正確的是()A.b、d兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同B.C.c點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為D.電子在d點(diǎn)的電勢能小于在c點(diǎn)的電勢能【答案】D【解析】A.電場強(qiáng)度是矢量,由對稱性可知b、d兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等,方向不同,b、d兩點(diǎn)電場強(qiáng)度不相同,A錯誤;B.試探電荷在a點(diǎn)靜止,則a點(diǎn)的電場強(qiáng)度為0,所以有解得B錯誤;C.點(diǎn)電荷A、B在c點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度方向相同,設(shè),則由題意可知點(diǎn)電荷B在c點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為,點(diǎn)電荷A在c點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為解得所以c點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為C錯誤;D.由題圖可知,d點(diǎn)到的距離小于c點(diǎn)到的距離,兩點(diǎn)到的距離相等,則c點(diǎn)的電勢小于d點(diǎn)的電勢,由公式可知,電子在c點(diǎn)的電勢能大于電子在d點(diǎn)的電勢能,D正確。故選D。8.(22·23·河北·學(xué)業(yè)考試)一足夠大的不帶電鋼板表面有一層光滑絕緣膜,鋼板豎直放置,底端接地。在鋼板左側(cè)距鋼板為的處固定一個帶電荷量為的點(diǎn)電荷,如圖所示。將質(zhì)量為、帶電荷量為的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從A處由靜止釋放。已知與鋼板的夾角為,滑塊所帶電荷量不變,重力加速度為。滑塊由A處運(yùn)動到與A處對稱的處的過程中()A.滑塊的電勢能先減小后增大B.滑塊的加速度先減小后增大C.滑塊由A到的運(yùn)動時間為D.滑塊運(yùn)動到點(diǎn)時重力的瞬時功率為【答案】D【解析】A.因?yàn)殇摪褰拥?,故鋼板上處處電勢相等,滑塊由A處運(yùn)動到處的過程中,電場力不做功,滑塊電勢能不變,A錯誤;B.由于鋼板表面為等勢面,所以鋼板處的電場強(qiáng)度方向垂直鋼板平面水平向右,故滑塊向下運(yùn)動時所受合力為其重力,故其做自由落體運(yùn)動,加速度始終不變,B錯誤;C.由自由落體運(yùn)動規(guī)律,由A處運(yùn)動到處的過程中解得故C錯誤;D.滑塊運(yùn)動都B處時的速度為則滑塊運(yùn)動到點(diǎn)時重力的瞬時功率為故D正確。故選D。9.(22·23·河北·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,空間中存在沿紙面方向的勻強(qiáng)電場,C為圓弧的中點(diǎn),O點(diǎn)處能源源不斷地以相同的速率向外發(fā)射重力不計的電子,且射出的電子均能到達(dá)圓弧AB上。將一電子由O點(diǎn)移動到A點(diǎn),電場力做的功為2eV,將一電子由A點(diǎn)移動到B點(diǎn),電場力做的功為-4eV。取O點(diǎn)的電勢為零,.下列說法正確的是()A.電場強(qiáng)度的方向由A指向CB.電場強(qiáng)度大小為C.從O點(diǎn)射出的電子到達(dá)圓弧上A點(diǎn)時電子動能最小D.電子在B點(diǎn)的電勢能為【答案】D【解析】A.電子由O點(diǎn)到A點(diǎn),有又,,解得電子由A點(diǎn)到B點(diǎn),有又解得所以AB的中點(diǎn)電勢為0,則C、O在同一等勢線上;電場方向與等勢線方向垂直可知,電場方向由A指向B,如圖故A錯誤;B.可知又由幾何關(guān)系可得則故B錯誤;C.電子由低電勢點(diǎn)向高電勢點(diǎn)運(yùn)動時,電場力做正功,電子的動能增大,由于圓弧AB上A點(diǎn)的電勢最高,所以到達(dá)圓弧上A點(diǎn)的電子動能量大,故C錯誤;D.由公式,可解得電子在B點(diǎn)的電勢能為故D正確。故選D。10.(22·23·河北·學(xué)業(yè)考試)在x軸上固定兩個不等量異種點(diǎn)電荷,其中正電荷標(biāo)記為M,負(fù)電荷標(biāo)記為N。x軸上某一段電場強(qiáng)度E隨x變化的關(guān)系圖像如圖所示,其中x1到x2、x2到x3段圖像與x軸所圍的面積相等,取無窮遠(yuǎn)處電勢為零。下列說法正確的是()
A.M在N的右側(cè),且M帶電荷量的絕對值大于N的B.M在N的左側(cè),且M帶電荷量的絕對值小于N的C.x1和處的電勢相等,且都大于0D.一電子從x1處靜止釋放,運(yùn)動到x2處時速度為0,加速度也為0【答案】C【解析】AB.由于是兩異種點(diǎn)電荷,兩點(diǎn)電荷間無場強(qiáng)為零的點(diǎn),根據(jù)圖像,x2位置的電場強(qiáng)度為0,即兩點(diǎn)電荷處于x2的同一側(cè),又由于兩個不等量異種點(diǎn)電荷連線上,在電荷量絕對值較小的電荷外側(cè)有合場強(qiáng)為0的點(diǎn),且對于合場強(qiáng)為0的點(diǎn)與電荷量較小的電荷之間區(qū)域的合場強(qiáng)由電荷量小的點(diǎn)電荷起主要作用,合場強(qiáng)為0的點(diǎn)的外側(cè)區(qū)域的合場強(qiáng)是電荷量大的點(diǎn)電荷起主要作用。由圖像可知,x2處合場強(qiáng)為0,且x2右側(cè)合場強(qiáng)為正,說明兩點(diǎn)電荷在x2左側(cè),正點(diǎn)電荷帶電荷量的絕對值大,且在負(fù)點(diǎn)電荷左側(cè),AB錯誤;C.根據(jù)U=Ed可知,E-x圖像與x軸所圍的面積等于兩點(diǎn)間的電勢差,沿電場方向電勢降低,根據(jù)題圖可知,x2到x1電勢逐漸降低,x2到x3電勢逐漸降低,且x2與x1和x2與x3的電勢差相等,所以x1和處的電勢相等。從處到無窮遠(yuǎn)處,電勢逐漸降低,可知x1和處的電勢都大于0,C正確;D.若一電子從x1處靜止釋放,從x1處到x2處向右加速,到x2處加速度減小到0,速度達(dá)到最大,D錯誤。故選C。11.(22·23·湖南·學(xué)業(yè)考試)學(xué)習(xí)物理要正確理解物理規(guī)律和公式的內(nèi)涵,你認(rèn)為下列理解正確的是()A.根據(jù)庫侖定律公式,兩個電荷的距離趨于零時,庫侖力為無窮大B.根據(jù)可知,一個電子由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),若間電勢差為1V,則電場力做功為C.由勻強(qiáng)電場電勢差與電場強(qiáng)度關(guān)系知,勻強(qiáng)電場中任意兩點(diǎn)間的電勢差與這兩點(diǎn)沿場強(qiáng)方向的距離成正比D.根據(jù)電容器的電容的定義式可知,電容器的電容與它所帶電荷量成正比【答案】C【解析】A.庫侖定律公式適用于真空中的點(diǎn)電荷,兩個電荷的距離趨于零時,帶電體已經(jīng)不能看為點(diǎn)電荷,此時該公式不適用,即不能認(rèn)為兩個電荷的距離趨于零時,庫侖力為無窮大,A錯誤;B.公式在運(yùn)算時,物理量應(yīng)該代入正負(fù)符合,即一個電子由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),若間電勢差為1V,則電場力做功為,B錯誤;C.公式中的d指沿電場線方向上的投影長度,可知由勻強(qiáng)電場電勢差與電場強(qiáng)度關(guān)系知,勻強(qiáng)電場中任意兩點(diǎn)間的電勢差與這兩點(diǎn)沿場強(qiáng)方向的距離成正比,C正確;D.電容的定義式是比值定義式,電容并不是由極板所帶電荷量與極板之間的電勢差決定,因此,不能認(rèn)為電容器的電容與它所帶電荷量成正比,D錯誤。故選C。12.(22·23下·廣東·學(xué)業(yè)考試)點(diǎn)電荷M和金屬平板N周圍的電場線分布如圖所示,a、b為同一條電場線上的兩點(diǎn),下列說法正確的是()A.M帶正電,N的上表面帶正電 B.M帶負(fù)電,N的上表面帶負(fù)電C.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相等 D.a(chǎn)點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢高【答案】D【解析】AB.電場線起始于正電荷終止于負(fù)電荷,所以點(diǎn)電荷M帶正電,N的上表面帶負(fù)電,故AB錯誤;C.電場線越密,電場強(qiáng)度越大,所以a點(diǎn)電場強(qiáng)度大于b點(diǎn)電場強(qiáng)度,故C錯誤;D.沿電場線方向電勢降低,所以a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢,故D正確。故選D。13.(22·23下·安徽·學(xué)業(yè)考試)關(guān)于等勢面的說法中不正確的是()A.在電場中電勢相等的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫作等勢面B.電勢相等的兩點(diǎn)在同一個等勢面上C.在同一個等勢面上移動電荷時,靜電力做功D.等勢面一定跟電場線垂直【答案】C【解析】AB.在電場中電勢相等的各點(diǎn)構(gòu)成的面叫作等勢面,故AB正確;CD.在同一個等勢面上移動電荷時,根據(jù)公式若在同一等勢面上移動,UAB=0,所以靜電力不做功,因此電場力一定與等勢面垂直,即等勢面一定跟電場線垂直,故C錯誤,D正確。故選C。14.(23·24上·浙江·學(xué)業(yè)考試)某一區(qū)域的電場線分布如圖所示,A、B、C是電場中的三個點(diǎn),則()A.C點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大B.A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)電勢高C.負(fù)電荷在A點(diǎn)由靜止釋放后沿電場線運(yùn)動D.負(fù)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)過程中克服電場力做功【答案】D【解析】A.電場線越密處場強(qiáng)越大,因此B點(diǎn)電場強(qiáng)度最大,故A錯誤;B.沿電場線方向電勢降低,A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)電勢低,故B錯誤;C.帶電粒子在電場中沿電場線運(yùn)動應(yīng)具備的兩個條件即電場線為直線和粒子的初速度方向與電場強(qiáng)度方向在同一直線上,由圖可知,一電子在A點(diǎn)由靜止釋放,不會沿電場線運(yùn)動,故C錯誤;D.從B到C電勢降低,由于是負(fù)電荷,電勢能增加,克服電場力做功,故D正確。故選D。15.(23·24上·遼寧·學(xué)業(yè)考試)如圖所示為真空中正點(diǎn)電荷的電場線和等勢面,實(shí)線為電場線,虛線為等勢面,電場中有a、b、c三點(diǎn)。下列關(guān)于各點(diǎn)電場強(qiáng)度E的大小和電勢φ的高低說法正確的是()A.Ea=Eb B.Ea>Ec C.φb>φc D.φa=φc【答案】A【解析】A.a(chǎn)、b兩點(diǎn)電場線疏密程度相同,所以Ea=Eb選項(xiàng)A正確;B.c點(diǎn)的電場線比a點(diǎn)的電場線更密,所以Ec>Ea選項(xiàng)B錯誤;D.根據(jù)沿著電場線電勢降低可以判斷φc>φa選項(xiàng)D錯誤;C.a(chǎn)、b處于同一等勢面上,則有φa=φb又φc>φa所以φc>φb選項(xiàng)C錯誤。故選A。16.(22·23·北京·學(xué)業(yè)考試)電場線、等勢面均可形象的描述電場。某區(qū)域的電場分布如圖所示,帶箭頭的實(shí)線為電場線,虛線為等勢面,A、B、C三點(diǎn)的電場強(qiáng)度分別為、、,電勢分別為、、。關(guān)于這三點(diǎn)電場強(qiáng)度和電勢的比較,下列判斷正確的是()A. B. C. D.【答案】A【解析】AB.根據(jù)電場線疏密代表場強(qiáng)可知A正確,B錯誤;CD.沿電場線方向電勢降低,則有CD錯誤。故選A。二、多選題17.(22·23·重慶·學(xué)業(yè)考試)已知兩點(diǎn)電荷M、N固定在x軸上的-3x、3x處,其中A、B、C為x軸上的三點(diǎn),坐標(biāo)值為-2x、x、2x,B點(diǎn)的切線水平,已知點(diǎn)電荷在空間某點(diǎn)的電勢為,Q為場源電荷的電荷量,r為某點(diǎn)到場源電荷的間距,A點(diǎn)的電勢為φ0。則下列說法正確的是()
A.M、N為異種電荷 B.C.B點(diǎn)的電勢為 D.【答案】BC【解析】A.φ-x圖線切線的斜率表示電場強(qiáng)度的大小,由題可知,B點(diǎn)的切線水平,即B點(diǎn)電場強(qiáng)度為零,則點(diǎn)電荷一定為同種電荷,又因?yàn)楦鼽c(diǎn)電勢均為負(fù)值,說明兩點(diǎn)電荷為負(fù)電荷,故A錯誤;B.B點(diǎn)電場強(qiáng)度為零,即所以故B正確;C.根據(jù)題意可得所以B點(diǎn)的電勢為故C正確;D.C點(diǎn)的電勢為所以所以故D錯誤。故選BC。18.(22·23·河北·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,半徑為的圓內(nèi)有一內(nèi)接直角三角形,其中,空間中存在與圓平面平行的勻強(qiáng)電場,將一帶正電的試探電荷由點(diǎn)移動到點(diǎn),電場力做的功為,將該電荷由點(diǎn)移動到點(diǎn),電場力做的功為,已知該試探電荷的電荷量為。則下列說法正確的是()
A.勻強(qiáng)電場的方向由指向B.該試探電荷由移動到,電勢能減少C.點(diǎn)的電勢比點(diǎn)的電勢低D.該電場強(qiáng)度的大小為【答案】BCD【分析】邏輯推理能力、分析綜合能力【解析】B.設(shè)a點(diǎn)的電勢為零,則試探電荷在a點(diǎn)的電勢能為零,結(jié)合題意可知試探電荷在b點(diǎn)的電勢能為,b點(diǎn)的電勢為同理,試探電荷在c點(diǎn)的電勢能為,c點(diǎn)的電勢為b、c兩點(diǎn)的電勢差為試探電荷由b移動到c,電場力做的功為故B正確;C.O點(diǎn)為的中點(diǎn),則O點(diǎn)的電勢為所以O(shè)、b兩點(diǎn)的電勢差為即O點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢低2V,C正確;AD.由以上分析可知,a、c兩點(diǎn)的電勢差為電場沿a、c方向的電場強(qiáng)度大小為電場沿b、c方向的電場強(qiáng)度大小為所以電場強(qiáng)度的大小為電場強(qiáng)度與a、c方向成θ故A錯誤,D正確。故選BCD。19.(22·23下·云南·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,a、b、c是同一條電場線上的三個點(diǎn),其電場強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb、Ec∶,電勢分別為、、。則()A.Ea>Eb>Ec B.Ea=Eb=EcC.>> D.==【答案】AC【解析】順著電場線方向電勢逐漸降低,則>>電場線的疏密代表場強(qiáng)大小,所以Ea>Eb>Ec故AC正確BD錯誤。故選AC。20.(22·23·廣東·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,A、B為電場中同一條電場線上的兩點(diǎn),以下說法正確的是()A.A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小關(guān)系為B.A、B兩點(diǎn)電勢高低關(guān)系為C.正電荷由A向B移動,電勢能一定減小D.正電荷由A向B移動,電勢能一定增大【答案】BC【解析】A.題圖中僅畫出電場中的一條電場線,不能確定兩點(diǎn)附近電場線的疏密,無法確定兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小的關(guān)系,故A錯誤;B.順著電場線的方向電勢降低,所以有,故B正確;CD.正電荷沿著電場線的方向移動,電場力做正功,電勢能減小,負(fù)電荷沿著電場線的方向移動,電場力做負(fù)功,電勢能增大,故C正確,D錯誤。故BC選。三、解答題21.(22·23·北京·學(xué)業(yè)考試)靜電除塵的原理如圖所示,負(fù)極B附近的氣體分子被電離成正離子和電子,其中電子在向著正極A運(yùn)動的過程中附著在粉塵上,使粉塵帶負(fù)電。粉塵在靜電力的作用下被吸附到正極A上,最后在重力作用下落入下面的漏斗中,達(dá)到除塵的目的。已知A、B兩極間的電壓為,一粉塵顆粒所帶的電荷量為,從距離B足夠近的地方運(yùn)動到A。(1)求靜電力對該粉塵顆粒所做的功;(2)初始位置和電荷量相同,但質(zhì)量不同的粉塵顆粒,落在A板上的位置可能不同,靜電力對這些粉塵顆粒做的功是否相同?簡要說明理由?!敬鸢浮浚?);(2)相同,理由見解析【解析】(1)靜電力對粉塵顆粒做的功(2)靜電力對粉塵顆粒做的功相同。根據(jù)靜電力做功只與電荷量、初末位置電勢差有關(guān)。板上各點(diǎn)電勢相同,電荷量相同的粉塵顆粒從同一位置出發(fā),落到板上的不同位置,電勢差均相同,因此靜電力做功相同。22.(22·23·北京·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,是勻強(qiáng)電場中同一條電場線上的兩點(diǎn),一電荷量的試探電荷放在點(diǎn)時所受靜電力的大?。粚⒃撛囂诫姾蓮狞c(diǎn)移到點(diǎn),靜電力做功。求:(1)該勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度的大??;(2)兩點(diǎn)的電勢差?!敬鸢浮浚?);(2)【解析】(1)根據(jù)電場強(qiáng)度定義,可得(2)根據(jù)電勢差定義,可得23.(22·23上·云南·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,某勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度,A、B為同一條電場線上的兩點(diǎn)。(1)現(xiàn)將電荷量的檢驗(yàn)電荷放在電場中的B點(diǎn),求該檢驗(yàn)電荷在B點(diǎn)所受電場力的大小F;(2)若A、B兩點(diǎn)相距,求A、B兩點(diǎn)間的電勢差?!敬鸢浮浚?)(2)【解析】(1)該點(diǎn)電荷在點(diǎn)所受的電場力大?。?)、兩點(diǎn)間的電勢差四、填空題24.(23·24上·四川·學(xué)業(yè)考試)真空中,兩平行金屬板間的電勢差為600V,兩板間的距離為5cm,則兩板間勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為V/m;若在兩板間放入一個電荷量為的點(diǎn)電荷,該點(diǎn)電荷受到電場力的大小為N。【答案】【解析】[1]兩板間勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小[2]該點(diǎn)電荷受到電場力的大小25.(23·24上·四川·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,正點(diǎn)電荷Q位于兩同心圓的圓心位置,在Q形成的電場中,A點(diǎn)電勢(選填“高于”“低于”或“等于”)B點(diǎn)電勢。若將一帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷q從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場力對q做(選填“正”或“負(fù)”)功?!敬鸢浮康陀谡窘馕觥縖1]根據(jù)題意,由正電荷周圍電勢分布特點(diǎn)可知,離正電荷越近電勢越高,則A點(diǎn)電勢低于B點(diǎn)電勢。[2]根據(jù)題意,由公式可知,由于A點(diǎn)電勢低于B點(diǎn)電勢,則帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷在A點(diǎn)的電勢能大于B點(diǎn)的電勢能,負(fù)電的檢驗(yàn)電荷q從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電勢能減小,電場力做正功。26.(23·24上·浙江·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,真空中電荷量分別為和的兩個點(diǎn)電荷相距為r,A、B為它們水平連線上兩點(diǎn)(其中B為中點(diǎn)),C為連線中垂線上的一點(diǎn)。已知靜電力常量為k,這兩個點(diǎn)電荷間的庫侖力大小為,在B點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為。它們在A點(diǎn)的合場強(qiáng)方向?yàn)椋ㄟx填“水平向左”、“水平向右”、“豎直向上”或“豎直向下”)。將一個正檢驗(yàn)電荷自B沿中垂線移到C,其電勢能(選填“增大”、“減小”或“不變”)。【答案】水平向右不變【解析】[1]根據(jù)庫侖定律可知兩個點(diǎn)電荷間的庫侖力大小為[2]兩個點(diǎn)電荷相距為r,B為中點(diǎn),與B之間的距離為,根據(jù)點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式可知[3]由于和兩個點(diǎn)電荷在A點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)均水平向右,故它們在A點(diǎn)的合場強(qiáng)方向?yàn)樗较蛴?;[4]根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷的電場線分布可知中垂線是一個等勢面,故將一個正檢驗(yàn)電荷自B沿中垂線移到C,其電勢能不變??键c(diǎn)三:電容器一、單選題1.(22·23·湖北·學(xué)業(yè)考試)下列電學(xué)元件屬于電容器的是(
)A. B.C. D.【答案】A【解析】A是可變電容器;B是電壓表;C是滑動變阻器;D是單刀單擲開關(guān)。故選A。2.(22·23下·湖北·學(xué)業(yè)考試)某電容器的電容是100μF,額定電壓為220V,當(dāng)該電容器所加電壓為110V時,下列說法中正確的是()A.電容器的電容變?yōu)?0μFB.電容器的電容仍為100μFC.該電容器被擊穿D.該電容器極板所帶電量為11×10-4C【答案】B【解析】AB.電容器的電容仍為100μF,A錯誤,B正確;C.當(dāng)該電容器所加電壓為110V時,該電容器不會被擊穿,C錯誤;D.該電容器極板所帶電量為Q=CU=1.1×10-2C,D錯誤。故選B。3.(22·23下·湖北·學(xué)業(yè)考試)某種電容器的電容為C,當(dāng)極板上所帶電量為Q時,兩極板間的電勢差為U,當(dāng)極板上所帶電量為3Q時,下列說法正確的是()A.電容器的電容為3CB.電容器的電容為CC.電容器兩極板間的電勢差為UD.電容器兩極板間的電勢差為0【答案】B【解析】AB.電容器的電容由電容器本身性質(zhì)決定,與極板所帶電荷量及兩極板間的電勢差無關(guān),所以當(dāng)極板上所帶電量為3Q時,電容器的電容仍為C,選項(xiàng)A錯誤,B正確;CD.當(dāng)極板上所帶電量為Q時,有則當(dāng)極板上所帶電量為3Q時,有可得電容器兩極板間的電勢差為選項(xiàng)CD錯誤。故選B。4.(22·23·湖南·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,一電容的平行板電容器的兩端與電壓為20V的恒壓電源相連。則電容器兩極板所帶的電荷量為()
A. B.C. D.【答案】B【解析】根據(jù)電容定義式得故選B。5.(22·23·湖南·學(xué)業(yè)考試)學(xué)習(xí)物理要正確理解物理規(guī)律和公式的內(nèi)涵,你認(rèn)為下列理解正確的是()A.根據(jù)庫侖定律公式,兩個電荷的距離趨于零時,庫侖力為無窮大B.根據(jù)可知,一個電子由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),若間電勢差為1V,則電場力做功為C.由勻強(qiáng)電場電勢差與電場強(qiáng)度關(guān)系知,勻強(qiáng)電場中任意兩點(diǎn)間的電勢差與這兩點(diǎn)沿場強(qiáng)方向的距離成正比D.根據(jù)電容器的電容的定義式可知,電容器的電容與它所帶電荷量成正比【答案】C【解析】A.庫侖定律公式適用于真空中的點(diǎn)電荷,兩個電荷的距離趨于零時,帶電體已經(jīng)不能看為點(diǎn)電荷,此時該公式不適用,即不能認(rèn)為兩個電荷的距離趨于零時,庫侖力為無窮大,A錯誤;B.公式在運(yùn)算時,物理量應(yīng)該代入正負(fù)符合,即一個電子由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),若間電勢差為1V,則電場力做功為,B錯誤;C.公式中的d指沿電場線方向上的投影長度,可知由勻強(qiáng)電場電勢差與電場強(qiáng)度關(guān)系知,勻強(qiáng)電場中任意兩點(diǎn)間的電勢差與這兩點(diǎn)沿場強(qiáng)方向的距離成正比,C正確;D.電容的定義式是比值定義式,電容并不是由極板所帶電荷量與極板之間的電勢差決定,因此,不能認(rèn)為電容器的電容與它所帶電荷量成正比,D錯誤。故選C。6.(22·23下·廣東·學(xué)業(yè)考試)圖是觀察電容器充、放電現(xiàn)象的電路。下列說法正確的是()A.將開關(guān)S從b改接到a時,觀察的是充電現(xiàn)象B.將開關(guān)S從b改接到a后,電流計G的指針將一直偏轉(zhuǎn)C.將開關(guān)S從a改接到b時,觀察的是充電現(xiàn)象D.將開關(guān)S從a改接到b后,燈L的發(fā)光亮度不變【答案】A【解析】將開關(guān)S從b改接到a時,電容器開始充電,充電電流從最大值逐漸減小到零,電流計G的指針從最大值逐漸回到零;將開關(guān)S從a改接到b時,電容器開始放電,放電電流從最大值逐漸減小到零,燈L的發(fā)光亮度逐漸變暗。故選A。7.(22·23下·廣東·學(xué)業(yè)考試)關(guān)于電容器充放電過程,下列說法正確的是()A.充電過程中,兩極板間電壓不變B.充電過程中,兩極板間電壓增大C.放電過程中,兩極板間電壓不變D.放電過程中,兩極板間電壓增大【答案】B【解析】AB.根據(jù)電容的定義
可知,充電過程中,兩極板所帶電荷量逐漸增多,兩板間電壓逐漸增大,A錯誤,B正確;CD.同理,放電過程中,兩極板所帶電荷量逐漸減少,所以兩板間電壓逐漸減小,CD錯誤。故選B。8.(22·23下·海南·學(xué)業(yè)考試)如圖是研究電容器充放電的電路,和是兩只發(fā)光二極管,發(fā)光二極管的符號是,它具有單向?qū)щ娦?,只允許電流從“+”極流向“-”極。單刀雙擲開關(guān)撥到“1”對電容器充電,然后再把單刀雙擲開關(guān)撥到“2”讓電容器放電,下列關(guān)于電容器充放電過程中發(fā)光二極管的發(fā)光情況,說法正確的是()A.充電過程中,和都閃亮一下然后熄滅B.放電過程中,和都閃亮一下然后熄滅C.充電過程中,只有閃亮一下然后熄滅D.放電過程中,只有閃亮一下然后熄滅【答案】D【解析】AC.充電過程中,二極管D2導(dǎo)通,D1截止,則閃亮一下然后隨充電電流減小而逐漸熄滅,選項(xiàng)AC錯誤;BD.充電結(jié)束后,電容器上板帶正電,放電過程中,二極管導(dǎo)通,截止,則閃亮一下然后隨放電電流逐漸減小而熄滅,選項(xiàng)B錯誤,D正確。故選D。9.(23·24上·浙江·學(xué)業(yè)考試)小明同學(xué)在“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中給一個固定電容器充電。下列描述電容器電荷量Q、電壓U、電容C之間關(guān)系的圖像中,正確的是()A. B.C. D.【答案】A【解析】ABC.由電容定義式固定電容器的電容是確定的,與電荷量和電壓無關(guān)。A正確,BC錯誤;D.由電荷量與電壓成正比,D錯誤。故選A。10.(22·23下·江蘇·學(xué)業(yè)考試)下列電學(xué)元件中屬于滑動變阻器的是()A. B.C. D.【答案】B【解析】A.A圖中為可變電容器,故A錯誤;B.B圖中為滑動變阻器,故B正確;C.C圖中為電源,故C錯誤;D.D圖中為電壓表,故D錯誤。故選B。11.(21·22下·貴州·學(xué)業(yè)考試)下列常用電學(xué)符號中,表示電容器的是()A.
B.
C.
D.
【答案】C【解析】A.該電學(xué)符號表示電動機(jī),故A錯誤;B.該電學(xué)符號表示電阻,故B錯誤;C.該電學(xué)符號表示電容,故C正確;D.該電學(xué)符號表示電源,長的線為正極,短的線為負(fù)極,故D錯誤。故選C。12.(21·22·海南·學(xué)業(yè)考試)如圖該電學(xué)元件為(
)
A.電容器 B.定值電阻 C.發(fā)光二極管 D.滑動變阻器【答案】A【解析】通過圖片可知,該電學(xué)元件為參數(shù)為“5.5V、1.0F”的電容器。故選A。13.(21·22下·河北·學(xué)業(yè)考試)某電容器的電容為,充電后電壓為。當(dāng)放電后的電壓降為時,該電容器的電容為()A. B. C. D.【答案】C【解析】電容器的電容與電容器本身有關(guān),與電容器兩端的電壓無關(guān),則當(dāng)放電后的電壓降為時,該電容器的電容仍為。故選C。14.(21·22·廣東·學(xué)業(yè)考試)某照相機(jī)閃光燈電路中有電容器,當(dāng)照相機(jī)閃光時,電容器放出部分電荷,帶電量減少。在閃光過程中,關(guān)于該電容器,下列說法正確的是()A.電容增大,兩極板間電壓增大 B.電容增大,兩極板間電壓不變C.電容不變,兩極板間電壓增大 D.電容不變,兩極板間電壓減小【答案】D【解析】電容的大小是由電容器自身決定,與電量、電壓無關(guān),由電容定義式可知,電容器閃光過程中,電荷量減小,則電容不變,兩極板間電壓U減小。故選D。15.(22·23上·江蘇·學(xué)業(yè)考試)有一個已充電的電容器,兩極板之間的電壓為,所帶電荷量為,此電容器的電容是()A. B. C. D.【答案】A【解析】根據(jù)電容定義式可得故選A。16.(22·23上·廣西·學(xué)業(yè)考試)關(guān)于電容器的電容,下列說法正確的是()A.電容器所帶的電荷越多,電容就越大B.電容器兩極板間的電壓越高,電容就越大C.電容器所帶電荷增加一倍,電容就增加一倍D.電容由電容器本身的屬性決定【答案】D【解析】電容器的電容是由電容器本身屬性決定的,與它所帶的電荷量以及兩板間電壓均無關(guān),選項(xiàng)ABC錯誤,D正確。故選D。17.(22·23上·廣西·學(xué)業(yè)考試)下列說法正確的是()A.點(diǎn)電荷一定是電量很小的電荷B.根據(jù)可知,電容器的電容C與電量Q成正比、與電壓U成反比C.電場強(qiáng)度的方向就是電荷所受電場力的方向D.電場線是假想曲線,實(shí)際不存在【答案】D【解析】A.從點(diǎn)電荷定義可知,能否看作點(diǎn)電荷與帶電量無關(guān),點(diǎn)電荷不一定是電量很小的電荷,故A錯誤;B.電容有電容器本身性質(zhì)決定,與電荷量和電壓無關(guān),故B錯誤;C.正電荷所受電場力的方向與電場強(qiáng)度方向相同,負(fù)電荷相反,故C錯誤;D.電場線是假想曲線,實(shí)際不存在,故D正確。故選D。18.(21·22·廣東·學(xué)業(yè)考試)下列四個電學(xué)器材中,電容器是()A. B.C. D.【答案】D【解析】A.A圖是電源,A錯誤;B.B圖是滑動變阻器,B錯誤;C.C圖是電流表,C錯誤;D.D圖是電容器,D正確。故選D。19.(22·23上·浙江·學(xué)業(yè)考試)下列說法正確的是(
)A.圖甲中“3000F
2.7V”的超級電容器最多可以儲存8.1C的電荷量B.圖乙中小磁針放在超導(dǎo)環(huán)形電流中間,靜止時小磁針的指向如圖中所示C.圖丙中直導(dǎo)線懸掛在磁鐵的兩極間,通以如圖所示的電流時會受到磁場力D.圖丁中金屬矩形線框從勻強(qiáng)磁場中的a位置水平移到b位置,框內(nèi)會產(chǎn)生感應(yīng)電流【答案】C【解析】A.電容器最多能儲存的電荷量是A錯誤;B.根據(jù)右手螺旋定則可知環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外,故小磁針靜止時垂直紙面且N極指向外,B錯誤;C.通電導(dǎo)線在磁場中與磁場方向不平行時,會受到磁場力的作用,C正確;D.要產(chǎn)生感應(yīng)電流必須同時滿足兩個條件,一是回路閉合,二是磁通量發(fā)生變化,線框在磁場中運(yùn)動時,磁通量不變,故不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,D錯誤。故選C。20.(21·22下·貴州·學(xué)業(yè)考試)將充電后的平行板電容器與電源斷開,如圖所示。若減小極板間的距離,則()A.電容將會變小 B.電容將會變大C.兩板間電勢差保持不變 D.兩板間電勢差變大【答案】B【解析】根據(jù)若減小極板間的距離,則電容將會變大;根據(jù)電容器帶電量不變,電容變大,則兩板間電勢差變小,選項(xiàng)ACD錯誤,B正確。故選B。21.(21·22下·貴州·學(xué)業(yè)考試)水可以用容器儲存起來,電荷也可以用一個電學(xué)元件儲存起來。下列能儲存電荷的電學(xué)元件是()A.電阻器 B.電感器 C.白熾燈 D.電容器【答案】D【解析】能儲存電荷的電學(xué)元件是電容器。故選D。22.(21·22·浙江·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,兩塊相互靠近彼此絕緣的平行金屬板組成平行板電容器,極板N與靜電計金屬球相連,極板M和靜電計的外殼均接地。在兩板相距為d時,給電容器充電,靜電計指針張開一定角度。在整個實(shí)驗(yàn)過程中,保持電容器的帶電量不變,下面的操作中能使靜電計指針張角變大的是(
)A.僅將M板向上平移B.僅將M板向右平移C.僅在M、N之間插入云母板D.僅在M、N之間插入金屬板,且不和M、N接觸【答案】A【解析】A.僅將M板向上平移,兩極板正對面積減小,電容減小,而電容器的電荷量不變,由得知,板間電壓增大,靜電計指針張角變大,故A正確;B.僅將M板向右平移,板間距離減小,電容增大,而電容器的電荷量不變,由得知,板間電壓減小,靜電計指針張角變小,故B錯誤;C.僅在M、N之間插入云母板,電容增大,而電容器的電荷量不變,由得知,板間電壓減小,靜電計指針張角變小,故C錯誤;D.在M、N之間插入金屬板,且不和M、N接觸,相當(dāng)于d減小,根據(jù)電容增大,根據(jù)不變,則電勢差減小,張角變小,故D錯誤。故選A。二、多選題23.(21·22·山西·學(xué)業(yè)考試)下列說法正確的是()A.極短的一段通電導(dǎo)線在空間某處不受磁場力,該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為0B.一個閉合的矩形導(dǎo)體線框在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動時,會有感應(yīng)電流產(chǎn)生C.電容器所帶的電荷量增加,電容器的電容就會增大D.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律【答案】AD【解析】A.極短的一段通電導(dǎo)線在空間某處不受磁場力,可能是該導(dǎo)線與磁場方向平行,而該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為0,選項(xiàng)A正確;B.若整個的一個閉合的矩形導(dǎo)體線框在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動時,穿過線框的磁通量不變,則不會有感應(yīng)電流產(chǎn)生,選項(xiàng)B錯誤;C.電容器的電容是由電容器內(nèi)部決定的,與帶電量多少無關(guān),選項(xiàng)C錯誤;D.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,選項(xiàng)D正確。故選AD。24.(21·22下·湖南·學(xué)業(yè)考試)如圖所示為在豎直平面的電路,閉合開關(guān)S1和S2后,帶電油滴在電容器內(nèi)部處于靜止?fàn)顟B(tài),為滑動變阻器,為定值電阻,二極管為理想二極管,電容器的下極板接地,則下列說法正確的是()A.滑動變阻器的滑動頭P向右滑動,油滴向上運(yùn)動B.滑動變阻器的滑動頭P向左滑動,油滴向下運(yùn)動C.極板M向上運(yùn)動,M板的電勢升高D.?dāng)嚅_S2,油滴不動【答案】AC【解析】A.滑動變阻器的滑動頭P向右滑動,則R1阻值減小,回路電流變大,則R2兩端電壓變大,則電容器要充電,此時電容器兩板電壓變大,場強(qiáng)變大,則油滴向上運(yùn)動,選項(xiàng)A正確;B.滑動變阻器的滑動頭P向左滑動,則R1阻值變大,回路電流變小,則R2兩端電壓變小,則電容器要放電,但是由于二極管的單向?qū)щ娦允沟秒娙萜鞑荒芊烹?,則使得電容器兩板電壓不變,則油滴仍靜止,選項(xiàng)B錯誤;C.極板M向上運(yùn)動,根據(jù)可知電容器電容減小,則帶電量應(yīng)該減小,但是由于二極管的單向?qū)щ娦允沟秒娙萜鞑荒芊烹?,則兩板間電量不變,結(jié)合可知兩板間場強(qiáng)不變,則根據(jù)U=Ed可知,兩板電勢差變大,則M板的電勢升高,選項(xiàng)C正確;D.?dāng)嚅_S2,則電容器兩板間的電壓等于電源的電動勢,即電壓變大,電容器充電,兩板間場強(qiáng)變大,則油滴向上運(yùn)動,選項(xiàng)D錯誤。故選AC。三、解答題25.(22·23·北京·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,在真空中,有一對平行金屬板,由于接到電池組上而帶電。兩極板間的電勢差為U。如果一個質(zhì)量為m帶正電荷q的粒子,僅在靜電力的作用下,從負(fù)極板到正極板。問:(1)從負(fù)極板出發(fā)時,至少要有多大的初速度才能到達(dá)正極板?(2)保持第一問求出的速度,若將兩極板之間的距離增大,請問該粒子還能不能到達(dá)正極板,并說明理由?!敬鸢浮浚?);(2)能達(dá)到,兩板之間的電勢差沒有變,粒子需要的初速度不變【解析】(1)帶正電的粒子從負(fù)極板到正極板,需要克服電場力做功,設(shè)負(fù)極板出發(fā)時,至少初速度為才能到達(dá)正極板,則以初速度出發(fā)到達(dá)正極板時,粒子速度剛好減速到零,根據(jù)動能定理解得即負(fù)極板出發(fā)時,至少初速度為才能到達(dá)正極板。(2)能達(dá)到,兩板之間的電勢差沒有變,粒子需要的初速度不變。四、選擇題組(22·23·北京·學(xué)業(yè)考試)請閱讀下述文字,完成下列2小題。電容器是一種重要的電學(xué)元件,它能儲存電荷。兩個彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體,就構(gòu)成一個簡單的電容器。26.在給一固定電容器充電的過程中()A.電容器的電容逐漸增大 B.電容器的電容逐漸減小C.電容器所帶的電荷量逐漸增大 D.電容器所帶的電荷量逐漸減小27.給一個平行板電容器充電,保持兩極板間的距離不變,用表示兩極板間電壓,用表示兩極板間電場強(qiáng)度的大小,圖中正確反映和關(guān)系的圖像是()A. B.C. D.【答案】26.C27.B【解析】26.AB.電容器的電容由電容器本身性質(zhì)決定,與是否充電無關(guān),故AB錯誤;CD.電容器充電時,電容器所帶電荷量逐漸增大,故C正確,D錯誤。故選C。27.由于兩極板間的距離不變,根據(jù)可知和成正比關(guān)系。故選B。(21·22·北京·學(xué)業(yè)考試)請閱讀下述文字,完成下題。某電容器充電過程中的圖像如圖所示,U為電容器兩極板間的電壓,Q為電容器所帶電荷量。28.關(guān)于電容C和電壓U、電荷量Q之間的關(guān)系,下列說法正確的是(??)A.C與Q成正比 B.C與U成反比 C.C與Q、U有關(guān) D.C與Q、U無關(guān)29.該電容器充電過程中,下列說法正確的是(??)A.電容器兩極板間電壓保持不變 B.電容器兩極板間電壓減小C.電容器所帶電荷量保持不變 D.電容器所帶電荷量增加【答案】28.D29.D【解析】28.電容器的電容與其兩端電壓及其所帶電荷量無關(guān),由電容器本身的性質(zhì)所決定,故選D。29.AB.電容器充電過程中,電容器兩端的電壓增加,故AB錯誤;CD.電容器充電過程中,電容器所帶電荷量增加,故C錯誤D正確;故選D。(22·23·北京·學(xué)業(yè)考試)請閱讀下述文字,完成下列各題。如圖電容器是一種重要的電學(xué)元件,它能儲存電荷,電容器儲存電荷的特性用電容C來表征。30.如圖,電容器對應(yīng)的電路符號是()A. B.C. D.31.某電容器在充電過程中,其電壓U與所帶電荷量Q之間的關(guān)系是()A.電壓U隨著電荷量Q的增大而增大B.電壓U隨著電荷量Q的增大而減小C.無法判斷D.電壓U隨著電荷量Q的增大不變【答案】30.C31.A【解析】30.A.該電路符號是為定值電阻的符號,故A錯誤;B.該電路符號是小燈泡的符號,故B錯誤;C.該電路符號是電容器的符號,故C正確;D.該電路符號是二極管的符號,故D錯誤。故選C。31.充電過程中電容器的電容不變,根據(jù),可知電壓U隨著電荷量Q的增大而增大。故選A。(21·22·北京·學(xué)業(yè)考試)電容器是一種重要的電學(xué)元件,它能夠儲存電荷。電容器儲存電荷的特性可用電容來表征。如圖所示,某一電容器外殼上標(biāo)有“1000μF
50V”參數(shù)。據(jù)此完成下題。32.“1000μF”表示該電容器的(
)A.電容 B.電荷量C.額定電壓 D.擊穿電壓33.在給該電容器充電過程中,下列說法正確的是(
)A.電容器的電容逐漸增大B.電容器的電容逐漸減小C.電容器所帶的電荷量逐漸增大D.電容器所帶的電荷量逐漸減小【答案】32.A33.C【解析】32.1000μF指的是電容器的電容。故選A。33.AB.電容器的電容與充電與放電狀態(tài)無關(guān),一般電容器出廠后電容大小固定不變,故AB錯誤;CD.電容器是儲存電荷的容器,充電過程中,電容器所帶電荷量增大,放電過程中,電容器所帶電荷減小,故C正確,D錯誤。故選C??键c(diǎn)四:帶電粒子在電場運(yùn)動一、單選題1.(21·22下·河北·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,真空中兩水平放置的帶電金屬板M、N之間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小為。兩板間有一質(zhì)量為的帶電微粒處于靜止?fàn)顟B(tài),重力加速度為,則該微粒所帶的電荷量為()A. B. C. D.【答案】C【解析】根據(jù)題意,對帶電微粒受力分析,由平衡條件有解得故選C。2.(21·22·湖南·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,有三個質(zhì)量相等,分別帶正電,負(fù)電和不帶電的小球,從上、下帶電平行金屬板間的P點(diǎn)以相同速率垂直電場方向射入電場,它們分別落到A、B、C三點(diǎn),則()A.三小球在電場中運(yùn)動時間相等 B.帶正電的小球受到三個力C.電場力對落至B點(diǎn)的小球做負(fù)功 D.重力對落至C點(diǎn)的小球做正功【答案】D【解析】根據(jù)題意可知,三個質(zhì)量相等小球在電場中做類平拋運(yùn)動A.由圖可知三個小球水平方向的位移大小關(guān)系為三個小球以相同速率垂直電場方向射入電場,根據(jù)公式可知,三小球在電場中運(yùn)動時間的關(guān)系為故A錯誤;B.帶正電的小球受重力和電場力兩個力,故B錯誤;C.豎直方向上,根據(jù)可知,三個小球的加速度的關(guān)系為由圖可知,電場的方向?yàn)樨Q直向上,則可知落在B點(diǎn)的小球帶正電,則電場力對落至B點(diǎn)的小球做正功,故C錯誤;D.由圖可知,重力對落至C點(diǎn)的小球做正功,故D正確。故選D。3.(21·22·湖南·學(xué)業(yè)考試)用一條絕緣輕繩懸掛一個帶電的小球,小球質(zhì)量為m,所帶電荷量為q,現(xiàn)加一水平方向的勻強(qiáng)電場,電場的范圍足夠大,平衡時絕緣輕繩與豎直方向成37°,重力加速度g。則(已知sin37°=0.6)()A.小球帶負(fù)電 B.無法確定小球帶電性質(zhì)C.場強(qiáng)的大小 D.場強(qiáng)的大小【答案】C【解析】AB.小球受豎直向下的重力、水平向右的電場力和沿細(xì)繩向上的拉力,因電場方向向右,電場力與電場強(qiáng)度方向相同,故小球帶正電,AB錯誤;CD.由受力分析可知C正確、D錯誤。故選C。4.(20·21·貴州·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,一帶正電的粒子從a點(diǎn)垂直于電場方向射入勻強(qiáng)電場后,若不計重力,其運(yùn)動軌跡可能為()A. B. C. D.【答案】D【解析】粒子從a點(diǎn)垂直于電場方向射入勻強(qiáng),粒子帶正電,則所受電場力向下,則粒子向下偏轉(zhuǎn),所以粒子運(yùn)動軌跡可能為,故D正確,ABC錯誤。故選D。5.(21·22·遼寧·學(xué)業(yè)考試)某帶電體周圍分布的電場線或等勢面的剖面圖如圖所示,其中a、c是同一條實(shí)線上的兩點(diǎn),b是另一條實(shí)線上的一點(diǎn),則(
)A.圖中實(shí)線是電場線B.b點(diǎn)的電勢一定高于c點(diǎn)的電勢C.a(chǎn)、c兩點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向可能相同D.將同一試探電荷依次放在a、b、c三點(diǎn)上,則在a點(diǎn)時試探電荷受到的電場力最大【答案】D【解析】A.電場線一定從帶電體表面出發(fā)或終止,圖中實(shí)線應(yīng)是等勢線,A錯誤;B.帶電體所帶電荷電性未知,電場線方向未知,故無法判斷b、c兩點(diǎn)的電勢高低,B錯誤;C.如果帶電體帶正電,c點(diǎn)場強(qiáng)向左而a點(diǎn)場強(qiáng)向右,同理如果帶負(fù)電c場強(qiáng)向右而a點(diǎn)向左,因此a、c兩點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向不同,C錯誤;D.a(chǎn)、b、c三點(diǎn)中,a點(diǎn)處等勢線密度最大,故a點(diǎn)處電場強(qiáng)度最大,D正確。故選D。6.(21·22·浙江·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一光滑直桿MN,桿與水平方向夾角為α,一質(zhì)量為m的帶電小球套在直桿上,小球帶電荷量為+q,桿所在的空間有一勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)方向平行于桿所在的豎直平面,將小球從桿的頂端由靜止釋放,小球在直桿上運(yùn)動的時間與α(0°≤α≤90°)角的大小有關(guān),當(dāng)α=60°時,時間最短,重力加速度為g,則下列說法錯誤的是()A.電場方向可能與水平方向成60°角指向左下方B.小球受到的電場力和重力的合力與水平方向成60°角指向左下方C.電場強(qiáng)度大小可能為D.小球沿桿下滑的過程中電場力可能不做功【答案】A【解析】AB.由題意可知當(dāng)α=60°時,小球所受電場力與重力的合力沿桿向下,如圖所示:則電場方向不可能與水平方向成60°角指向左下方,選項(xiàng)A錯誤,B正確;C.設(shè)電場方向與垂直桿方向的夾角為θ,有qEcosθ=mgcos60°當(dāng)θ=60°時,有qE=mg即電場強(qiáng)度E=選項(xiàng)C正確;D.當(dāng)θ=0°即場強(qiáng)方向與桿垂直時,電場力不做功,選項(xiàng)D正確。本題選錯誤的,故選A。7.(22·23上·云南·學(xué)業(yè)考試)電子被加速器加速后轟擊重金屬靶時,會產(chǎn)生射線,可用于放射治療。圖甲展示了一臺醫(yī)用電子直線加速器,其原理如圖乙所示:從陰極射線管的陰極K發(fā)射出來的電子(速度可忽略),經(jīng)電勢差的絕對值為U的電場加速后獲得速度v,加速電場兩極板間的距離為d,不計電子所受重力。下列操作可使v增大的是()A.僅增大U B.僅減小U C.僅增大d D.僅減小d【答案】A【解析】電子在電場中加速,由動能定理可得解得易知可使v增大的操作是僅增大U。故選A。8.(21·22上·山東·學(xué)業(yè)考試)某電場的電場線如圖中實(shí)線所示。帶電粒子僅在電場力作用下由點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn),其運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示,下列判斷正確的是()A.粒子帶負(fù)電B.粒子在點(diǎn)的電勢能大于在點(diǎn)的電勢能C.粒子在點(diǎn)的電勢能小于在點(diǎn)的電勢能D.粒子在點(diǎn)的加速度小于在點(diǎn)的加速度【答案】B【解析】A.由粒子的運(yùn)動軌跡可知,粒子的受力沿著電場線的方向,所以粒子為正電荷,A錯誤;BC.粒子從點(diǎn)到點(diǎn)的過程中,電場力做正功,故粒子在點(diǎn)的電勢能大于在點(diǎn)的電勢能,C錯誤,B正確;D.電場線越密的地方電場強(qiáng)度越大,故可得粒子在點(diǎn)的加速度大于在點(diǎn)的加速度,D錯誤。故選B。9.(21·22·上海·學(xué)業(yè)考試)直線MN是某點(diǎn)電荷電場中的一條電場線(方向未畫出)。虛線是一帶電粒子只在電場力的作用下,由a到b的運(yùn)動軌跡,則()A.電場線MN的方向一定是由N指向MB.帶電粒子由a運(yùn)動到b過程中動能逐漸減小C.帶電粒子在a點(diǎn)的電勢能大于在b點(diǎn)的電勢能D.帶電粒子在a點(diǎn)的加速度一定大于在b點(diǎn)的加速度【答案】C【解析】A.由于該粒子只受電場力作用且做曲線運(yùn)動,所受電場力指向軌跡內(nèi)側(cè)且沿電場線,粒子所受電場力方向一定是由M指向N,但粒子帶電性質(zhì)未知,故無法確定電場線方向,A錯誤;BC.粒子從a運(yùn)動到b的過程中,力與速度夾角小于90°,電場力做正功,動能增加,電勢能減小,即帶電粒子在a點(diǎn)的電勢能大于在b點(diǎn)的電勢能,B錯誤,C正確;D.只有一條電場線,無法確定疏密程度,無法確定場強(qiáng)大小關(guān)系,由可知,無法比較a、b點(diǎn)的加速度大小,D錯誤。故選C。二、多選題10.(21·22·山東·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,在光滑絕緣的水平面上有三個大小可忽略的帶電小球abc,其中小球a電荷量為+q,帶電小球a、b、c依次位于邊長為L的正三角形ABC的三個頂點(diǎn)A、B、C上,為使三個帶電小球靜止,在帶電小球所處的空間加一和水平面平行的勻強(qiáng)電場,電場方向垂直于AB連線,O點(diǎn)為AB的中點(diǎn),靜電力常量為k。則下列說法中正確的是()A.小球b帶正電,小球c帶負(fù)電B.小球b電荷量為+2q,小球c電荷量為﹣qC.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為D.將小球c從C點(diǎn)沿著圖中虛線移動到O點(diǎn)的過程中,電勢能將增大【答案】ACD【解析】AB.如圖所示,以小球c為研究對象,其在水平面處于平衡狀態(tài),則ab帶同種電荷,即小球b帶正電,且電荷量相等,以小球a為研究對象,其受力平衡,則ac帶異種電荷,即小球c帶負(fù)電,由平衡條件可得ac帶電荷量的關(guān)系A(chǔ)正確,B錯誤;C.由以上分析可知,電場方向由C點(diǎn)指向AB連線且垂直方向,對小球c,受小球ab的合力為由平衡條件可知,勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為C正確;D.負(fù)電荷沿電場線方向移動,電場力做負(fù)功,電荷的電勢能增大,因此將小球c從C點(diǎn)沿著圖中虛線移動到O點(diǎn)的過程中,電勢能將增大,D正確。故選ACD。11.(21·22·廣東·學(xué)業(yè)考試)光滑絕緣的水平面附近存在一個平行于水平面的電場、其中某一區(qū)域的電場線與軸平行,現(xiàn)有一個質(zhì)量為、電荷量為的滑塊(可看作質(zhì)點(diǎn)),僅在電場力作用下由靜止沿軸向左運(yùn)動。電場力做的功與物塊坐標(biāo)的關(guān)系如圖中曲線表示,圖中斜線為該曲線上點(diǎn)的切線。則下列說法正確的是()A.此區(qū)域內(nèi)電場一定是勻強(qiáng)電場 B.此區(qū)域內(nèi)沿軸正方向電勢逐漸降低C.處的電場強(qiáng)度大小為 D.與間的電勢差是【答案】BC【解析】A.根據(jù)可知,圖像中圖線的斜率表示電場力的大小,斜率絕對值越來越小,電場力越來越小,因滑塊帶電荷量一定,故電場強(qiáng)度逐漸減小,此區(qū)域內(nèi)電場一定不是勻強(qiáng)電場,故A錯誤;B.該滑塊由靜止沿軸向左運(yùn)動,其所受電場力向左,又因滑塊帶負(fù)電,說明電場強(qiáng)度方向水平向右,此區(qū)域內(nèi)沿軸正方向電勢逐漸降低,故B正確;C.滑塊在處所受電場力的大小電場強(qiáng)度大小故C正確;D.根據(jù)公式可知,與間的電勢差故D錯誤。故選BC。三、解答題12.(21·22下·福建·學(xué)業(yè)考試)圖為密立根油滴實(shí)驗(yàn)示意圖,一體積微小的帶負(fù)電油滴懸于勻強(qiáng)電場中。調(diào)節(jié)電場強(qiáng)度,當(dāng)電場強(qiáng)度,油滴所受的電場力與重力平衡。已知該油液重力。(1)判斷該勻強(qiáng)電場的方向(答“豎直向上”或“豎直向下”);(2)求該油滴的電荷量q?!敬鸢浮浚?)豎直向下;(2)【解析】(1)負(fù)電荷處于平衡狀態(tài),重力向下,則電場力向上,由于負(fù)電荷所受電場力與場強(qiáng)方向相反,故場強(qiáng)豎直向下。(2)據(jù)平衡條件可得代入數(shù)據(jù)解得13.(22·23上·河北·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,長L=1m的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定,下端連接一個可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球,小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場中,繩與豎直方向的夾角θ=37°。已知小球所帶電荷量q=1.0×10?6C,勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E=3.0×103N/C,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:(1)小球所受電場力F的大小和方向;(2)小球的質(zhì)量m;(3)某時刻剪斷細(xì)繩,經(jīng)過2s小球的速度大小?!敬鸢浮浚?)3.0×10-3N,方向水平向右;(2)4.0×10-4kg;(3)25m/s【解析】(1)根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式可得解得方向水平向右;(2)根據(jù)平衡條件可得解得(3)剪斷細(xì)繩,小球的加速度為所以小球的速度為14.(21·22·北京·學(xué)業(yè)考試)圖為一臺電子束刻蝕裝置,它可以利用電子束在晶片上直接刻蝕出納米級的圖形結(jié)構(gòu)。圖為電子加速原理的示意圖,M、N兩板之間存在勻強(qiáng)電場,兩板間電壓為U,電子從M板上的小孔無初速度進(jìn)入電場,加速后從N板上的小孔射出,射到晶片上。已知電子電荷量為e,質(zhì)量為m。(1)求經(jīng)電場加速后,電子到達(dá)N板小孔時速度的大小v;(2)研究表明,電子到達(dá)N板的速度越大,刻蝕的精度越高。為了提高刻蝕精度,請你提出可行的措施。【答案】(1);(2)見解析【解析】(1)根據(jù)動能定理有解得電子到達(dá)N板小孔時速度的大?。?)根據(jù),可知提高兩板間電壓為U,電子到達(dá)N板的速度增大,可提高刻蝕精度。15.(21·22·北京·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,顯像管中有一電子槍,工作時它能發(fā)射高速電子。從燈絲逸出的電子(初速度可視為0),經(jīng)M、N板間電壓為U的電場加速后,形成高速電子流。已知電子的電荷量為e。忽略電子間的相互作用及電子所受的重力。(1)求電子從N板射出時的動能Ek;(2)若保持電壓U不變,只增加M、N兩板間的距離,電子從N板射出時的動能是否改變?請說明理由?!敬鸢浮浚?);(2)動能不變,理由見解析【解析】(1)電子加速運(yùn)動的過程中,根據(jù)動能定理(2)根據(jù),電子從N板射出時的動能與兩板間的電壓U和電子電荷量e有關(guān),與兩板間距離無關(guān)。16.(22·23上·廣西·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,電荷量為-e、質(zhì)量為m的電子從A點(diǎn)沿與電場垂直的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場,初速度為v?;當(dāng)它通過電場中B點(diǎn)時,速度與電場強(qiáng)度方向成150°角。不計電子的重力,以A點(diǎn)的電勢為零,求B點(diǎn)的電勢?!敬鸢浮俊窘馕觥侩娮舆M(jìn)入勻強(qiáng)電場后在靜電力作用下做勻變速曲線運(yùn)動,根據(jù)運(yùn)動的分解可知,電子在垂直于電場線方向上做勻速直線運(yùn)動將B點(diǎn)的速度分解(如圖)則有電子從A運(yùn)動到B由動能定理得又因?yàn)閯t17.(21·22下·貴州·學(xué)業(yè)考試)如圖所示,空間中存在著電場強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場.現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從電場中A點(diǎn)無初速地釋
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