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/備戰(zhàn)2021新高考物理-基礎(chǔ)專題-靜電場(chǎng)(二)一、單選題1.如圖所示,實(shí)線為不知方向的三條電場(chǎng)線,從電場(chǎng)中M點(diǎn)以相同速度飛出a、b兩個(gè)帶電粒子,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示.則(
)
A.
a一定帶正電,b一定帶負(fù)電
B.
a的速度將減小,b的速度將增加
C.
a的加速度將減小,b的加速度將增加
D.
兩個(gè)粒子的電勢(shì)能一個(gè)增加一個(gè)減小2.均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心初產(chǎn)生的電場(chǎng).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(guò)半球頂點(diǎn)與球心O的軸線,在軸線上有M、N兩點(diǎn),OM=ON=2R.已知M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E,則N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為(
)A.
﹣E
B.
C.
﹣E
D.
+E3.如圖所示,平行板電容器的兩個(gè)極板為A、B,B板接地,A板帶有電荷量+Q,B板帶有電荷量﹣Q,板間電場(chǎng)中有一個(gè)固定的點(diǎn)P,以下說(shuō)法正確的是(
)A.
若將B板固定,A板下移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,P點(diǎn)的電勢(shì)降低
B.
若將B板固定,A板下移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度增大,P點(diǎn)的電勢(shì)升高
C.
若將A板固定,B板上移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,P點(diǎn)的電勢(shì)降低
D.
如果A板固定,B板上移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度增大,P點(diǎn)的電勢(shì)升高4.如圖所示,一個(gè)帶電粒子從粒子源飄入(初速度很小,可忽略不計(jì))電壓為U1的加速電場(chǎng),經(jīng)加速后從小孔S沿平行金屬板A、B的中線射入,A、B板長(zhǎng)為L(zhǎng),相距為d,電壓為U2.則帶電粒子能從A、B板間飛出應(yīng)該滿足的條件是(
)A.
B.
C.
D.
5.一帶負(fù)電的微粒只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正方向運(yùn)動(dòng),其電勢(shì)能隨位移x變化的關(guān)系如圖所示,其中0~x1段是曲線,x1~x2段是平行于x軸的直線,x2~x3段是傾斜直線,則下列說(shuō)法正確的是(
)A.
0~x1段電勢(shì)逐漸升高
B.
0~x1段微粒的加速度逐漸減小
C.
x2~x3段電場(chǎng)強(qiáng)度減小
D.
x2處的電勢(shì)比x3處的電勢(shì)高6.兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置,構(gòu)成一平行板電容器,與它相連接的電路如圖所示,接通開(kāi)關(guān)S,電源即給電容器充電()A.
保持S接通,減小兩極板間的距離,則兩極板間電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度減小
B.
保持S接通,減小兩極板的正對(duì)面積,則極板上的電荷量增大
C.
充電后斷開(kāi)S,減小兩極板間的距離,則兩極板間的電勢(shì)差增大
D.
充電后斷開(kāi)S,減小兩極板的正對(duì)面積,則兩極板間的電勢(shì)差增大7.如圖所示,一個(gè)絕緣圓環(huán),當(dāng)它的均勻帶電且電荷量為+q時(shí),圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,現(xiàn)使半圓ABC均勻帶電+2q,而另一半圓ADC均勻帶電–2q,則圓心O處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向?yàn)椋?/p>
)A.
2E,方向由O指向D
B.
4E,方向由O指向D
C.
2E,方向由O指向B
D.
08.將一正點(diǎn)電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移向M點(diǎn),電場(chǎng)力做功為7.0×10﹣9J,若將一個(gè)等量的負(fù)電荷從電場(chǎng)中N點(diǎn)移向無(wú)窮遠(yuǎn)處,電場(chǎng)力做功6.0×10﹣9J,設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,則M,N兩點(diǎn)的電勢(shì)φM,φN有下列關(guān)系(
)A.
φM<φN<0
B.
φN<φM<0
C.
φM>φN>0
D.
φN>φM>09.真空中,兩個(gè)相距L的固定點(diǎn)電荷P、Q所帶的電荷量的絕對(duì)值分別為和,在它們共同形成的電場(chǎng)中,有一條電場(chǎng)線如圖中實(shí)線所示,實(shí)線上的箭頭表示電場(chǎng)線的方向,電場(chǎng)線上標(biāo)出了M、N兩點(diǎn),其中過(guò)N點(diǎn)的切線與P、Q連線平行,且,則(
)A.
P帶負(fù)電,Q帶正電
B.
點(diǎn)電荷P、Q所帶電荷量的關(guān)系為
C.
在M點(diǎn)由靜止釋放一帶正電的檢驗(yàn)電荷,該電荷僅在電場(chǎng)力的作用下有可能沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)
D.
帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能10.空間有一勻強(qiáng)電場(chǎng),在電場(chǎng)中建立如圖所示的直角坐標(biāo)系O-xyz,M、N、P為電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn),M點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,a,0),,N點(diǎn)的坐標(biāo)為(a,0,0),P點(diǎn)的坐標(biāo)為(a,,),已知電場(chǎng)方向平行直線MN,M點(diǎn)電勢(shì)為0,N點(diǎn)電勢(shì)為1V,則P點(diǎn)的電勢(shì)為(
)
A.
B.
C.
D.
二、多選題11.如圖所示,圖中MN是由負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線.一帶電粒子+q飛入電場(chǎng)后,只在電場(chǎng)力作用下沿圖中虛線運(yùn)動(dòng),a、b是該曲線上的兩點(diǎn),則下列說(shuō)法正確是(
)
a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度
B.
a點(diǎn)的電勢(shì)低于b點(diǎn)的電勢(shì)
C.
粒子在a點(diǎn)的動(dòng)能小于在b點(diǎn)的動(dòng)能
D.
粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能12.湯姆孫利用真空玻璃管測(cè)得了電子的電量與質(zhì)量的比值,叫電子的比荷。大致測(cè)量方法是:①在同一區(qū)域中加上相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),控制場(chǎng)強(qiáng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度,讓加速后的電子從O’位置進(jìn)入該區(qū)域后做直線運(yùn)動(dòng),打到熒光屏上O點(diǎn);②撤去電場(chǎng),電子束將打在熒光屏上P點(diǎn)。簡(jiǎn)化情形如圖所示,為得到比荷(
)A.
需要直接測(cè)量電子進(jìn)入O’位置時(shí)的速度v
B.
需要直接測(cè)出OP的距離,并根據(jù)儀器參數(shù)得到OO’的距離
C.
需要記錄勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度
D.
若撤去電場(chǎng)后玻璃管中漏入少量空氣,電子運(yùn)動(dòng)會(huì)受到一定阻礙,比荷的測(cè)量值會(huì)偏大13.下列物理量中哪些與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)?(
)A.
電場(chǎng)強(qiáng)度E
B.
電勢(shì)U
C.
電勢(shì)能ε
D.
電場(chǎng)力F14.用比值法定義物理量是物理學(xué)中一種常用方法,以下物理量表達(dá)式中屬于比值法定義的是(
)A.
B.
C.
D.
15.如圖所示,矩形ABCD位于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,且與勻強(qiáng)電場(chǎng)方向平行.已知AB=2BC=4m,A、B、D的電勢(shì)分別為6V、2V、4V.初動(dòng)能為24eV、電荷量大小為4e的帶電粒子從A沿著AC方向射入電場(chǎng),恰好經(jīng)過(guò)B,不計(jì)粒子的重力,下列說(shuō)法正確的是(
)
該粒子一定帶負(fù)電
該粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為40eV
C.
該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為V/m
D.
該粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能為8eV16.某帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),電場(chǎng)線、粒子在A點(diǎn)的初速度及運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,可以判定(
)
A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)
粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能小于它在B點(diǎn)的動(dòng)能
C.
粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于它在B點(diǎn)的電勢(shì)能
D.
粒子在A點(diǎn)的加速度大于它在B點(diǎn)的加速度17.如圖,C為中間插有電介質(zhì)的電容器,b極板與靜電計(jì)金屬球連接,a極板與靜電計(jì)金屬外殼都接地。開(kāi)始時(shí)靜電計(jì)指針張角為零,在b板帶電后,靜電計(jì)指針張開(kāi)了一定角度。以下操作能使靜電計(jì)指針張角變大的是(
)A.
將b板也接地
B.
b板不動(dòng)、將a板向右平移
C.
將a板向上移動(dòng)一小段距離
D.
取出a、b兩極板間的電介質(zhì)18.如圖所示,A、B是電場(chǎng)中兩點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是(
)
A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大
一個(gè)正電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能比B點(diǎn)的電勢(shì)能大
C.
一個(gè)負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做正功
D.
A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)高19.如圖所示是一種通過(guò)測(cè)量電容器電容的變化來(lái)檢測(cè)液面高低的儀器原理圖。電容器的兩個(gè)電極分別用導(dǎo)線接到指示器上,指示器可顯示出電容的大小,下列關(guān)于該儀器的說(shuō)法正確的是(
)A.
該儀器中電容器的電極分別是芯柱和導(dǎo)電液體
B.
芯柱外套的絕緣層越厚,該電容器的電容越大
C.
如果指示器顯示出電容增大,則說(shuō)明容器中液面升高
D.
如果指示器顯示出電容減小,則說(shuō)明容器中液面升高20.如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)、傾角為θ的光滑絕緣斜面處于電場(chǎng)中,一帶電量為+q、質(zhì)量為m的小球,以初速度v0從斜面底端A點(diǎn)開(kāi)始沿斜面上滑,當(dāng)?shù)竭_(dá)斜面頂端B點(diǎn)時(shí),速度仍為v0,則(
)A.
A,B兩點(diǎn)間的電壓一定等于
B.
小球在B點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在A點(diǎn)的電勢(shì)能
C.
若電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng),則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的最大值一定為
D.
如果該電場(chǎng)由斜面中點(diǎn)正上方某處的點(diǎn)電荷產(chǎn)生,則該點(diǎn)電荷必為負(fù)電荷三、實(shí)驗(yàn)探究題21.如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可用來(lái)探究影響平行板電容器電容的因素,其中電容器左側(cè)極板和靜電計(jì)外殼接地,電容器右側(cè)極板與靜電計(jì)金屬球相連.(1)使電容器帶電后與電源斷開(kāi)①上移左極板,可觀察到靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角________(選填“變大”“變小”或“不變”);②將極板間距離減小時(shí),可觀察到靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角________(選填“變大”“變小”或“不變”);③兩板間插入一塊玻璃,可觀察到靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角________(選填“變大”“變小”或“不變”).(2)下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)中使用靜電計(jì)的說(shuō)法中正確的有(______)A.使用靜電計(jì)的目的是觀察電容器電壓的變化情況
B.使用靜電計(jì)的目的是測(cè)量電容器電荷量的變化情況
C.靜電計(jì)可以用電壓表替代
D.靜電計(jì)可以用電流表替代四、綜合題22.如圖所示,一固定在豎直平面內(nèi)的光滑絕緣半圓形軌道ABC,其半徑為R=0.4m.軌道在C處與水平絕緣板相切.在絕緣板上距C點(diǎn)2m的D點(diǎn)靜置一質(zhì)量m=20g的小物塊(可看作質(zhì)點(diǎn)),小物塊帶正電,電量為q=1C,今在空間加一水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)方向與導(dǎo)軌共面,發(fā)現(xiàn)小物塊恰能通過(guò)軌道最高點(diǎn)A.取g=10m/s2,求:(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E;(2)小物塊的落點(diǎn)到C點(diǎn)的距離x.23.如圖甲所示,真空中的電極被連續(xù)不斷均勻地發(fā)出電子(設(shè)電子的初速度為零),經(jīng)加速電場(chǎng)加速,由小孔穿出,沿兩個(gè)彼此絕緣且靠近的水平金屬板、間的中線射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),、兩板距離為、、板長(zhǎng)為,兩板間加周期性變化的電場(chǎng),如圖乙所示,周期為,加速電壓為,其中為電子質(zhì)量、為電子電量,為、板長(zhǎng),為偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的周期,不計(jì)電子的重力,不計(jì)電子間的相互作用力,且所有電子都能離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),求:(1)電子從加速電場(chǎng)飛出后的水平速度大?。浚?)時(shí)刻射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)距、間中線的距離;(3)在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)從中線上方離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電子占離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)電子總數(shù)的百分比。
答案一、單選題1.【答案】C【分析】粒子在電場(chǎng)力作用下做曲線運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力指向軌跡的凹側(cè),電從圖中軌道變化來(lái)看電場(chǎng)力都做正功,動(dòng)能都增大,電勢(shì)能都減少.場(chǎng)線的方向不知,所以粒子帶電性質(zhì)不定;所以ABD錯(cuò)誤,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,所以a受力減小,加速度減小,b受力增大,加速度增大,所以C正確。
【點(diǎn)評(píng)】中等難度。分析帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡問(wèn)題時(shí),應(yīng)明確:(1)做曲線運(yùn)動(dòng)的粒子所受合外力方向指向曲線凹側(cè)。(2)速度方向沿軌跡的切線方向.根據(jù)電場(chǎng)線的分布情況,由牛頓第二定律判斷出粒子加速度,速度的變化情況.:根據(jù)功能關(guān)系或能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律求出粒子的能量變化情況。2.【答案】A【解答】解:若將帶電量為2q的球面的球心放在O處,均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng).則在M、N點(diǎn)所產(chǎn)生的電場(chǎng)為E==,由題知當(dāng)半球面如圖所示產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為E′,則N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E′=﹣E,故選:A.【分析】均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng),假設(shè)將帶電量為2q的球面放在O處在M、N點(diǎn)所產(chǎn)生的電場(chǎng)和半球面在M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)對(duì)比求解.3.【答案】C【解答】由題可知,電容器兩極板所帶電荷量不變,正對(duì)面積不變,A板下移時(shí),根據(jù)、和可推出可知,P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E不變。P點(diǎn)與下板的距離不變,根據(jù)公式U=Ed,P點(diǎn)與下極板的電勢(shì)差不變,則P點(diǎn)的電勢(shì)不變,故AB錯(cuò)誤。B板上移時(shí),同理得知,P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,根據(jù)公式U=Ed,P點(diǎn)與下極板的電勢(shì)差減小,而P點(diǎn)的電勢(shì)高于下極板的電勢(shì),下極板的電勢(shì)為零,所以P點(diǎn)的電勢(shì)降低,故C正確,D錯(cuò)誤?!痉治觥砍潆娡瓿傻碾娙萜鲌?chǎng)強(qiáng)不隨距離的改變而改變,故而pb間電勢(shì)差與pb間距成正比,故而電勢(shì)差減小,b點(diǎn)電勢(shì)不變,p點(diǎn)電勢(shì)降低。4.【答案】C【解答】帶電粒子在電場(chǎng)中被加速,則有(1)帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),可看成勻速直線運(yùn)動(dòng)與勻加速直線運(yùn)動(dòng)的兩分運(yùn)動(dòng).勻速直線運(yùn)動(dòng):由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得
L=vt
(2)勻加速直線運(yùn)動(dòng):設(shè)位移為x,則有(3)要使帶電粒子能飛出電場(chǎng),則有(4)由(1)-(4)可得:故答案為:C.
【分析】粒子在水平方向沿勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向上受電場(chǎng)力的方向而做加速運(yùn)動(dòng),豎直方向的偏移量,利用牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式求解即可。5.【答案】B【解答】A.電勢(shì)能,由于粒子帶負(fù)電,0~x1段電勢(shì)能變大,所以電勢(shì)變小,A不符合題意B.根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能關(guān)系:,圖像斜率代表場(chǎng)強(qiáng)大小,0~x1段圖像斜率變小,場(chǎng)強(qiáng)變小,受力減小,加速度逐漸變小,B符合題意C.x2~x3段斜率為0,場(chǎng)強(qiáng)為零,C不符合題意D.x2到x3,電勢(shì)能減小,粒子帶負(fù)電,所以電勢(shì)增大,D不符合題意故答案為:B
【分析】利用電勢(shì)能的變化結(jié)合電性可以判別電勢(shì)的變化和比較電勢(shì)的大??;利用斜率可以判別場(chǎng)強(qiáng)的大小變化及加速度大小變化。6.【答案】D解答:A、保持S接通,則兩板間的電勢(shì)差不變,因d減小,由可知,兩極板間的電場(chǎng)的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)增大,故A錯(cuò)誤;B、保持S接通,兩板間的電勢(shì)差不變,在減小正對(duì)面積,則電容減小,則由Q=UC可知極板上的電量減小,故B錯(cuò)誤;C、斷開(kāi)S,兩板上所帶電量不變,減小距離d,電容增大,但根據(jù)可知電場(chǎng)強(qiáng)度保持不變;故C錯(cuò)誤;D、斷開(kāi)S,減小正對(duì)面積,則電容減小,電量不變,U增大;故D正確;故選:D.分析:電容器與電源相連,兩極板間的電勢(shì)差不變,通電后斷開(kāi),則兩極板上的電量不變;由平行板電容器電容,根據(jù)某些量的變化可知電容的變化,則由Q=UC可知電壓或電量的變化,由可求得電場(chǎng)強(qiáng)度的變化.7.【答案】A【解答】當(dāng)圓環(huán)的均勻帶電,電荷量為+q時(shí),圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,當(dāng)半圓ABC的帶電荷量為+2q,由如圖所示的矢量合成可得,在圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,方向由B到D;當(dāng)另一半圓ADC均勻帶電?2q,同理,在圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,方向由O到D;根據(jù)矢量的合成法則,圓心O處的電強(qiáng)度的大小為,方向由O到D,選項(xiàng)A正確,BCD錯(cuò)誤?!痉治觥恳廊幻克姆种粓A弧在中心場(chǎng)強(qiáng)為E,AB,CD在中心和場(chǎng)強(qiáng)為2E,BC,AD在中心和場(chǎng)強(qiáng)為2E,則總場(chǎng)強(qiáng)為2E的根號(hào)二倍,方向豎直向下8.【答案】A【解答】解:正電荷從無(wú)窮處移向電場(chǎng)中M點(diǎn),電場(chǎng)力做功為7.0×10﹣9J,電荷的電勢(shì)能減小,則M點(diǎn)的電勢(shì)小于無(wú)窮遠(yuǎn)的電勢(shì),即φM<0.等量的負(fù)電荷從電場(chǎng)中N點(diǎn)移向無(wú)窮遠(yuǎn)處,電場(chǎng)力做功為6.0×10﹣9J,電勢(shì)能減小,則N點(diǎn)的電勢(shì)小于無(wú)窮遠(yuǎn)的電勢(shì),即φN<0.由于兩電荷電量相等,M點(diǎn)移向無(wú)窮遠(yuǎn)處電場(chǎng)力做功較大,M點(diǎn)與無(wú)窮遠(yuǎn)間的電勢(shì)差較大,則M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì),即得到φM<φN<0.故選:A.【分析】根據(jù)電場(chǎng)力做功與電荷電勢(shì)能變化的關(guān)系,由電場(chǎng)力做功情況分析電荷電勢(shì)能的變化,判斷電勢(shì)高低,從而即可求解.9.【答案】B【解答】A.根據(jù)電場(chǎng)線的指向可知帶正電,帶負(fù)電,A不符合題意;B.根據(jù)電場(chǎng)線可知點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)水平向右,根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的疊加法則可知在點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)關(guān)系為根據(jù)可知B符合題意;C.在M點(diǎn)由靜止釋放一帶正電的檢驗(yàn)電荷,假設(shè)該電荷能夠沿電場(chǎng)線做曲線運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力的方向時(shí)刻為電場(chǎng)線的切線方向,不能夠提供曲線運(yùn)動(dòng)的向心力,因此不能沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),C不符合題意;D.沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,所以檢驗(yàn)電荷帶負(fù)電,根據(jù)可知D不符合題意。故答案為:B。
【分析】利用電場(chǎng)線方向可以判別場(chǎng)源電荷的電性;利用場(chǎng)強(qiáng)的疊加可以判別場(chǎng)強(qiáng)的大??;利用運(yùn)動(dòng)方向及電場(chǎng)力方向可以判別粒子的運(yùn)的軌跡;利用電勢(shì)大小結(jié)合電性可以比較電勢(shì)能的大小。10.【答案】D【分析】根據(jù)題意已知電場(chǎng)方向平行于直線MN,點(diǎn)M的電勢(shì)為0,點(diǎn)N的電勢(shì)為1V,故
①
將電場(chǎng)強(qiáng)度沿著-x方向和+y方向正交分解,設(shè)合場(chǎng)強(qiáng)為E,則-x和+y方向的分量分別為:
②
設(shè)P在x0y平面上的投影為P′點(diǎn),投影點(diǎn)的坐標(biāo)為:(a,0.5a,0)則
(由①②式得)
又因N點(diǎn)電勢(shì)為1V,則P′點(diǎn)勢(shì)為0.75V即P點(diǎn)電勢(shì)為0.75V則A
BC
錯(cuò)誤,D正確。
【點(diǎn)評(píng)】本題運(yùn)用正交分解法,將電場(chǎng)沿著坐標(biāo)軸方向正交分解,從而利用U=Ed列示求解。二、多選題11.【答案】B,D【解答】解:A、B、由于該粒子只受電場(chǎng)力作用且做曲線運(yùn)動(dòng)物體外力指向軌跡內(nèi)側(cè),故該帶正電的粒子所受電場(chǎng)力向左,因此電場(chǎng)線由N指向M,所以場(chǎng)源電荷在左側(cè),根據(jù)負(fù)電荷周圍電場(chǎng)分布特點(diǎn)可知:a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,a點(diǎn)的電勢(shì)低于b點(diǎn)的電勢(shì),故A錯(cuò)誤,B正確;C、D、粒子從a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中,電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,動(dòng)能減小,故C錯(cuò)誤,D正確.故選:BD.【分析】解答本題的突破口是根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡確定其所受電場(chǎng)力方向,從而確定電場(chǎng)線MN的方向以及負(fù)點(diǎn)電荷的位置,然后根據(jù)負(fù)點(diǎn)電荷周圍電場(chǎng)分布情況,進(jìn)一步解答.12.【答案】B,C,D【解答】當(dāng)電子勻速穿過(guò)電磁場(chǎng)時(shí),有:Eq=Bqv,解得:,再根據(jù)電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律,測(cè)出OP以及OO′的距離,即可明確電子轉(zhuǎn)動(dòng)半徑,再根據(jù)洛倫茲力充當(dāng)向心力即可求出比荷,所以不需要測(cè)量速度;但需要記錄勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度以及直接測(cè)出OP的距離,并根據(jù)儀器參數(shù)得到OO′的距離,A不符合題意,BC符合題意;若撤去電場(chǎng)后玻璃管中漏入少量空氣,電子運(yùn)動(dòng)會(huì)受到一定的阻礙,電子的速度減小,對(duì)應(yīng)的半徑減小,根據(jù),可知:,則說(shuō)明比荷的測(cè)量值會(huì)偏大,D符合題意。所以BCD符合題意,A不符合題意。故答案為:BCD【分析】利用洛倫茲力提供向心力,可以知道要求比荷要知道速度,磁感應(yīng)強(qiáng)度和半徑,利用幾何知識(shí)可以求出半徑,利用場(chǎng)強(qiáng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度就可以求出速度,求出比荷大小就可以利用速度和半徑大小判斷比荷的變化。13.【答案】A,B【解答】解:電場(chǎng)強(qiáng)度E=和電勢(shì)
φ=分別從力和能量的角度來(lái)描述電場(chǎng)的,均是采用比值定義法定義的,它們的大小均與電量無(wú)關(guān),由電場(chǎng)本身決定的,與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān),而電勢(shì)能EP和電場(chǎng)力F均與電荷有關(guān),故CD錯(cuò)誤,AB正確.故選:AB.【分析】本題考查了對(duì)電場(chǎng)中幾個(gè)概念的理解情況,物理中有很多物理量是采用比值法定義的,要正確理解比值定義法的含義.14.【答案】A,C,D【解答】電場(chǎng)中兩端的電勢(shì)差與移動(dòng)的電荷和電場(chǎng)力所做的功無(wú)關(guān),所以是比值定義法,A符合題意;兩端間電勢(shì)差不變時(shí),d變化,電場(chǎng)強(qiáng)度也變化.所以不是電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式,B不符合題意;電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)與放入電場(chǎng)中的電荷無(wú)關(guān),電荷量變大,電勢(shì)能也變大,電勢(shì)不變,所以為比值法定義式,C符合題意;電容器的電容有本身性質(zhì)決定,與所帶的電量和兩端間的電勢(shì)差無(wú)關(guān),所以比值法定義式,D符合題意。所以ACD符合題意,B不符合題意。故答案為:ACD【分析】利用比值定義法定義得來(lái)的公式不能用來(lái)討論該物理量的決定因素,只能用來(lái)求解該物理量。15.【答案】A,C【解答】AC.取AB中點(diǎn)為O,則O點(diǎn)的電勢(shì)為:所以連接OD則為等勢(shì)面,因?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度與等勢(shì)面垂直且由高電勢(shì)指向低電勢(shì),所以場(chǎng)強(qiáng)垂直O(jiān)D斜向上,由物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件可可知電場(chǎng)力斜向下,故粒子帶負(fù)電;又由題設(shè)條件可知設(shè)A點(diǎn)到OD的距離為d:所以電場(chǎng)強(qiáng)度為:所以A正確;C正確.BD.粒子從A到B由動(dòng)能定理可知:代入數(shù)據(jù)得:故B錯(cuò)誤,D錯(cuò)誤.
【分析】利用電勢(shì)的分布可以找出等勢(shì)面,利用等勢(shì)面可以判別電場(chǎng)強(qiáng)度的方向;利用粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可以判別電場(chǎng)力的方向及粒子的電性;利用動(dòng)能定理可以求出末動(dòng)能的大??;利用電勢(shì)差和距離的關(guān)系可以求出場(chǎng)強(qiáng)的大?。焕秒妱?shì)能和動(dòng)能之和保持不變可以求出電勢(shì)能的大小。16.【答案】A,B【解答】解:A、沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì),所以A正確;B、粒子受到的電場(chǎng)力指向曲線彎曲的內(nèi)側(cè),所以受到的電場(chǎng)力的方向是沿電場(chǎng)線向上的,所以粒子從A到B的過(guò)程中,電場(chǎng)力做正功,電荷的電勢(shì)能減小,動(dòng)能增加,所以粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能小于它在B點(diǎn)的動(dòng)能,粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于它在B點(diǎn)的電勢(shì)能,故B正確,C錯(cuò)誤;D、由電場(chǎng)線可知,B點(diǎn)的電場(chǎng)線密,所以B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大,粒子受的電場(chǎng)力大,加速度也就大,故D錯(cuò)誤;故選:AB.【分析】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?。鶕?jù)帶電粒子軌跡的彎曲方向判斷出電場(chǎng)力的方向,根據(jù)電場(chǎng)力做功正負(fù),判斷動(dòng)能和電勢(shì)能的變化;沿電場(chǎng)線的方向,電勢(shì)降低.17.【答案】C,D【解答】將b板也接地,電容器帶電量不變,兩板間的電勢(shì)差不變,則靜電計(jì)指針張角不變,A不符合題意;b板不動(dòng)、將a板向右平移,根據(jù)可知d變小時(shí),C變大,Q不變時(shí),根據(jù)C=Q/U,可知U減小,即靜電計(jì)指針張角變小,B不符合題意;將a板向上移動(dòng)一小段距離,根據(jù)可知S變小時(shí),C變小,Q不變時(shí),根據(jù)C=Q/U,可知U變大,即靜電計(jì)指針張角變大,C符合題意;取出a、b兩極板間的電介質(zhì),根據(jù)可知C變小,Q不變時(shí),根據(jù)C=Q/U,可知U變大,即靜電計(jì)指針張角變大,D符合題意;故答案為:CD.
【分析】靜電計(jì)夾角顯示電壓大小,要使夾角變大,兩板電荷量保持不變那么需要減小電容的大小。18.【答案】A,B,D【解答】解:A、電場(chǎng)線越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大,所以場(chǎng)強(qiáng)EA>EB.故A正確;B、沿著電場(chǎng)線電勢(shì)降低,所以電勢(shì)φA>φB;一個(gè)正電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能比B點(diǎn)的電勢(shì)能大.故B正確,D正確;C、一個(gè)負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力的方向與運(yùn)動(dòng)的方向相反,電場(chǎng)力做負(fù)功;故C錯(cuò)誤;故選:ABD.【分析】電場(chǎng)強(qiáng)度的大小看電場(chǎng)線的疏密程度,電場(chǎng)線越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大;電勢(shì)的高低看電場(chǎng)線的指向,沿著電場(chǎng)線電勢(shì)一定降低.19.【答案】A,C【解答】由電容器的定義可知,該儀器中的芯柱和導(dǎo)電液體相當(dāng)于電容器的兩個(gè)極板,故A正確;絕緣層厚度越厚,則電容器的d越大,則電容越小,B錯(cuò)誤;設(shè)芯柱的半徑為r,芯柱外套的絕緣層厚度為d,則該裝置的電容值為C=εrS/4πkd=εr·2πrh/4πkd∝h,C增大,液面升高,C正確D錯(cuò)誤。
【分析】電容器的電極分布是芯柱和導(dǎo)電液;絕緣層越厚則電容越?。焕谜龑?duì)面積可以判別電容的大小。20.【答案】A,D【解答】解:A、根據(jù)動(dòng)能定理得:﹣mgLsinθ+qUAB=mv02﹣m0v2=0,得到,UAB=,故A正確;B、小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中,重力勢(shì)能增加,電勢(shì)能減小,則小球在B點(diǎn)的電勢(shì)能一定小于小球在A點(diǎn)的電勢(shì)能.故B錯(cuò)誤.C、若電場(chǎng)力與重力、支持力的合力為零時(shí),電場(chǎng)力有最小值,無(wú)最大值,小球做勻速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)小球速度仍為v0.小球的重力沿斜面向下的分力為mgsinθ一定,則當(dāng)電場(chǎng)力沿斜面向上,大小為F=mgsinθ時(shí),電場(chǎng)力最小,場(chǎng)強(qiáng)最小,又電場(chǎng)力F=Eq,則該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的最小值一定是.故C錯(cuò)誤.D、粒子帶正電,電場(chǎng)力要做正功,則受到向上的電場(chǎng)力,如果該電場(chǎng)由斜面中點(diǎn)正上方某處的點(diǎn)電荷產(chǎn)生,則該點(diǎn)電荷必為負(fù)電荷.故D正確.故選
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