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第第页2024届新高考物理高频考点专项练习:专题九静电场及其应用(10份打包)(含解析)2024届新高考物理高频考点专项练习:专题九考点28电容器带电粒子在电场中的运动(A)
1.某电容器的电容是100uF,额定电压为220V,当该电容器所加电压为110V时,下列说法中正确的是()
A.电容器的电容变为50uFB.电容器的电容仍为100pF
C.该电容器被击穿D.该电容器极板所带电量为
2.对于某一电容器,下列说法正确的是()
A.电容器所带的电荷量越多,电容越大
B.电容器两极板间的电势差越大,电容越大
C.电容器所带的电荷量增加一倍,两极板间的电势差也增加一倍
D.电容器两极板间的电势差减小到原来的,它的电容也减小到原来的
3.如图所示,图像表示LC振荡电路的电流随时间变化的图像。在时刻,回路中电容器的上极板(M极)带正电,两极板间有一带电尘埃处于静止状态。下列说法正确的是()
A.尘埃带正电
B.在时间里,回路的磁场能在减小
C.在时间里,电容器两板电压在增加
D.在时刻,尘埃的加速度为零
4.如图,平行板电容器与直流电源连接,电源正极接地.初始时电容器不带电,闭合开关,电路稳定后,一个带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态.下列说法正确的是()
A.带电油滴带正电
B.保持开关闭合,上极板下移,带电油滴将向下运动
C.电路稳定后,断开开关,上极板上移,P点电势升高
D.电路稳定后,断开开关,下极板下移,带电油滴保持静止
5.电子秤在日常生活中扮演着重要角色,电子秤的种类有很多,如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图.称重时,把物体放到电子秤面板上,压力作用会导致平行板上层膜片电极下移.则下列说法正确的是()
A.电容器的电容增大,带电荷量减小
B.电容器的电容减小,带电荷量增大
C.稳定后电流表仍有示数,两极板电势差增大
D.稳定后电流表示数为零,两极板电势差不变
6.关于带电粒子在匀强磁场中的运动,下列说法中正确的是()
A.带电粒子沿着磁感线方向射入,洛伦兹力对带电粒子做正功
B.带电粒子逆着磁感线方向射入,洛伦兹力对带电粒子做负功
C.带电粒子垂直于磁感线方向射入,洛伦兹力对带电粒子不做功
D.带电粒子垂直于磁感线方向射入,洛伦兹力对带电粒子做功的情况与电荷的正负有关
7.如图所示,从炽热的金属丝漂出的电子(速度可视为零),经加速电场加速后从两极板中间垂直射入偏转电场,电子的重量不计。在满足电子能射出偏转电场的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角变大的是()
A.仅增加加速电场的电压B.仅增大偏转电极间的距离
C.仅增大偏转电极间电压D.仅减小偏转电极间的电压
8.真空中某电场的电场线如图中实线所示,M、O、N为同一根电场线上的不同位置的点,两个带电粒子a、b从同一位置P点以相同速度射入该电场区域,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示,已知a粒子带负电,b粒子带正电,下列说法正确的是()
A.M点的电势低于N点的电势
B.电场力对a粒子做负功,对b粒子做正功
C.a粒子与b粒子的电势能均减小
D.若在O点静止释放a粒子,仅在电场力的作用下,a粒子将沿电场线运动到M点
9.如图所示,空间有一电场,电场中有两个点a和b。下列表述正确的是()
A.该电场是匀强电场B.正电荷在两点受力方向相同
C.b点的电场强度比a点的大D.a点的电场强度比b点的大
10.如图,一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力作用下,从静止开始由b沿直线运动到d,且与竖直方向所夹的锐角为45°,则下列结论错误的是()
A.此液滴带负电
B.液滴的加速度等于
C.液滴的电势能和重力势能以及其动能的总和不变
D.合外力对液滴做的总功等于电势能的减少量
11.如图所示,在竖直向上的匀强电场中,一根不可伸长的轻质绝缘细绳一端系着一个带电小球,另一端固定于O点、小球在竖直平面内做匀速圆周运动,最高点为a,最低点为b。不计空气阻力,则()
A.小球带负电
B.小球所受电场力与重力的大小不相等
C.小球在从a点运动到b点的过程中,电势能减少
D.小球在从a点运动到b点的过程中,合外力不做功
12.AB板间存在竖直方向的匀强电场,现沿垂直电场线方向射入三种比荷(电荷量与质量之比)相同的带电粒子(不计重力)和c,运动轨迹如图所示,其中b和c是从同一点射入的.不计空气阻力,则可知粒子运动的全过程中()
A.运动的加速度B.飞行时间
C.水平速度D.电势能的减少量
13.图中虚线是某电场中的一簇等势线。两个带电粒子从P点均沿等势线的切线方向射入电场,粒子运动的部分轨迹如图中实线所示。若粒子仅受电场力的作用,下列说法中正确的是()
A.a、b两点的电场强度大小关系
B.a、b两点的电势关系一定有
C.粒子从P运动到a的过程中,电势能增大
D.粒子从P运动到b的过程中,动能增大
14.在真空中有水平放置的两个平行、正对金属平板,板长为l,两板间距离为d,在两极板间加一交变电压如图乙,质量为m,电荷量为e的电子以速度(接近光速的)从两极板左端中点沿水平方向连续不断地射入两平行板之间。若电子经过两极板间的时间相比交变电流的周期可忽略不计,不考虑电子间的相互作用和相对论效应,则在任意0.2s内()
A.当时,所有电子都能从极板的右端射出
B.当时,将没有电子能从极板的右端射出
C.当时,有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为1:2
D.当时,有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为
答案以及解析
1.答案:B
解析:电容器的电容仍为100uF,A错误,B正确;当该电容器所加电压为110V时,该电容器不会被击穿,C错误;该电容器极板所带电量为,D错误。
2.答案:C
解析:A、B、D错:电容器的电容由电容器本身决定,与所带电荷量和两极板间的电压无关。
C对:根据,对于某一电容器,它所带的电荷量与两极板间的电势差成正比,所以电容器所带的电荷量增加一倍,两极板间的电势差也增加一倍。
3.答案:C
解析:A.在时刻,回路中电容器的上极板(M极)带正电,尘埃处于静止状态,受力平衡,重力向下,则电场力向上,即尘埃带负电,A错误;
B.在时间里,电容器放电,电场能减小,回路的磁场能在增大,B错误;
C.在时间里,电容器充电,根据,两板电压在增加,C正确;
D.在时刻,电容器放电完毕,尘埃受电场力为零,尘埃的加速度为重力加速度,D错误。
故选C。
4.答案:D
解析:电容器上极板带正电、下极板带负电,电场线方向向下,带电油滴处于静止状态,可知油滴受到的电场力方向竖直向上,与电场线方向相反,则带电油滴带负电,A错误;保持开关闭合,电容器两极板间电压U保持不变,上极板下移,两极板间距d减小,由可知,极板间电场的电场强度E增大,可知,带电油滴将向上运动,B错误;电路稳定后,断开开关,两极板所带电荷量Q保持不变,上极板上移,两极板间距d增大,由可得,可知极板间电场强度E保持不变,带正电的上极板上移,P点与上极板间距离s增大,且上极板接地,其电势为零,由可得P点电势,可知P点电势降低,C错误;电路稳定后,断开开关,两极板所带电荷量Q保持不变,上极板下移,两极板间距离d减小,由可知,极板间电场强度E保持不变,,即带电油滴保持静止,D正确.
5.答案:D
解析:根据电容决定式可知,当两个极板的距离减小时,电容器的电容增大,由于电容器一直和电源相连,电压不变,当电容增大时,根据电容定义式可知,带电荷量增大,A、B错误;当压力稳定后,电容器停止充电,电路中的电流为零,即电流表示数为零,两极板的电势差不变,D正确,C错误.
6.答案:C
解析:不管带电粒子沿什么方向进入磁场,如果粒子受到洛伦兹力,洛伦兹力总是跟速度垂直,不做功。
故选C。
7.答案:C
解析:电子经加速电场,根据动能定理
在偏转电场中由平抛规律可得
运动时间为
可得偏角的正切值为
解得
若使偏转角变大即使变大,由上式看出可以增大,或减小,或增大L,或减小d。故C正确,ABD错误。
故选C。
8.答案:C
解析:ABC.a粒子带负电、b粒子带正电,由粒子的受力和运动轨迹可知,电场方向沿电场线向右,M点电势高于N点电势,电场力对a、b粒子均做正功,电势能均减小,AB错误,C正确;
D.由于M、O、N所在电场线为曲线,所以在O点静止释放的带电的粒子,不可能沿电场线运动,D错误。
故选C。
9.答案:D
解析:A、该电场的电场线为曲线且疏密不同,故场强大小和方向均不同,不是匀强电场,故A错误;
B、两点电场线的切线方向并不相同,故电荷受力方向也不相同,故B错误;
CD、a点的电场线比b点密,所以a点的场强大于b点的场强,故C错误,D正确。
故选:D。
10.答案:D
解析:A.液滴沿直线从b到d,可知受向下的重力和向左的电场力,合力方向沿bd方向,则此液滴带负电,选项A正确;
B.液滴的加速度等于
选项B正确;
C.只有电场力和重力对液滴做功,则液滴的电势能和重力势能以及其动能的总和不变,选项C正确;
D.电场力对液滴做的功等于电势能的减少量,选项D错误。
此题选择错误选项,故选D。
11.答案:D
解析:AB.据题小球在竖直平面内做匀速圆周运动,由合外力提供向心力,小球受到重力、电场力和细绳的拉力,电场力应与重力平衡,即小球所受电场力与重力等大反向,则知小球带正电。故AB错误;
C.小球在从a点运动到b点的过程中,电场力做负功,小球的电势能增大,故C错误;
D.小球在从a点运动到b点的过程中,动能不变,则合外力不做功,故D正确。
故选D。
12.答案:B
解析:根据牛顿第二定律得,粒子运动的加速度为,带电粒子比荷相同,E相同,所以加速度相同,即,A错误;三个带电粒子在竖直方向都做初速度为零的匀加速直线运动,由得,,由题图可知,则,B正确;三个带电粒子水平方向都做匀速直线运动,由得,,由题图知,又,则,C错误;电场力做功为,由于电荷量关系不能确定,所以不能确定电场力做功的大小关系,也就不能确定电势能减少量的大小关系,D错误.
13.答案:D
解析:AB、由等势面的分布可知,该电场是点电荷产生的,由场强公式可知,a点的电场强度小于b点的电场强度,由于中心电荷的电性无法判断,电场线方向无法判定,则不能比较a、b的电势高低,故A、B错误;C、粒子从P运动到a的过程中,只有电场力做正功,所以粒子的电势能减小,故C错误;D、根据轨迹的弯曲方向可知,b与中心电荷的电性相反,粒子从P运动到b的过程中,电场力做正功,动能增大,故D正确。故选:D。
14.答案:D
解析:AB.电子进入极板后,水平方向上不受力,做匀速直线运动,竖直方向上受到电场力作用,当电子恰好飞出极板时有
解得
当时,所有电子都能从极板的右端射出;
当时,在0.2s时间内,极板间电压的时间段内,电子能从极板的右端射出,故AB错误;
C.当时,分析图乙可知,任意0.2s内,有一半的时间内极板间电压低于临界电压,因此有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为1:1,故C错误;
D.当时,分析图乙可知,任意0.2s内,有0.2s的时间内极板间电压低于临界电压,因此有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为,故D正确。
故选D。
22024届新高考物理高频考点专项练习:专题九考点25电荷、库仑定律(A卷)
1.一个电容为的电容器,当它两极板之间的电压改变10V时,其极板上电荷量变化为()
A.B.C.D.
2.电量未知的点电荷固定在半径为R的圆上的A点,AC为圆的水平直径,BD为圆的竖直直径,空间存在电场强度大小为E、平行圆面的匀强电场,将另一个电荷量为的点电荷从B点顺着圆弧沿逆时针移到D点,电场力做功为,当该点电荷运动到C点时受到的电场力大小为,静电力常量为k,则在A处的点电荷的电量为()
A.B.C.D.
3.如图所示,A为空心金属球,B为金属球,原来不带电,将另一带正电荷的小球C从A球开口处放入A球上都,不接触A球,然后用手接触一下A球,再用手接触一下B球,再移走C球,则()
A.A球带负电荷,B球带正电荷B.A球带负电荷,B球不带电
C.两球都带负电荷D.两球都带正电荷
4.下列说法正确的是()
A.电场和电场线一样,是人为设想出来的,其实并不存在
B.根据,当两点电荷间的距离趋近于零时,电场力将趋向无穷大
C.从公式来看,场强大小E与F成正比,与q成反比
D.当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时,这两个带电体才可以看成点电荷
5.如图甲所示是一个原先不带电的导体,图乙中C是靠近图甲中导体的带正电的导体球.若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开,将导体分为两部分,这两部分所带电荷量的数值分别为,则下列结论正确的是()
A.沿虚线d切开,A带负电,B带正电,且
B.只有沿虚线b切开,才有A带正电,B带负电,且
C.沿虚线a切开,A带正电,B带负电,且
D.沿任意一条虚线切开,都有A带正电,B带负电,且
6.如图甲所示,点电荷绕点电荷做半径为r的匀速圆周运动,角速度为;如图乙所示,与甲图中完全相同的点电荷在相距为的两个固定点电荷所在连线的中垂面上做角速度为的匀速圆周运动,到的距离始终为r.则为()
A.1:1B.C.D.2:1
7.下列说法正确的是()
A.库仑定律中k的数值是库仑用油滴实验测得的
B.元电荷e的数值是由密立根用扭秤实验测得的
C.感应起电和摩擦起电都是电荷从物体的一部分转移到另一部分
D.电子的电荷量与电子的质量之比叫做电子的比荷
8.如图所示,真空中一条直线上有四点,,只在A点放一电荷量为的点电荷时,B点电场强度为E,若又将等量异号的点电荷放在D点,则()
A.B点电场强度为,方向水平向右B.B点电场强度为,方向水平向右
C.B点的电场强度大于C点的电场强度D.线段的中点电场强度为零
9.光滑绝缘水平面上相距为L的点电荷带电荷量分别为和,如图所示.今引入第三个点电荷C,使三个点电荷都处于平衡状态,则C的电荷量和放置的位置是()
A.,在A左侧距A为L处B.,在A左侧距A为处
C.,在B右侧距B为L处D.,在B右侧距B为处
10.静电喷涂时,喷枪喷出的涂料微粒带电,在带正电被喷工件的静电作用下,向被喷工件运动,最后吸附在其表面。在涂料微粒向工件靠近的过程中()
A.涂料微粒带正电B.离工件越近涂料微粒所受库仑力越小
C.电场力对涂料微粒做负功D.涂料微粒的电势能减小
11.如图所示,在某次实验中老师用丝绸摩擦过的玻璃棒(带正电)去吸引细碎的锡箔屑,发现锡箔屑被吸引到玻璃棒上后又迅速向空中散开,下列说法正确的是()
A.锡箔屑被吸引过程会因为获得电子而带负电
B.散开时锡箔屑带负电
C.最后锡箔屑散开主要是因为碰撞
D.散开时锡箔屑带正电
12.有三个塑料小球,A和和和A间都是相互吸引的,如果A带正电,则()
A.均带负电
B.B带负电,C带正电
C.中必有一个带负电,而另一个不带电
D.都不带电
13.如图所示,为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体,起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是用绝缘支柱支持的带正电的小球.下列说法正确的是()
A.把C移近导体A时,A上的金属箔片张开,B上的金属箔片不张开
B.把C移近导体A,先把分开,再把C移走,上的金属箔片仍张开
C.把C移近导体A,先把C移走,再把分开,上的金属箔片仍张开
D.把C移近导体A,先把分开,再把C移走,然后重新让接触,A上的金属箔片张开,而B上的金属箔片闭合
14.如图所示是检验带电体A(上表面)、B(尖端)处带电情况的实验装置.则()
A.带电体A处比B处电荷密集
B.带电体B处比A处电荷密集
C.验电器的C处做成球形是为了美观需要
D.验电器的C处做成球形是为了让更多电荷分布在C处
2
答案以及解析
1.答案:A
解析:根据电容器定义。可得,当它两极板之间的电压改变10V时,其极板上电荷量变化,选项A正确。
2.答案:C
解析:将一个电荷量为的点电荷从B点顺着圆弧沿逆时针移到D点,电场力做功为,说明电场方向平行于BD且由D指向B,设A点点电荷的电量为Q,则
解得
故选C。
3.答案:B
解析:首先带正电荷的小球C从A球开口处放入A球上都。根据静电感应现象可知,A球内表面带负电荷,外表面带正电荷。用手接触A相当于把A接地,由大地传导过来的电子与A球外表面正电荷中和,使A球外表面不带电,此时A球对外起静电屏蔽作用,A球内的电场不影响外部。用手接触B时,无电荷移动,B球不带电。当带正电荷的C球从A球内移走后,A球内表面所带的负电荷移至外表面,所以此时A球带负电荷。由上述可知,故B正确,ACD错误。
故选B。
4.答案:D
解析:A、电场线是人为设想出来的,其实并不存在,电场是客观存在的,故A错误;
B、当两个点电荷距离趋于0时,两带电体已不能看出点电荷了,该公式,不适用了,故电场力并不是趋于无穷大,故B错误;
C、公式采用比值定义法,E由电场本身的性质决定,与试探电荷无关,所以此场中某点的电场强度E与F无关,故C错误;
D、当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时,可以看成点电荷,故D正确。
故选:D。
5.答案:D
解析:导体原来不带电,只是在带正电的导体球C的静电感应的作用下,导体中的自由电子向B部分移动,使B部分带负电,A部分带正电.根据电荷守恒定律可知,A部分减少的电子数目和B部分增加的电子数目相同,所以沿任意一条虚线切开时,都有A带正电,B带负电,且,故D正确.
6.答案:B
解析:题图甲中,点电荷对点电荷的库仑力提供向心力,使点电荷做半径为r的匀速圆周运动,则有,解得;题图乙中,两个固定点电荷对,又的库仑力的合力提供向心力,则有,又,解得,故,A、C、D错误,B正确.
7.答案:D
解析:静电力常量k的数值并不是库仑测得的,A项错误;元电荷e的数值是由密立根用油滴实验测得的,B项错误;感应起电的实质是电荷从物体的一部分转移到另一部分,摩擦起电的实质是电荷从一个物体转移到另一个物体,C项错误;电子的电荷量与电子的质量之比叫做电子的比荷,D项正确。
8.答案:B
解析:若只在A点放正点电荷,B点的场强为,又将等量异号的点电荷放在D点后,B点场强为,故A错误,B正确;同理可知C点场强为,与B点的场强是相等的,故C错误;线段的中点电场强度,故D错误。故选B。
9.答案:C
解析:三个点电荷要平衡,三个点电荷必须在条直线上,外侧两个点电荷相互排斥,中间的点电荷吸引外侧两个点电荷,所以外侧两个点电荷电性相同,中间点电荷与它们电性相反;要平衡中间电荷的吸引力,必须外侧点电荷的电荷量大,中间点电荷的电荷量小,所以C必须带正电,在B的右侧,设C所在位置与B的距离为r,则C所在位置与A的距离为,设C的电荷量为Q,对C由平衡条件得,解得,对A,由平衡条件得,解得,即C带正电,电荷量为,在B的右侧距B为L处,C正确,A、B、D错误.
10.答案:D
解析:由题图知,工件带正电,涂料微粒在静电力作用下向工件靠近,可知涂料微粒带负电,A错误;离工件越近,涂料微粒所受库仑力越大,B错误;涂料微粒在静电力作用下向工件运动,则电场力对涂料微粒做正功,其电势能减小,C错误,D正确。
11.答案:D
解析:锡箔屑被吸引过程,发生的是静电感应,并没有获得电子,A错误;锡箔屑与玻璃棒接触后带上与玻璃棒相同性质的电荷,同种电荷相互排斥,锡箔屑散开,B、C错误,D正确.
12.答案:C
解析:假设都带电,则三个小球均带电,必然有两个小球带同种电荷,同种电荷相互排斥,不符合题意,所以不会都带电,A、B错误;塑料小球属于轻小物体,带电体有吸引轻小物体的性质,因为两个不带电的小球不会相互吸引,所以中只能有一个不带电,而另一个要与带正电的A相互吸引,所以另一个只能带负电,C正确,D错误.
13.答案:B
解析:把带正电的小球C移近导体A时,由于静电感应,在导体A的左端感应出负电荷,导体B的右端感应出正电荷,所以上的金属箔片都张开,A错误;把带正电的小球C移近导体A,把A和B分开后再移走C,则A带负电,B带正电,上的金属箔片仍张开,B正确;先把C移走,上的电荷恢复原状,两端都不带电,若再把分开,上的金属箔片不会张开,C错误;先把分开,再把C移走,然后重新让接触,A与B上的电荷重新中和,则上的金属箔片均闭合,D错误.
14.答案:B
解析:电荷在导体表面的分布是不均匀的,根据尖端放电原理可知,在导体外表面越尖锐的位置,单位面积上分布的电荷量越多,所以带电体B处比A处电荷密集,故A错误,B正确;验电器的C处做成球形是为了使更多的电荷分布在比较尖的金属箔片上,故C、D错误。2024届新高考物理高频考点专项练习:专题九考点27电场力功电势能(A)
1.在绝缘光滑的水平面内有一绝缘挡板,紧靠挡板固定两等量的正点电荷,O点为两点电荷连线的中点。从两点电荷连线的中垂线上很远处A点静止释放一个带负电的小球(可视为质点),小球沿AO向右运动,则小球向右运动过程中,以下说法正确的是()
A.电场力一直增大B.加速度先减小后增大
C.速度一直增大D.电场力的功率一直增大
2.铅蓄电池的电动势为2V,电池正常工作时,在电池内部()
A.非静电力将自由电子从电源正极移动到负极,每移动一个电子,非静电力做功2J
B.非静电力将自由电子从电源正极移动到负极,每移动一个电子,非静电力做功-2eV
C.非静电力将自由电子从电源正极移动到负极,每移动一个电子,非静电力做功2eV
D.非静电力将自由电子从电源负极移动到正极,每移动一个电子,非静电力做功-2J
3.电荷量分别为,,的三个带电小球,分别固定在边长均为L的绝缘三角形框架的三个顶点上,并置于场强为E的匀强电场中,如图所示。若三角形绕穿过其中心O垂直于三角形所在平面的轴逆时针转过120°,则此过程中系统电势能变化情况为()
A.减少EqLB.增加EqLC.减少2EqLD.增加2EqL
4.如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三条电场线,实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,由此可知()
A.带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大
B.带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小
C.带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小,比在P点时的大
D.带电粒子在R点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小
5.如图所示,两个半径不等的均匀带电圆环带电荷量相等,P环的半径大于Q环的,P带正电,Q带负电。两圆环圆心均在O点,固定在空间直角坐标系中的yOz平面上。在x轴上,到O点的距离相等,c在y轴上,到O点的距离小于Q环的半径。取无限远处电势为零,则()
A.O点场强为零,电势也为零
B.两点场强相同,电势相等
C.电子在c处的电势能大于在a处的
D.电子沿x轴从a到b,电场力先做正功后做负功
6.如图所示,是以O为球心的球面上的点,平面与平面垂直,分别在两个点处放有等量同种点电荷,取无穷远处电势为零,则下列说法正确的是()
A.四点电场强度相同
B.四点电势不同
C.电子沿球面曲线运动过程中,电场力先做正功后做负功
D.电子沿直线运动过程中,电势能先减少后增加
7.如图所示的平面内有A、B、C、D、E五点,平面内存在匀强电场,电场方向与该平面平行,其中AC平行于DE,B点为AC的中点,,A点的电势,C点的电势,E点的电势,电子的电量为-e,下列说法正确的是()
A.
B.
C.电子在D点的电势能
D.将电子从B点移到D点电场力做的功为-3eV
8.一匀强电场的等势面如图中的虚线所示,图中和c点电势φ的关系为()
A.B.C.D.
9.两电荷量分别为和的点电荷分别固定在x轴上的两点,两点电荷连线上各点电势φ随坐标x变化的关系图像如图所示,其中P点电势最高,且,则()
A.和都是正电荷
B.的电荷量大于的电荷量
C.一点电荷只在电场力作用下沿x轴从P点运动到B点,加速度逐渐变小
D.在之间将一负点电荷沿x轴从P点左侧移到右侧,电势能先减小后增大
10.如图所示,为两个等量同种带正电的点电荷,在两者的电场中有M、N和O三点,其中M和O在的连线上(O为连线的中点),N为过O点的垂线上的一点。则下列说法中正确的是()
A.在连线的中垂线位置可以画出一条电场线
B.若将一个带正电的点电荷分别放在M、N和O三点,则该点电荷在M点时的电势能最大
C.若将一个带电荷量为的点电荷从M点移到O点,则电势能减少
D.若将一个带电荷量为的点电荷从N点移到O点,则电势能增加
11.如图所示,匀强电场中有一平行四边形,且平行四边形所在平面与场强方向平行.其中,,,则点电势为()
A.10VB.4VC.7VD.8V
12.两个等量异种点电荷形成的电场等势面如图虚线所示,现有一正电荷以某一水平初速度从左侧P点进入该区域,只在电场力作用下通过Q点。下列说法正确的是()
A.P点的电场强度比Q点的电场强度小
B.P点的电势比Q点的电势低
C.该电荷在P点的电势能比Q点的电势能大
D.该电荷在P点的动能比Q点的动能大
13.如图所示,梯形abcd位于某匀强电场所在平面内,两底角分别为60°、30°,两点的电势分别为4V、0,将电荷量的正电荷由a点移动到d点,需克服电场力做功,则该匀强电场的电场强度()
A.垂直ab向上,大小为400V/mB.垂直bc斜向上,大小为400V/m
C.平行ad斜向上,大小为200V/mD.平行bc斜向上,大小为200V/m
14.在超高压带电作业中,电工所穿的高压工作服是用铜丝编织的,则下列说法正确的是()
A.铜丝编织的衣服不易拉破
B.铜丝电阻小,对人体起到保护作用
C.电工被铜丝衣服所包裹,使体内场强为零
D.电工被铜丝衣服所包裹,使体内电势为零
答案以及解析
1.答案:C
解析:ABC.等量正电荷的电场分布,如图所示:
在两电荷连线的中垂线上由A到O点电场强度先增大后减小,但场强的方向始终向左,带电小球受到的电场力始终向右,电场力的大小先增大后减小,所以加速度先增大后减小,由于加速度方向始终向右,所以带电小球一直向右加速运动,速度一直增大,故AB错误,C正确;
D.初始时小球速度为零,所以电场力的功率为零,到达O点时,电场力为零,所以电场力的功率仍然为零,所以由A到O点电场力的功率先增大后减小,故D错误。
故选C。
2.答案:C
解析:非静电力将自由电子从电源正极移动到负极,每移动一个电子,非静电力做功,故ABD错误,C正确。
故选:C。
3.答案:B
解析:当三角形绕穿过其中心O垂直于三角形所在平面的轴逆时针转动120°时,顶角带正电小球移动到左下,右下边带负电小球移动到左上,左下的小球移动到右下;对比两图可得,上面小球和右下小球互换了位置,则转动过程电场力总共做功为:,电场力做负功,即电势能增加,B正确。
故选:B。
4.答案:B
解析:AB.电荷做曲线运动,电场力指向曲线的内侧,所以电场力的方向向右;若粒子从P经过R运动到Q,电场力做负功,电荷的电势能增大,动能减小,可知P点的动能最大,即速度最大,其次为R点,而Q点速度最小,动能最小,故B正确,A错误;
C.粒子只受电场力作用,根据能量守恒可知电势能与动能之和不变,故C错误;
D.由电场线疏密可以看出,R点电场强度比Q大,根据牛顿第二定律可知在R点的加速度比在Q点大,故D错误。
5.答案:C
解析:由对称性可知,圆环在O处产生的电场强度均为零,所以O处的合场强为零,带等量异种电荷,电场线从P指向Q,电场线分布具有轴对称性,xOy平面上的电场线分布示意图如图所示,可知x轴正半轴上有沿x轴负方向指向O的电场分量,x轴负半轴上有沿x轴正方向指向O的电场分量,由沿电场线方向电势降低可知O处电势小于0,A错误。由对称性可知a、b两点场强大小相同,方向均指向O点,即方向相反,两点电势相等,B错误。从O到c电场有沿y轴正方向的分量,把电子从a处移到O处,再从O处移到c处,电场力一直做负功,电势能增加,所以电子在c处具有的电势能大于在a处的,C正确。电子沿x轴从a移动到b,电场力先做负功后做正功,D错误。
6.答案:D
解析:A.等量同种点电荷中垂线上,关于O点对称的点的电场强度大小相等,方向相反,故A错误;
B.四点在同一等势面上,电势相同,故B错误;
C.电子沿球面曲线(运动过程中,电势处处相同,电场力不做功,故C错误;
D.电子沿直线运动过程中,电势先升高后降低,电势能先减少后增加,故D正确。
故选D。
7.答案:B
解析:A.A点的电势,C点的电势,则;故A错误;
B.,则;故B正确;
C.电子在D点的电势能;故C错误;
D.将电子从B点移到D点电场力做的功为;故D错误。故选B。
8.答案:B
解析:沿电场线电势逐渐降低,则图中和c点电势φ的关系为
故选B。
9.答案:D
解析:A.由A到P的电势升高,从P到B电势降低,因为沿电场线电势降低,所以电场线方向由P到A,再从P到B,则和是同种电荷,且一定是负电荷,故A错误。
B.图线切线斜率大小等于电场强度大小,在P点切线斜率为零,则P点的电场强度大小为零,说明和两点电荷在P点产生的场强大小相等,方向相反,由公式
因为,故的电荷量小于的电荷量,故B错误。
C.图线切线斜率为场强的大小,从P点到B点斜率越来越大,故场强越来越大,电场力越来越大,故加速度越来越大,故C错误。
D.负电荷从P点左侧移到右侧,电场力先做正功,后做负功,电势能先减小后增大,故D正确。
故选D。
10.答案:B
解析:A.等量同种正电荷形成的电场中,其连线的中点处场强为零,因此不可能有一条电场线穿过,所以在连线的中垂线位置不能画出一条电场线,故A错误;
B.根据等量同种正电荷形成的电势的特点可判定:图中M、N、O三点电势大小的关系为
根据电势能
可判定带正电的点电荷在M点时的电势能最大,故B正确;
C.从M点到O点,电势是降低的,所以电场力对带电荷量为的点电荷做负功,则电势能增加,故C错误;
D.从N点到O点,电势是升高的,所以电场力对带电荷量为的点电荷做正功,则电势能减少,故D错误。
故选B。
11.答案:B
解析:在匀强电场中,由公式知:沿着任意方向每前进相同的距离,电势变化相等,故有:则得。
12.答案:C
解析:A.正电荷在P点受到的电场力方向跟图中的等势线垂直,粒子要通过Q点,故粒子在P点受到的电场力方向如图所示
可知两个等量异种点电荷,左侧为正点电荷,右侧为负点电荷,P点离点电荷更近,故P点的电场强度比Q点的电场强度大,故A错误;
B.电场方向由正电荷指向负电电荷,沿电场方向电势降低,故P点的电势比Q点的电势高,故B错误;
C.正的试探电荷所处位置的电势越高,电势能越大,故该电荷在P点的电势能比Q点的电势能大,故C正确;
D.电荷从P运动O的过程,电场力做正功,电荷的动能增加,故该电荷在P点的动能比Q点的动能小,故D错误;
故选:C。
13.答案:B
解析:由可知,,因为,所以,如图所示,过b点作交cd于e,有,解得,又因为,即e点是dc的中点,所以,解得,所以在同一等势面上,由几何关系知,,由电场线与等势面垂直知,电场强度方向垂直bc斜向上,大小为,B正确,A、C、D错误.
14.答案:C
解析:屏蔽服的作用是在穿用后,使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面,从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害.等电位说明电势相等而不是等于0,等电势时电势差为0,电场强度为0.所以C正确,ABD错误;故选C。
22024届新高考物理高频考点专项练习:专题九静电场及其应用(A卷)
1.下列说法正确的是()
A.物体所带的电荷量可以为
B.不带电的物体上,既没有正电荷也没有负电荷
C.摩擦起电的过程,是靠摩擦产生了电荷
D.利用静电感应使金属导体带电,实质上是导体中的自由电子趋向或远离带电体
2.如图,在带电体C的右侧有两个相互接触的金属导体A和B,均放在绝缘支座上。下列说法正确的是()
A.若先将A、B分开,再移走C,则A带正电
B.若先将A、B分开,再移走C,则B带正电
C.若先将C移走,再把A、B分开,则A带正电
D.若先将C移走,再把A、B分开,则B带正电
3.两个各带电荷量的点电荷,为了使它们平衡在相距为r的位置上,在这两个点电荷连线的中点上放入第三个点电荷,则这第三个点电荷的电荷量为()
A.B.
C.D.任意电荷量都可以
4.下图各电场中,A、B两点电场强度相同的是()
A.B.C.D.
5.如图所示,a,b为同一条电场线上的两点,下列说法正确的是()
A.a点的场强大于b点的场强
B.a点的场强等于b点的场强
C.a点的电势大于b点的电势
D.电子在a点的电势能大于在b点的电势能
6.如图所示,ABC为电场中某区域的电场线上的三点,则下列说法正确的是()
A.B点的电场强度最大B.A点的电势最大
C.C点的电势最大D.电子在B点处电势能最大
7.如图所示,平面直角坐标系xOy中,两个电荷量均为的点电荷固定在x轴上,两点电荷到坐标原点O距离相等,M、N为y轴正半轴上的两点,坐标。M、N两点电势大小分别为、,场强大小分别为、,下列关系一定正确的是()
A.B.C.D.
8.雷电击中地面或高压输电线掉落到地面时,都会在以落地点为中心的一定区域内的地面上形成一个强电流场,如果有人站在这个区域内,双脚间会存在一定的电势差,叫做“跨步电压”。如图所示,一条电势远高于地面的高压直流输电线掉落在地面上的O点,若O点附近地质结构分布均匀,则在地面以O为圆心的同心圆为一系列的等势线。图中O、A、B、C在同一直线上,BD是过B点圆的切线,,电线落地时恰好有人单脚着地站在B点,则以下说法正确的是()
A.图中A、B、C三点中,C点电势最高
B.地面上电子由O向C定向移动
C.为了安全,人应该沿BD方向迈小步快速脱离
D.A、B、C、D四点间电势差大小关系为
9.如图所示,正方形ABCD的四个顶点各固定一个带正电的点电荷,电荷量相等,O点为正方形的中心.现将A点的电荷沿OA的延长线向无穷远处移动,则()
A.在移动过程中,O点电场强A度变小
B.在移动过程中,C点的电荷所受静电力变大
C.在移动过程中,移动的电荷所受静电力做负功
D.当其移动到无穷远处,O点的电势高于A点
10.如图(a),在一块很大的接地金属平板的上方固定一负电荷.由于静电感应,在金属平板上表面产生感应电荷,金属板上方电场的等势面如图(b)中虚线所示,相邻等势面间的电势差都相等.若将一正试探电荷先后放于M和N处,该试探电荷受到的电场力大小分别为和,相应的电势能分别为和,则()
A.B.
C.D.
11.图中虚线是某电场中的一簇等势线。两个带电粒子从P点均沿等势线的切线方向射入电场,粒子运动的部分轨迹如图中实线所示。若粒子仅受电场力的作用,下列说法中正确的是()
A.a、b两点的电场强度大小关系
B.a、b两点的电势关系一定有
C.粒子从P运动到a的过程中,电势能增大
D.粒子从P运动到b的过程中,动能增大
12.如图所示,氘核和氦核以相同初速度从水平放置的两平行金属板正中间进入板长为L、两板间距离为d、板间加直流电压U的偏转电场,一段时间后离开偏转电场。不计粒子重力及其相互作用,则下列说法不正确的是()
A.两个粒子同时离开偏转电场
B粒子离开偏转电场时速度方向不同
C.两粒子离开偏转电场时速度大小相同
D.两个粒子从偏转电场同一点离开
13.一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点的轨迹如图虚线所示,图中一组平行等距实线可能是电场线也可能是等势面,说法正确的是()
A.如果实线是等势面,电子在a点的电势比b点的电势小
B.如果实线是电场线,电子在a点的电势能比b点的电势能小
C.不管实线是等势面还是电场线,电子在a点的动能一定比b点的动能小
D.不管实线是等势面还是电场线,电子从a点运动到b点的轨迹一定是抛物线的一部分
14.三个带电粒子从同一点O,以相同的初速度v射入一电场中,在某段时间内的运动轨迹如图虚线所示,其中a粒子刚好做圆周运动。图中实线为电场线,不计粒子重力,则下列有关粒子在该段时间内的运动以及相关说法正确的是()
A.粒子a带负电,c带正电
B.c粒子运动过程中电势能增加
C.运动过程中,两粒子的速度均增大
D.运动过程中,a粒子的加速度和动能均不变
2
答案以及解析
1.答案:D
解析:物体所带的电荷量不能为任意实数,只能为元电荷的值的整数倍,所以物体所带的电荷量不可能为,A错误;不带电的物体,并不是没有正、负电荷,而是其所带的正、负电荷数相等,不显电性,B错误;摩擦起电没有产生电荷,其本质是发生了电子的转移,C错误;静电感应实质上是导体中的自由电子由于同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引,从而远离或趋向带电体,D正确.
2.答案:B
解析:AB.若先将A、B分开,再移走C,导体A和B由于感应起电带上等量异种电荷,A带负电,B带正电,故A错误,B正确;
CD.若先将C移走,此时导体A和B的电荷又发生中和,不再带电;再把导体A和B分开,同样不再带电,所以此时A不带电,B也不带电,故C、D错误。
故选B。
3.答案:A
解析:设第三个点电荷的电荷量的绝对值为q,分析电荷Q的受力情况,,解得:,第三个点电荷为异种电荷,电量为,故A正确,BCD错误。
故选:A。
4.答案:C
解析:D.图中A、B两点电场强度大小方向均不相同,故D错误;A.图中A、B两点电场强度大小不同,方向相同,故A错误;C.因是匀强电场,故图中A、B两点电场强度大小方向均相同,故C正确;B.图中A、B两点电场强度大小相同,方向不同,故错误。故选C。
5.答案:C
解析:电场线疏密未知,a、b两点的场强大小关系不确定,A、B错误;a点的电势大于b点的电势,C正确;电子在a点的电势能小于在b点的电势能,D错误。
6.答案:A
解析:A、B、C三点,B点的电势最大,电场强度也最大,电子在B点的电势能最小,A正确。
7.答案:B
解析:AB.由两个等量同种正点电荷产生的电场分布规律可知,连线中点场强是零,中垂线上场强方向总沿中垂线远离中点O,在中垂线上从O点到无限远处电场线先变密后变疏,即场强先变强后变弱;中点O处电势最高,在中垂线上,沿着电场线方向电势降低,所以,故A错误,B正确;CD、由以上分析可知,不能确定M、N两点场强大小关系,故CD错误。故选:B。
8.答案:C
解析:A、因为O点的电势最高,且逐步往外电势慢慢降低,即电势的高低顺序依次是O、A、B、D、C,故A错误;B、在地面上,电子带负电,受力的方向与电场线的方向相反,即沿着CO方向,故电子不会由O到C定向移动,故B错误;C、当人的步伐越大时,根据公式定性分析出电压的大小会随着步伐的减小而减小,这样比较安全,故C正确;D、在电场中,因为,且随着半径的增大,电场强度逐渐变小,则,而因为,则,故D错误;故选:C。
9.答案:D
解析:根据电场强度叠加原理,O点电场强度,在移动过程中不变、变大,则O点电场强度变大,A错误;C点的电荷所受静电力为与的合力,由分析易知和的矢量和是定值,且方向与方向相同,在移动A点电荷的过程中,变小,方向不变,则C点的电荷所受静电力变小,B错误;四个电荷都是正电荷,由同种电荷相互排斥以及力的矢量叠加可知,A点电荷移动过程中受到的静电力始终沿OA方向,故在移动A点的电荷的过程中,静电力做正功,C错误;A点电荷移到无穷远处后,把一个试探正电荷,从O点移到A点,静电力做正功,试探电荷电势能减小,故沿OA方向从O点到A点,电势降低,即,D正确.
10.答案:A
解析:在电场中,等差等势面越密,电场强度越大,由此可知,由可知,,由于固定电荷为负电荷,电场方向由金属板指向负电荷,沿电场线方向电势越来越低,可知M点所在等势面的电势大于N点所在等势面的电势,即,正电荷在电势高处电势能大,可知,A正确,B、C、D错误.
11.答案:D
解析:AB、由等势面的分布可知,该电场是点电荷产生的,由场强公式可知,a点的电场强度小于b点的电场强度,由于中心电荷的电性无法判断,电场线方向无法判定,则不能比较a、b的电势高低,故A、B错误;C、粒子从P运动到a的过程中,只有电场力做正功,所以粒子的电势能减小,故C错误;D、根据轨迹的弯曲方向可知,b与中心电荷的电性相反,粒子从P运动到b的过程中,电场力做正功,动能增大,故D正确。故选:D。
12.答案:B
解析:A.设粒子的初速度为,粒子在电场中做类平抛运动,离开偏转电场的时间为,则两个粒子同时离开偏转电场,故A正确,不符合题意;B.设粒子离开偏转电场时速度方向与水平方向夹角为θ,粒子在电场中做类平抛运动,竖直方向的加速度为,竖直方向的分速度为,偏转角度的正切为,氘核和氦核的比荷相同,两个粒子离开偏转电场时速度方向相同,故B错误,符合题意;CD.两个粒子在偏转电场中水平方向分速度相同,离开偏转电场时竖直方向的分速度相同,离开偏转电场时速度大小相同,且从偏转电场同一点离开,故CD正确,不符合题意。故选B。
13.答案:D
解析:A.如果实线是等势面,则电场线沿竖直方向,由电场力指向轨迹凹的一向,得知电子所受的电场力方向竖直向下,电子带负电,故a点的电势高于b点的电势,故A错误;
B.如果实线是电场线,由电场力指向轨迹凹的一向,得知电子所受的电场力方向水平向右,电场力做正功,故电子在a点的电势能比b点的电势能大,故B错误;
C.根据上面的分析可知,如果实线是等势面,电子所受电场力方向竖直向下,从a到b电场力做负功,根据动能定理可知,a点速率大于b点速率,如果实线是电场线,电子所受电场力方向水平向右,从a到b电场力做正功,根据动能定理,a点的速率小于b点的速率,故C错误;
D.从上面分析可知,不管实线是等势面还是电场线,电子受到的电场力方向与电子初速度方向都不在同一直线上,且电场力大小和方向不变化,电子做类平抛(类斜抛)运动,因此电子从a点运动到b点的轨迹一定是抛物线的一部分,故D正确。
故选D。
14.答案:C
解析:A.根据曲线运动的特点,可知a粒子的电场力方向与电场方向一致,c粒子的电场力方向与电场方向相反,因此a粒子带正电,c粒子带负电。故A错误;
B.由图可知,电场力对c粒子做正功,电势能减少。故B错误;
C.由图可知,电场力对粒子做正功,由于只受电场力,则速度增加。故C正确;
D.由于a粒子刚好做圆周运动,根据匀速圆周运动的特点,a粒子的加速度大小和动能均不变。故D错误。
故选C。2024届新高考物理高频考点专项练习:专题九考点27电场力功电势能(B卷)
1.空间中一静电场的某物理量在x轴上分布情况如图所示,其中,则()
A.若为图像,则
B.若为图像,则将一电子由A沿x轴移向B,电场力先做负功再做正功
C.若为图像,则相同
D.若为图像,在A自由释放一质子,其仅在电场力作用下运动到B,加速度先变小后增大
2.如图所示,O、M、N为一负点电荷电场中一条电场线上的三点,M为ON的中点。O、N两点的电势分别为,,则()
A.M点的电势为-6V
B.M、N两点的电势差大于O、M两点的电势差
C.O点的电场强度一定比N点的电场强度大
D.一正点电荷从O点沿直线移到N点的过程中,电场力做负功
3.如图所示为一正四棱锥。底面四个顶点上依次固定电荷量为、、、的点电荷,O点为底面中心。规定无穷远处电势为零,下列说法正确的是()
A.O点处电势和电场强度都为零
B.A点处电场强度方向与边平行
C.将一电子从O点沿直线移动到边中点,其电势能逐渐增加
D.将一电子从O点沿直线移动到边中点,其电势能逐渐减小
4.如图所示,光滑绝缘水平面上两点固定着等量异种点电荷。一质量为m、电荷量为的试探电荷在M点由静止释放。试探电荷经过连线中点O时速度为,经过与M点关于O点对称的N点时速度为,设无穷远处电势为零,下列说法中正确的是()
A.试探电荷从M点运动到N点做匀加速运动
B.试探电荷在两点受到的电场力大小相等,方向相反
C.两点的电势差
D.试探电荷在N点具有的电势能为
5.如图,匀强电场中三点的电势()
A.a点最高B.b点最高C.c点最高D.都相等
6.如图所示,a、b两点位于以负点电荷()为球心的球面上,c点在球面外,则()
A.a点场强的大小比b点大B.b点场强的大小比c点小
C.a点电势比b点高D.b点电势比c点低
7.在绝缘光滑的水平面上相距为的A,B两处分别固定两正点电荷,其电量分别为、,两点电荷的位置坐标如图甲所示。图乙是A,B连线之间的电势φ与位置x之间的关系图像,图中点为图线的最低点。若将带正电小球(可视为质点)在的C点由静止释放,下列说法正确的是()
A.
B.小球向左运动过程中加速度先减小后增大
C.小球向左运动过程中电势能先增大后减小
D.小球能恰好到达点处
8.绝缘光滑水平面上有三点,以O点为坐标原点,向右方向为正方向建立直线坐标轴x轴,A点坐标为,B点坐标为2m,如图甲所示。两点间的电势变化如图乙,左侧图线为四分之一圆弧,右侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m,电荷量为q的负点电荷,由A点静止释放,则关于负点电荷的下列说法中正确的是(忽略负点电荷形成的电场)()
A.负点电荷在段的加速度大于在段的加速度
B.负点电荷在段的运动时间小于在段的运动时间
C.负点电荷由A点运动到O点过程中,随着电势的升高电势能变化越来越快
D.当负点电荷分别处于和时,电场力的功率相等
9.在如图所示的四个电场中,均有相互对称分布的a、b两点,其中a、b两点电势和场强都相同的是()
A.B.C.D.
10.如图所示的电场中,实线和虚线分别表示该电场的电场线和等势线,若a、b两点处的电势为零,相邻等势线间的电势差为2V,则()
A.a点处的电场强度等于b点处的电场强度
B.c、b两点间的电势差大于c、a两点间的电势差
C.电子在c点处具有的电势能为20eV
D.若将一电子在d点处由静止释放,则运动至c点对应等势线时,具有的动能为2eV
11.如图所示,匀强电场场强为E,A与B两点间的距离为d,AB与电场夹角为α,则A与B两点间的电势差为()
A.EdB.C.D.
12.下列说法正确的是()
A.由可知,匀强电场中任意两点间距离越大,两点间的电势差一定越大
B.任一点的电场强度总是指向该点电势降落的方向
C.若电场中两点的电势差,则将单位电荷从A点移到B点,电场力做功为1J
D.沿电场线方向,电势一定越来越小
13.如图甲所示,是同一条电场线上的两个点,将两个带正电的粒子分别从A点由静止释放向B运动的过程中,两粒子运动的图像均如图乙所示,粒子重力不计,则下列说法正确的是()
A.电场力对两粒子所做功一定相等
B.两点电场强度和电势关系为,
C.两粒子的比荷一定相等
D.两粒子在B点动能一定相等
14.如图所示,把一个架在绝缘支座上的导体放在正电荷形成的电场中,导体处于静电平衡状态后,用一根导线将导体BC两端相连时,下列结论中正确的是()
A.导线上没有电流B.导线上有电流从B端流向C端
C.导线上有电流从C端流向B端D.导体外部的电势比导体内部高
答案以及解析
1.答案:D
解析:A、若为图象,由图象知,A到B电场强度一直是负值,表明电场方向一直是沿x轴负方向,沿电场线方向电势逐渐降低,因此A到B电势是升高的,则,故A错误;
B、A、B之间电场方向一直是沿x轴负方向,电子受到的电场力方向指向x轴正方向,所以电场力一直做正功,故B错误;
C、若为图象,其斜率代表电场强度,则A、B两点电场强度大小相等,但方向相反,故C错误;
D、若为图象,A到O电势降低,电场方向指向x轴正方向,在A点静止释放质子所受电场力方向指向x轴正方质子将向x轴正方向运动,由图象斜率变化可知电场强度先变小,在O点为零,O到B过程电场反向逐渐变大,所以质子的加速度先变小后变大。
故选:D。
2.答案:B
解析:AB.在O、M、N所在的电场线上,离负电荷越近,场强越大,相同距离的电势差越大,故M、N两点的电势差大于O、M两点的电势差,即M点的电势高于-6V,故A错误,B正确;
C.该电场是由负电荷形成的,由点电荷场强公式可知,O点离场源电荷较远,场强较小,即O点的电场强度一定比N点的电场强度小,故C错误;
D.一正点电荷从O点沿直线移到N点的过程中,电场力做正功,故D错误。
故选:B。
3.答案:C
解析:A.由电势叠加可知,O点电势为零;由场强叠加可知,O点处电场强度不为零,选项A错误;
B.由场强叠加可知两点的正电荷在A点的场强方向过A点垂直于边斜向上;两点的负电荷在A点的场强方向过A点垂直于边斜向下,则A点处电场强度方向沿水平方程,与边垂直,选项B错误;
C.边中点的电势为负值,则将一电子从O点沿直线移动到边中点,电势降低,则电子的电势能逐渐增加,选项C正确;
D.边中点的电势也为零,将一电子从O点沿直线移动到边中点,其电势能不变,选项D错误。
故选C。
4.答案:D
解析:A.试探电荷从M点运动到N点受变力作用,做变加速运动,A错误;
B.试探电荷在两点受到的电场力大小相等,方向相同,B错误;
C.试探电荷从M到N由动能定理可知
解得
C错误;
D.设无穷远处电势为零,两点固定着等量异种点电荷,故O点的电势为零,故从O到N根据动能定理可知
即
D正确。
故选D。
5.答案:A
解析:沿电场线方向电势降低,等势线垂直于电场线,故匀强电场中三点的电势中a点最高。
故选A。
6.答案:D
解析:AB.根据点电荷电场强度的计算公式可知,a点场强的大小和b点电场强度大小相等,b点场强的大小比c点大,故AB错误;
CD.a、b在以负点电荷为球心的同一球面上,即在同一等势面上,故a点电势和b点电势相等,根据沿电场线方向电势降低可得b点电势比c点低,故C错误、D正确。
故选:D。
7.答案:B
解析:A.根据图象切线的斜率表示场强E可知,处场强为0,则有
解得
A错误;
BC.根据图象可知,右侧电场方向向左,左侧电场方向向右,将带正电小球在的C点由静止释放后,先向左加速到处再向左减速,电场力先做正功后做负功,电势能先减小后增大,C错误;由于处场强为0,小球在该位置的加速度为0,故小球向左运动过程中加速度先减小后增大,B正确;
D.小球从C点由静止释放向左运动到速度减为0的过程,电场力做功为0,即速度为0的位置电势与C点位置的电势相等,从图象可以看出该位置应位于之间,D错误;
故选B。
8.答案:B
解析:A.在电势随两点间距离的变化图线中,图线的斜率的绝对值表示电场强度的大小,设C点的坐标值为,则C点圆弧切线斜率大小等于直线斜率的绝对值,即此时电场强度大小相等,由牛顿第二定律可知,此时加速度大小相等,故A错误;
B.由于沿场强方向电势降低,所以段场强沿OA方向,段场强沿方向,负点电荷在段做加速度减小的加速运动,在段做匀减速运动,由于B点电势等于A点电势,所以负点电荷在B点速度为零,则段的平均速度大于段的平均速度,所以段的运动时间小于段的运动时间,故B正确;
C.相等距离上电势能变化越快,说明该处电场力越大,即场强越大,由A到O点场强逐渐减小,所以电势能变化应越来越慢,故C错误;
D.当负点电荷分别处于和时,电荷所受电场力相等,但处的速度大于处的速度,所以电场力的功率不相等,故D错误。
故选B。
9.答案:C
解析:而电场强度是矢量,虽然四个图中、两点的电场强度大小相等,但A图中、的电场强度方向相反;B图中两电场叠加后点场强方向斜向右上方,点场强方向斜向右下方;C图中电场叠加后,、两点场强方向都是水平向右;D图中电场叠加后点场强方向向上,点场强方向向下,因此只有选项C正确.
10.答案:D
解析:本题考查通过电场线判断电势及能量关系。a点处的电场线更密集,则a点处的电场强度大于b点处的电场强度,故A错误;a、b两点处的电势为零,则c、b两点间的电势差等于c、a两点间的电势差,故B错误;由题图可得c点处的电势为20V,则电子在c点处具有的电势能为,故C错误;电子从d点处由静止运动至c点对应的等势线时,电场力做功2eV,电势能减少2eV,动能增加2eV,故D正确。
11.答案:B
解析:由题,两点间的距离为d及AB连线与电场方向的夹角为α,则这两点沿电场方向的距离,两点间的电势差.
12.答案:D
解析:A.匀强电场中任意两点间距离越大,但间的有效距离(沿电场线方向的有效距离),不一定增大,两点间的电势差不一定越大,A错误;
B.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向,B错误;
C.若电场中两点的电势差,则将单位正电荷从A点移到B点,电场力做功为1J;
若电场中两点的电势差,则将单位负电荷从A点移到B点,电场力做功为-1J,C错误;
D.沿着电场线方向,电势逐渐降低,D正确。
故选D
13.答案:C
解析:C、根据图像可知两粒子在同一位置的加速度相同,由知道两粒子的比荷相同,故C正确;
B、粒子带正电,A到B电场力做正功,所以电场方向由A指向,粒子的加速度逐渐减小,电场强度逐渐减小,,故B错误;
AD、两粒子的末速度相同,但是粒子质量关系未知,两粒子在B点动能不一定相同,电场力做功不一定相同,故AD错误。
故选:C。
14.答案:A
解析:导体处于静电平衡状态下的导体是个等势体,导体内部和外部电势相等,导体表面是个等势面,用一根导线将导体BC两端相连时,导线中没有电流,故选A。
22024届新高考物理高频考点专项练习:专题九考点26电场、电场强度及静电的防止与利用(A卷)
1.下列说法不正确的是()
A.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在电场
B.由知,若q减半,则该处电场强度为9来的2倍
C.电场是一种物质,它与其他物质一样,是不依赖我们的感觉而客观存在的东西
D.电场中某点场强方向就是该点所放正电荷受到的静电力的方向
2.下列是某同学对电场中的概念、公式的理解,其中正确的是()
A.由真空中点电荷场强公式,电场中某点场强和场源电荷的电荷量成正比
B.根据场强的定义式,电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比
C.根据电阻定义式,电阻与电压成正比,与电流成反比
D.根据,可知在匀强电场中,电场强度与电压成正比
3.如图所示,在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷,将质量为m、带电荷量为的小球(可视作点电荷)从圆弧管的水平直径端点由静止释放,小球沿细管滑到最低点B时,对管壁恰好无压力,则固定于圆心O处的点电荷产生的电场在B点处的电场强度为()
A.,方向竖直向上B.,方向竖直向下
C.,方向竖直向上D.,方向竖直向下
4.如图所示,正方形线框由边长为L的粗细均匀的绝缘棒组成,O是线框的中心,线框上均匀地分布着正电荷,现在线框上侧中点A处取下足够短的带电荷量为q的一小段,将其沿OA连线延长线向上移动的距离到B点处,若线框的其他部分的电荷量与电荷分布保持不变,静电力常量为k,则此时O点的电场强度大小为()
A.B.C.D.
5.下列关于电场强度E的说法正确的是()
A.公式只适用于点电荷产生的电场
B.公式,E与F成正比,与q成反比
C.公式,F是放入电场中的电荷所受的力,q是产生电场的电荷的电荷量
D.在库仑定律的表达式中,是点电荷产生的电场在点电荷处电场强度的大小,而是点电荷产生的电场在点电荷处的电场强度的大小
6.关于静电场,下列说法正确的是()
A.电场中某点电场强度的方向,与电荷在该点所受的电场力方向相同
B.电场强度公式表明,电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比,若q减半,则该处的电场强度变为原来的2倍
C.电场中电势为零的位置,电场强度一定为零
D.带电粒子(只受电场力)在电场中运动,某一点的加速度方向一定和该点的电场力方向相同
7.在如图所示的各电场中,两点的电场强度相同的是()
A.B.
C.D.
8.空间存在着匀强磁场和匀强电场,磁场的方向垂直于纸面(xOy平面)向里,电场的方向沿y轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下,从坐标原点O由静止开始运动。下列四幅图中,可能正确描述该粒子运动轨迹的是()
A.B.C.D.
9.如图为某静电场的电场线,a、b、c是同一条电场线上的三个点,这三个点的电场强度大小分别为、、,电势分别为、、。把一个检验电荷先后放在a、b、c三点,它受到的电场力大小分别为、、,下列判断正确的是()
A.B.C.D.
10.如图所示,ABC为电场中某区域的电场线上的三点,则下列说法正确的是()
A.B点的电场强度最大B.A点的电势最大
C.C点的电势最大D.电子在B点处电势能最大
11.某点电荷的电场线如图,两点的场强大小分别为,则这两点的场强()
A.方向相同,B.方向不同,
C.方向相同,D.方向不同,
12.法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场,如图所示为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图(箭头未标)。在M点处放置一个电荷量大小为q的负试探点电荷,受到的电场力大小为F,以下说法正确的是()
A.由电场线分布图可知M点处的场强比N点处场强小
B.a、b为异种电荷,a的电荷量小于b的电荷量
C.M点处的场强大小为,方向与所受电场力方向相同
D.如果M点处的点电荷电量变为,该处场强将变为
13.等量异种点电荷固定在如图所示的真空空间中,O为两电荷连线的中点,为连线的中垂线上关于O点对称的两点,为过O点的一直线上关于O点对称的两点,电子重力不计。下列说法正确的是()
A.两点电场强度大小相等、方向不同
B.在A点由静止释放一电子,电子将沿做往返运动
C.将一电子分别放在C点和D点,在D点的电势能较大
D.将一电子从A点经C点、D点移到B点,电场力始终不做功
14.如图所示,真空中位于x轴上的两个等量正点电荷的位置关于坐标原点O对称,规定电场强度沿x轴正方向为正,无穷远处电势为0。下列描述x轴上的电场强度E或电势φ随位置x的变化规律正确的是()
A.B.C.D.
2
答案以及解析
1.答案:B
解析:电场是电荷周围存在的一种特殊的物质,电场就是由电荷产生的,有电荷一定有电场存在,A正确;电场中某点的电场强度是由电场本身决定的,与试探电荷的电荷量及其所受电场力无关,B错误;电场虽然看不见、摸不着,但它是一种客观存在的物质,C正确;电场中某点场强方向就是该点所放正电荷受到的静电力的方向,D正确.本题选说法不正确的,故选B.
2.答案:A
解析:A、由真空中点电荷场强公式中Q是场源电荷的电荷量,可知电场中某点场强和场源电荷的电荷量成正比,故A正确;B、场强的定义式采用比值法定义,可知电场中来点的电场强度由电场本身决定,和试探电荷的电荷量无关,故B错误;C、电阻定义式采用比值法定义,可知电阻由导体本身决定,与电压、电流无关,故C错误;D、在匀强电场中,电场强度处处相同,与电压无关,故D错误。故选:A。
3.答案:D
解析:设细管的半径为R,小球到达B点时速度大小为v,小球的运动方向垂直于库仑力,故库仑力不做功,小球从A滑到B的过程中,由机械能守恒定律得,小球经过B点时,由牛顿第二定律得,联立可得,方向竖直向下,D正确.
4.答案:C
解析:线框上其他部分的电荷在O点产生的电场强度与A点处对应的电荷量为q的小段在O点产生的电场强度大小相等、方向相反,故点处的小段在O点产生的电场强度为,由电场强度的叠加原理可知,故选C.
5.答案:D
解析:ABC、公式适用于任何情况,电场强度是描述电场本身的性质的物理量,与试探电荷无关,不能说电场强度与电场力F成正比,与电量q成反比。故ABC错误。D、在库仑定律的表达式中,是点电荷产生的电场在点电荷处电场强度的大小,是点电荷产生的电场在点电荷处的电场强度的大小。故D正确。故选:D。
6.答案:D
解析:A.电场中某点电场强度的方向,与正电荷在该点所受的电场力方向相同,与负电荷在该点所受的电场力方向相反,故A错误;
B.公式为电场强度的定义式,电场强度的大小仅与电场本身有关,故B错误;
C.电场中电势和电场强度的大小没有必然的联系,电场中电势为零的位置,电场强度不一定为零,故C错误;
D.根据牛顿第二定律,带电粒子在电场中运动,某一点的加速度方向一定和该点的电场力方向相同,故D正确。
故选D。
7.答案:D
解析:AB.A图和B图中的两点的电场的防向不同,场强大小相等,所以两点的电场强度不相同。故AB错误;C.C图中的两点,b点的电场线比较密,以b点的场强大。故C错误;D.D图中的两点所在的电场为匀强电场,两点的电场强度大小相等,方向相同,际强相同,故D正确;故选D。
8.答案:B
解析:带正电粒子从原点O由静止释放,在电场力作用下,获得向上的速度后,会受到向左的洛伦兹力,故粒子向左侧偏转,排除A、C选项;当粒子再回到x轴时,电场力整体做功为零,洛伦兹力始终不做功,故此时速度为零,以后会重复原来的运动,不可能运动到x轴下方,故B正确,D错误。
9.答案:A
解析:B.电场线越密电场强度越大,有,故B错误。
AC.由于,而电场力,则有,故A正确,C错误。
D.沿电场线方向电势逐渐降低,所以有,故D错误。
故选A。
10.答案:A
解析:A、B、C三点,B点的电势最大,电场强度也最大,电子在B点的电势能最小,A正确。
11.答案:D
解析:电场线的方向表示场强的方向,电场线越密集表示场强越大,由此可知两点的场强方向不同,且
故选D。
12.答案:B
解析:A、根据电场线的疏密程度,判断N点的场强比M点的场强大,故A错误;
B、根据电场线由正电荷出发,终止于负电荷,可知为异种电荷;据点电荷的场强公式:知,场源的电荷量越大距离场源相同距离的位置场强越大,电场线越密,由图可知b的右侧电场线密,a的左侧电场线稀疏,所以a的电荷量小于b的电荷量,故B正确。
C、据场强的定义式知,M点的场强大小为;场强方向的规定知,该点的场强方向与负检验电荷所受电场力方向相反,故C错误;
D、据场强由电场本身决定,与检验电荷无关,所以M点处的点电荷电量变为2q,该处场强不变,故D错误。
故选:B。
13.答案:C
解析:A、根据对称性结合等量异种电荷电场线分布可知两点电场强度大小相等,方向相同,故A错误;B、A点电场水平向右,电子在A点由静止释放,不会沿做往返运动,故B错误;C、沿着电场线方向电势降低,所以C点电势大于D点电势,负电荷在电势高的位置电势能小,所以在D点的电势能较大,故C正确;D、将一电子从A点经C点,电场力做正功,从C点到D点,电场力做负功,从D点移到B点,电场力做正功,整个过程电场力不做功,故D错误;故选:C。
14.答案:A
解析:由点电荷在真空中某点形成的电场强度公式和电场叠加原理可知,沿x轴方向,从到A点,电场强度方向沿x轴负方向,E为负,场强大小逐渐变大,从A点到O点,电场强度为正,逐渐减小,从O点到B点,电场强度为负,场强大小逐渐变大,从B点到,电场强度为正,逐渐减小,故A正确,B错误;无穷远处电势为零,根据等量同种正电荷的电场线分布图知,等量同种正电荷电场中的电势不会为负值,且O点处电势大于零,故C、D错误。2024届新高考物理高频考点专项练习:专题九静电场及其应用(B卷)
1.下列关于电荷的说法正确的是()
A.自然界的电荷只有三种B.摩擦起电创造了新的电荷
C.物体所带的电荷量可以是任意的D.密立根测得了元电荷的数值
2.导体A所带的电荷量为,另一完全相同的导体B所带的电荷量为,让第三个完全相同的不带电的导体C先后与导体接触一会儿后分开,则最后导体B所带的电荷量为()
A.B.qC.D.
3.如图甲所示是一个原先不带电的导体,图乙中C是靠近图甲中导体的带正电的导体球.若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开,将导体分为两部分,这两部分所带电荷量的数值分别为,则下列结论正确的是()
A.沿虚线d切开,A带负电,B带正电,且
B.只有沿虚线b切开,才有A带正电,B带负电,且
C.沿虚线a切开,A带正电,B带负电,且
D.沿任意一条虚线切开,都有A带正电,B带负电,且
4.如图所示,真空中两点相距,在两点分别固定带电荷量均为的点电荷,AB连线的中点为O.质量为m、带电荷量为的粒子恰好能绕O点做匀速圆周运动,运动的轨迹半径为,不计粒子的重力,静电力常量为k,则粒子做匀速圆周运动的速度大小为()
A.B.
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