熱點(diǎn)強(qiáng)化練10 靜電場性質(zhì)綜合訓(xùn)練(時間:40分鐘)1.(2020·北京市第二次合格性考試)1為某靜電場的電場線,a、b、c是同一條電場線上的三個點(diǎn),這三個點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb、Ec,電勢分別為φa、φb、φc。把一個檢驗(yàn)電荷先后放在a、b、c三點(diǎn),它受到的電場力大小分別為Fa、Fb、Fc,下列判斷正確的是(  )1A.FaFbFc  B.FaFbFcC.FaFbFc  D.FaFbFc答案 A解析 根據(jù)電場線的特點(diǎn)可知,電場線越密電場強(qiáng)度越大,故EaEbEc,電場力FqE,故有FaFbFc,故A正確,B、C、D錯誤。2.[2020·浙江省名校聯(lián)盟創(chuàng)新卷()]點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場如圖2所示,a、b為同一條電場線上的兩點(diǎn),則下列判斷正確的是(  )2A.a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度EaEbB.ab兩點(diǎn)的電勢φaφbC.負(fù)電荷在a點(diǎn)的電勢能較小D.正電荷在b點(diǎn)電場力與電場方向相反答案 C解析 電場強(qiáng)度跟電場線的疏密程度有關(guān),由點(diǎn)電荷電場線的分布可知,a點(diǎn)的電場線比b點(diǎn)的電場線密,因此EaEb,故選項(xiàng)A錯誤;電場線的方向指向電勢降低的方向,因此φaφb,故選項(xiàng)B錯誤;負(fù)電荷從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn),電場力做負(fù)功,電勢能增加,因此選項(xiàng)C正確;正電荷所受電場力的方向跟電場線在該點(diǎn)的切線方向相同,故選項(xiàng)D錯誤。3.(2020·浙江選考模擬)如圖3所示,真空中固定于A、B兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q1=+2.0×106 C、Q2=-2.0×106 C,A、B之間的距離L2.0 m,MNAB的中垂線,P點(diǎn)距離A、B的距離也為2.0 m,已知靜電力常量k9.0×109 N·m2/C2,則(  )3A.兩點(diǎn)電荷間的庫侖力大小為1.8×102 NB.P點(diǎn)場強(qiáng)的方向沿y軸正向C.P點(diǎn)放置q=+2.0×106 C的電荷,該電荷受到的電場力的大小為9.0×103 ND.P點(diǎn)放置q=+2.0×106 C的電荷,該電荷受到的電場力的大小為9×103 N答案 C解析 根據(jù)庫侖定律,A、B兩點(diǎn)電荷間的庫侖力大小Fk,代入數(shù)據(jù)得F9.0×103 N,A錯誤;A、B兩點(diǎn)電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等,均為E1k,A、B兩點(diǎn)電荷形成的電場在P點(diǎn)的合場強(qiáng)大小E2E1cos 60°4.5×103 V/m,根據(jù)矢量合成的法則,方向?yàn)?/span>x軸的正方向,B錯誤;P點(diǎn)處的電荷受到電場力的大小為FqE9.0×103 N,C正確,D錯誤。4.(多選)(2020·北京市密云區(qū)期末)如圖4所示,平行板電容器的A、B板水平正對放置,B板接地(電勢為0)。在兩板間有一帶負(fù)電液滴恰好靜止不動,若A板向下移動,則下列判斷正確的是(  )4A.液滴向下運(yùn)動B.液滴仍靜止不動C.若此平行板電容器與靜電計相連,則靜電計指針張角變小D.此帶電液滴電勢能不變答案 BCD解析 根據(jù)題意可知,電容器的電量不變。若A板向下移動,板間距減小,根據(jù)CC、E可知,板間場強(qiáng)不變,液滴所受電場力不變,仍平衡,靜止不動,故A錯誤,B正確;若A板向下移動,板間距減小,根據(jù)C可知,電容變大,由C知,板間電壓減小,靜電計指針張角變小,故C正確;B板接地(電勢為0),A板向下移動,板間場強(qiáng)不變,由UEd知,液滴與下極板間的電勢差不變,液滴的電勢能不變,故D正確。5.(2020·東煙臺市高考診斷一模)如圖5所示,在xOy平面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場,以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心的圓,與xy軸的交點(diǎn)分別為a、b、c、d,從坐標(biāo)原點(diǎn)O向紙面內(nèi)各個方向以等大的速率射出電子,可以到達(dá)圓周上任意一點(diǎn),而到達(dá)b點(diǎn)的電子動能增加量最大。則 (  )5A.電場線與x軸平行B.a點(diǎn)電勢大于c點(diǎn)電勢C.在圓周上的各點(diǎn)中,b點(diǎn)電勢最高D.電子從O點(diǎn)射出至運(yùn)動到b點(diǎn)過程中,其電勢能增加答案 C解析 從坐標(biāo)原點(diǎn)O向紙面內(nèi)各個方向以等大的速率射出電子,可以到達(dá)圓周上任意一點(diǎn),而到達(dá)b點(diǎn)的電子動能增加量最大,說明O、b兩點(diǎn)間電勢差最大,電場線與y軸平行,沿y軸負(fù)方向,所以b點(diǎn)電勢最高,a點(diǎn)電勢等于c點(diǎn)電勢,故C正確,A、B錯誤;電子帶負(fù)電,從O點(diǎn)射出至運(yùn)動到b點(diǎn)過程中,電勢升高,電場力做正功,其電勢能減小,故D錯誤。6.(2020·浙江省名校協(xié)作體5月模擬)在點(diǎn)電荷+Q形成的電場中有一點(diǎn)A,當(dāng)一個電荷量為-q的檢驗(yàn)電荷從電場的無限遠(yuǎn)處被移到電場中的A點(diǎn)時,電場力做的功為W。取無限遠(yuǎn)處電勢為0,則檢驗(yàn)電荷在A點(diǎn)的電勢能及電場中A點(diǎn)的電勢分別為(  )A.EpA=-W,φA  B.EpA=-W,φA=-C.EpAW,φA  D.EpAW,φA=-答案 A解析 依題意,-q的檢驗(yàn)電荷從電場的無限遠(yuǎn)處被移到電場中的A點(diǎn)時,電場力做的功為W,則電荷的電勢能減小W,無限處電荷的電勢能為零,則電荷在A點(diǎn)的電勢能為EpA=-W,UA0φA,則A點(diǎn)的電勢φA,故選項(xiàng)A正確。7.(多選)(2020·江蘇如皋中學(xué)模擬)如圖6,一帶正電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn),兩虛線圓均以O為圓心,兩實(shí)線分別為帶電粒子MN先后在電場中運(yùn)動的軌跡,a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點(diǎn),不計重力。下列說法正確的是(  )6A.M帶負(fù)電荷,N帶正電荷B.Mb點(diǎn)的動能小于它在a點(diǎn)的動能C.Nd點(diǎn)的電勢能等于它在e點(diǎn)的電勢能D.N在從c點(diǎn)運(yùn)動到d點(diǎn)的過程中克服電場力做功答案 ABC解析 由粒子運(yùn)動軌跡可知,M受到的是吸引力,N受到的是排斥力,可知M帶負(fù)電荷,N帶正電荷,故A正確;Mab點(diǎn),庫侖力做負(fù)功,根據(jù)動能定理知,動能減小,則b點(diǎn)的動能小于在a點(diǎn)的動能,故B正確;d點(diǎn)和e點(diǎn)在同一等勢面上,電勢相等,則Nd點(diǎn)的電勢能等于在e點(diǎn)的電勢能,故C正確;Ncd,庫侖斥力做正功,故D錯誤。8.(多選)(2020·廣東佛山市二模)如圖7所示,勻強(qiáng)電場中的A、B、C三點(diǎn)構(gòu)成一個直角三角形,BC邊垂直AC邊,BAC30°,BC邊長度為d,已知電場方向與該直角三角形的某一邊平行。一質(zhì)量為m、電荷量為q、帶正電的粒子(不計重力)在該電場中運(yùn)動,經(jīng)過A點(diǎn)時速度大小為v0、方向沿AB;經(jīng)過BC邊的中點(diǎn)D時,速度大小為vD,方向與BC邊垂直。以下選項(xiàng)正確的是(  )7A.電場方向與AC邊平行B.A、B、C三點(diǎn)中B點(diǎn)電勢最高C.vDv0D.電場強(qiáng)度大小E答案 BD解析 因帶正電的粒子沿AB方向入射,垂直BC邊射出,且已知電場方向與該直角三角形的某一邊平行,根據(jù)做曲線運(yùn)動的物體所受的合力方向指向軌跡的凹向,可知粒子所受電場力方向平行于BC向下,選項(xiàng)A錯誤;沿電場線電勢逐漸降低,可知A、B、C三點(diǎn)中B點(diǎn)電勢最高,選項(xiàng)B正確;粒子在垂直于BC方向做勻速運(yùn)動,可知vDv0cos 30°v0,選項(xiàng)C錯誤;由AD由動能定理-qEmvmv,解得E,選項(xiàng)D正確。9.(多選)(2020·山西陽泉市上學(xué)期期末)如圖8所示,在方向水平的勻強(qiáng)電場中,一不可伸長的不導(dǎo)電細(xì)線的一端連著一個質(zhì)量為m的帶電小球,另一端固定于O點(diǎn),把小球拉起至A點(diǎn),此時細(xì)線與場強(qiáng)平行,然后把小球從A點(diǎn)無初速釋放,經(jīng)最低點(diǎn)B后到達(dá)B的另一側(cè)C點(diǎn)時速度為零,則 (  )8A.小球在B點(diǎn)時速度最大B.小球從A點(diǎn)到B點(diǎn)再到C點(diǎn)的過程中,機(jī)械能一直在減少C.小球在B點(diǎn)時的繩子拉力最大D.B點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中小球的電勢能一直增加答案 BD解析 小球受電場力水平向右,則由平衡知識可知,小球的平衡位置在AB之間的某位置,小球在平衡位置時的速度最大,繩子在此位置時繩子的拉力也是最大,則選項(xiàng)A、C錯誤;小球從A點(diǎn)到B點(diǎn)再到C點(diǎn)的過程中,只有電場力和重力做功,則小球的機(jī)械能和電勢能之和守恒,因此過程中電場力一直做負(fù)功,電勢能變大,則機(jī)械能一直在減少,選項(xiàng)B正確;從B點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中,電場力對小球做負(fù)功,則小球的電勢能一直增加,選項(xiàng)D正確。10.(多選)(2020·浙江寧波市適應(yīng)性考試)如圖9甲所示,一絕緣的圓環(huán)上均勻分布著正電荷,一光滑細(xì)桿過圓心且垂直于圓環(huán)平面,桿上套有帶正電的小球。t0時刻把小球從a點(diǎn)由靜止釋放后,小球沿細(xì)桿運(yùn)動經(jīng)過b、c兩點(diǎn),小球運(yùn)動的vt圖像如圖乙所示。下列判斷正確的是(  )9A.小球從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中電勢能增大B.圓環(huán)在圓心處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為0C.a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場強(qiáng)度D.a、b兩點(diǎn)電勢差Uab小于b、c兩點(diǎn)電勢差Ubc答案 BD解析 小球帶正電,則小球從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中,電場力做正功,電勢能減小,故A錯誤;根據(jù)對稱性可知,絕緣豎直圓環(huán)上均勻分布的正電荷在圓心處產(chǎn)生的場強(qiáng)完全抵消,則帶電圓環(huán)在圓心處產(chǎn)生的場強(qiáng)為零,故B正確;由乙圖可知小球在a處的加速度小于b處加速度,由qEma,可知a點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于b點(diǎn)的電場強(qiáng)度,故C錯誤;根據(jù)動能定理qUabmv0m×0.420.08m,qUbcmvmvm×(0.720.42)0.165m,可得a、b兩點(diǎn)電勢差Uab小于b、c兩點(diǎn)電勢差Ubc,故D正確。11.(多選)(2020·天津市和平區(qū)第二次質(zhì)量調(diào)查)如圖10所示,一帶電的粒子以一定的初速度進(jìn)入某點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中,沿圖中彎曲的虛線軌跡先后經(jīng)過電場中的a、b兩點(diǎn),其中a點(diǎn)的場強(qiáng)大小為Ea,方向與ab連線成30°角;b點(diǎn)的場強(qiáng)大小為Eb,方向與ab連線成60°角,粒子只受電場力的作用,下列說法中正確的是(  )10A.粒子帶正電B.a點(diǎn)的電勢低于b點(diǎn)的電勢C.ab,系統(tǒng)的電勢能減小D.粒子在a點(diǎn)的加速度大于在b點(diǎn)的加速度答案 AC解析 Ea、Eb延長,其交點(diǎn)為Q點(diǎn),如圖所示,由圖可知場源電荷在Q位置,電場方向指向場源電荷,故電荷為負(fù)電荷,根據(jù)曲線運(yùn)動所受合力指向曲線內(nèi)側(cè),所以粒子帶正電,故A正確;由圖可知,RaRb,且點(diǎn)電荷的電場中等勢面是以場源電荷為圓心的同心圓,沿著電場線方向,電勢逐漸降低,故a點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)電勢,故B錯誤;由于a點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)電勢,由正電荷在電勢高處電勢能大,即粒子從ab電勢能減小,故C正確;由圖可知,RaRb,且根據(jù)Ek可知粒子在a點(diǎn)的場強(qiáng)小于在b點(diǎn)的場強(qiáng),故粒子在a點(diǎn)的加速度小于在b點(diǎn)的加速度,故D錯誤。12.(2020·浙江省山水聯(lián)盟開學(xué)考)如圖11所示,環(huán)形塑料管半徑為R,豎直放置,且管的內(nèi)徑遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑,ab為該環(huán)的水平直徑,環(huán)的ab及其以下部分有水平向左的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度的大小E,管的內(nèi)壁光滑?,F(xiàn)將一質(zhì)量為m,電荷量為+q的小球從管中a點(diǎn)由靜止開始釋放,則(  )11A.小球到達(dá)b點(diǎn)時速度為零,并在adb間往復(fù)運(yùn)動B.小球每周的運(yùn)動過程中最大速度在圓弧ad之間的某一位置C.小球第一次和第二次經(jīng)過最高點(diǎn)c時對管壁的壓力之比為15D.小球第一次經(jīng)過最低點(diǎn)d和最高點(diǎn)c時對管壁的壓力之比為41答案 C解析 帶電小球從a點(diǎn)由靜止釋放,只有重力和電場力做功,帶電小球到達(dá)b點(diǎn),重力勢能不變,電勢能減小,故到達(dá)b點(diǎn)時的動能為EkqE·2R2mgR,故A錯誤;當(dāng)小球重力和電場力的合力正好沿半徑方向時,小球的速度最大,所以速度最大點(diǎn)在d點(diǎn)的左側(cè),故B錯誤;第一次過d點(diǎn)時,根據(jù)動能定理,有mgRqERmv,根據(jù)向心力公式,有FN1dmg,解得FN1d5mg,第一次過c點(diǎn),根據(jù)向心力公式,有FN1cmg,第一次經(jīng)過c點(diǎn)的動能為mvmgR,FN1cmg,則小球第一次經(jīng)過最低點(diǎn)d和最高點(diǎn)c時對管壁的壓力之比為FN1dFN1c51,故D錯誤;從a點(diǎn)釋放到第二次到c點(diǎn)過程,根據(jù)動能定理,有-mgR2qE·2Rmv,據(jù)向心力公式,有FN2cmg,解得FN2c5mg,則小球第一次和第二次經(jīng)過最高點(diǎn)c時對管壁的壓力之比為FN1cFN2c15,故C正確。13.(多選)(2020·遼寧葫蘆島市上學(xué)期質(zhì)監(jiān))如圖12所示,質(zhì)子和α粒子(氦核)分別從靜止開始經(jīng)同一加速電壓U1加速后,垂直電場方向進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場,偏轉(zhuǎn)電場電壓U2。兩種粒子都能從偏轉(zhuǎn)電場射出并打在熒光屏MN上,粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時速度方向正對熒光屏中心O點(diǎn)。下列關(guān)于兩種粒子運(yùn)動的說法正確的是(  )12A.兩種粒子會打在屏MN上的同一點(diǎn)B.兩種粒子不會打在屏MN上的同一點(diǎn),質(zhì)子離O點(diǎn)較遠(yuǎn)C.兩種粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時具有相同的動能D.兩種粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時具有不同的動能,α粒子的動能較大答案 AD解析 兩種粒子在加速電場中由動能定理得qU1mv0,在偏轉(zhuǎn)電場中,平行于極板方向Lv0t,垂直于極板方向a,yat2,離開偏轉(zhuǎn)電場的速度偏向角為α,有tan α,聯(lián)立以上各式得y,tan α,偏移量y和速度偏向角α都與粒子的質(zhì)量m、電荷量q無關(guān),所以偏移量y相同,速度方向相同,則兩種粒子打在屏MN上同一個點(diǎn),故A正確,B錯誤;對兩個粒子先加后偏的全過程,根據(jù)動能定理qU1qEk0,因α粒子的電荷量q較大,故離開偏轉(zhuǎn)電場時α粒子的動能較大,C錯誤,D正確。14.(多選)(2020·湖南永州市第二次模擬)如圖13所示,一充電后與電源斷開的平行板電容器的兩極板水平放置,板長為L,板間距離為d,距板右端L處有一豎直屏M。一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)以初速度v0沿中線射入兩板間,最后垂直打在M上,已知重力加速度為g,下列結(jié)論正確的是(  )13A.兩極板間電場強(qiáng)度大小為B.兩極板間電壓為C.整個過程中質(zhì)點(diǎn)的重力勢能增加D.若僅增大兩極板間距,該質(zhì)點(diǎn)仍能垂直打在M答案 BD解析 據(jù)題分析可知,小球在平行金屬板間軌跡應(yīng)向上偏轉(zhuǎn),做類平拋運(yùn)動,飛出電場后,小球的軌跡向下偏轉(zhuǎn),才能最后垂直打在M屏上,前后過程質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡有對稱性,如圖可見兩次偏轉(zhuǎn)的加速度大小相等,根據(jù)牛頓第二定律得qEmgmg,得到E,由UEd可知板間電壓為U,故A錯誤,B正確;小球在電場中向上偏轉(zhuǎn)的距離為yat2,而ag,t,解得y,小球打在屏上的位置與P點(diǎn)的距離為s2y,重力勢能的增加量為Epmgs,故C錯誤;僅增大兩板間的距離,因兩板上電荷量不變,根據(jù)E,而C,解得E,可知板間場強(qiáng)不變,小球在電場中受力情況不變,則運(yùn)動情況不變,故仍垂直打在屏上,故D正確。 

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