1.某靜電場在x軸上的場強(qiáng)E隨x的變化關(guān)系如圖所示,x軸正方向?yàn)閳鰪?qiáng)正方向,一個帶負(fù)電的點(diǎn)電荷只在電場力的作用下以一定初速度沿x軸正方向運(yùn)動,x1、x2、x3、x4四點(diǎn)間隔相等,則以下說法不正確的是( )
A.點(diǎn)電荷在x2和x4處電勢能相等
B.點(diǎn)電荷由x1運(yùn)動到x3的過程中電場力做負(fù)功
C.x1、x2兩點(diǎn)之間的電勢差小于x3、x4兩點(diǎn)之間的電勢差
D.點(diǎn)電荷由x1運(yùn)動到x4的過程中電場力先增大后減小
【答案】A
【詳解】A.x2-x4處場強(qiáng)方向沿x軸正方向,根據(jù)沿著電場線方向電勢降低,x2處電勢高于x4處電勢,帶負(fù)電的點(diǎn)電荷在x2處電勢能比在x4處的小,A錯誤;
B.x1-x3處場強(qiáng)為x軸正方向,則從x1到x3處順著電場線方向移動負(fù)點(diǎn)電荷,電場力做負(fù)功,B正確;
C.由U=Ed知E-x圖線與x軸所圍的面積表示電勢差,則知x1、x2兩點(diǎn)之間的電勢差小于x3、x4兩點(diǎn)之間的電勢差,C正確;
D.由x1運(yùn)動到x4的過程中,電場強(qiáng)度的絕對值先增大后減小,由
知,電場力先增大后減小,D正確。
此題選擇不正確的選項,故選A。
2.(2022·河北·滄縣風(fēng)化店中學(xué)高二開學(xué)考試)如圖所示的平面內(nèi)有A、B、C、D、E五點(diǎn),其中AC平行于DE,B點(diǎn)為AC的中點(diǎn),,平面內(nèi)存在勻強(qiáng)電場,電場方向與該平面平行,A點(diǎn)的電勢,C點(diǎn)的電勢,E點(diǎn)的電勢,電子的電量為e。下列說法正確的是( )
A.
B.
C.電子在D點(diǎn)的電勢能
D.將電子從B點(diǎn)移到D點(diǎn)電場力做的功為
【答案】A
【詳解】B.在勻強(qiáng)電場中任意一條不垂直于電場線的直線上電勢都隨位置均勻變化,所以
故B錯誤;
A.根據(jù)幾何關(guān)系可知BEDC構(gòu)成一平行四邊形,所以
解得
故A正確;
C.電子在D點(diǎn)的電勢能為
故C錯誤;
D.將電子從B點(diǎn)移到D點(diǎn)電場力做的功為
故D錯誤。
故選A。
3.如圖,a、b、c、d是勻強(qiáng)電場中的四個點(diǎn),它們恰好位于以O(shè)點(diǎn)為圓心的圓弧上(ab和cd是該圓的兩條直徑),已知電場方向平行于圓弧所在的平面,圓弧的半徑為R。將電荷量為q(q>0)的帶電粒子從a點(diǎn)移動到O點(diǎn),電場力對帶電粒子所做的功為W(W>0);再將該粒子從c點(diǎn)移動到O點(diǎn),電場力在該過程做的功為。下列說法正確的是( )
A.a(chǎn)、O兩點(diǎn)間的電勢差為
B.將該粒子從a點(diǎn)移動到d點(diǎn),電場力做的功
C.該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小
D.該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度方向與ad平行
【答案】C
【詳解】A.a(chǎn)、O兩點(diǎn)間的電勢差為
A錯誤;
B.O、d兩點(diǎn)間的電勢差
將該粒子從a點(diǎn)移動到d點(diǎn),電場力做功為
B錯誤;
CD.由于該電場為勻強(qiáng)電場,可采用矢量分解的思路,沿cd方向建立x軸,垂直于cd方向建立y軸,如圖所示,在x方向有
在y方向有
經(jīng)過計算有
,,,
由于電場方向與水平方向成60°,則電場與ab平行,且沿a指向b,C正確,D錯誤。
故選C。
4.(2022·廣西河池·高二期末)(多選)如圖甲所示,某電場中的一條電場線恰好與x軸重合,A點(diǎn)的坐標(biāo)為,一質(zhì)子從坐標(biāo)原點(diǎn)O運(yùn)動到A點(diǎn),電勢能增加了,x軸上各點(diǎn)電勢的變化規(guī)律如圖乙所示,則下列說法正確的是( )
A.x軸上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度都沿x軸負(fù)方向
B.質(zhì)子沿x軸從O點(diǎn)到A點(diǎn)加速度越來越大
C.A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為
D.質(zhì)子在A點(diǎn)的電勢能為
【答案】AD
【詳解】A.由乙圖可知,從O點(diǎn)到A點(diǎn)電勢依次升高,根據(jù)“沿電場線方向,電勢逐點(diǎn)降低”可知x軸上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度都沿x軸負(fù)方向。故A正確;
B.根據(jù)
易知乙圖中圖線的斜率表示該電場的電場強(qiáng)度,即為定值。由牛頓第二定律可得
所以質(zhì)子沿x軸從O點(diǎn)到A點(diǎn)加速度保持不變。故B錯誤;
C.根據(jù)

,
聯(lián)立,可得
,
故C錯誤;
D.根據(jù)
質(zhì)子在A點(diǎn)的電勢能為
聯(lián)立,可得
故D正確。
故選AD。
5.(2022·福建·上杭一中高二開學(xué)考試)(多選)有一勻強(qiáng)電場的方向平行于xOy平面,平面內(nèi)a、b、c、d四點(diǎn)的位置如圖所示,cd、cb分別垂直于x軸、y軸,其中a、O、b三點(diǎn)電勢分別為:4V、6V、8V,一電荷量為C的負(fù)點(diǎn)電荷由a點(diǎn)開始沿abcd路線運(yùn)動,則下列判斷正確的是( )
A.d點(diǎn)的電勢為10V
B.電場強(qiáng)度的大小為100V/m
C.該點(diǎn)電荷在c點(diǎn)的電勢能為
D.該點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到d點(diǎn)的過程中,電場力做功為
【答案】BC
【詳解】A.由于是勻強(qiáng)電場,故沿著一個方向前進(jìn)相同距離電勢的降低相等,故
代入數(shù)據(jù)解得
故A錯誤;
B.y方向上的電場強(qiáng)度為
x軸方向上的電場強(qiáng)度為
實(shí)際場強(qiáng)為
故B正確;
C.由
解得
點(diǎn)電荷在c點(diǎn)的電勢能為
故C正確;
D.該點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到d點(diǎn)電場中做功為
故D錯誤。
故選BC。
非勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系
6.(2022·江蘇省鎮(zhèn)江第一中學(xué)高一期末)某同學(xué)制作了一除塵裝置,裝置由帶正電的金屬圓筒Q和帶負(fù)電的線狀電極P組成。由于制作失誤線狀電極偏離圓心,形成如圖所示的電場線。若A、B兩點(diǎn)到P距離相等,A、C兩點(diǎn)到Q距離相等,則( )
A.A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相等
B.A點(diǎn)的電勢比B點(diǎn)電勢高
C.帶負(fù)電的粉塵從B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)電場力做負(fù)功
D.帶電荷量均為的粉塵在A、C兩點(diǎn)所受電場力大小相等
【答案】B
【詳解】AD.根據(jù)電場線的疏密程度與電場強(qiáng)度的關(guān)系,由圖可知,A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場強(qiáng)度和C點(diǎn)的電場強(qiáng)度,由可知,帶電荷量均為的粉塵在A、C兩點(diǎn)所受電場力大小不相等,故AD錯誤;
B.根據(jù)題意可知,A、B兩點(diǎn)到P距離相等,由A分析可知,P左側(cè)的平均電場強(qiáng)度大于右側(cè)的平均電場強(qiáng)度,由公式可得

故B正確;
C.由圖可知,電場方向?yàn)橛葿點(diǎn)到C點(diǎn),則帶負(fù)電的粉塵從B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)電場力做正功,故C錯誤;
故選B。
7.(2022·黑龍江·大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一期末)(多選)如圖所示,為某一電荷所形成的一簇電場線,a、b、c三條虛線為三個帶電粒子以相同的速度從O點(diǎn)射入電場的運(yùn)動軌跡,其中b虛線為一圓弧,AB的長度等于BC的長度,且三個粒子的電荷量大小相等,不計粒子重力。則下列說法正確的是( )
A.a(chǎn)一定是正粒子的運(yùn)動軌跡,b和c一定是負(fù)粒子的運(yùn)動軌跡
B.AB的長度等于BC的長度,故
C.a(chǎn)虛線對應(yīng)的粒子的加速度越來越小,c虛線對應(yīng)的粒子的加速度越來越大,b虛線對應(yīng)的粒子的加速度大小不變
D.b虛線對應(yīng)的粒子的質(zhì)量大于c虛線對應(yīng)的粒子的質(zhì)量
【答案】CD
【詳解】A.由圖只能確定三個粒子的受力方向,由于電場線的方向未知,則無法確定粒子的電性,A錯誤;
B.根據(jù)勻強(qiáng)電場的規(guī)律
AB的長度等于BC的長度,而電場線的疏密對應(yīng)電場強(qiáng)度的大小,方向上電場強(qiáng)度逐漸增大,則有
B錯誤;
C.電場線的疏密對應(yīng)電場強(qiáng)度的大小,根據(jù)牛頓第二定律可得
a虛線對應(yīng)的粒子的電場強(qiáng)度越來越弱,加速度越來越小,c虛線對應(yīng)粒子電場強(qiáng)度越來越強(qiáng),粒子的加速度越來越大,b虛線對應(yīng)的粒子做圓周運(yùn)動,庫侖力提供向心力,粒子與場源電荷的距離保持不變,對應(yīng)的電場強(qiáng)度大小保持不變,粒子的加速度大小不變,C正確;
D.設(shè)場源電荷的帶電量大小為,粒子帶電量大小為,場源電荷與點(diǎn)的距離為,粒子在點(diǎn)的速度大小為,b虛線對應(yīng)的粒子的質(zhì)量為,c虛線對應(yīng)的粒子的質(zhì)量為,則根據(jù)庫侖定律可得粒子受到的電場力為
b虛線對應(yīng)的粒子的做圓周運(yùn)動,庫侖力提供向心力,則有
c虛線對應(yīng)的粒子的做近心運(yùn)動,庫侖力大于粒子圓周運(yùn)動所需的向心力

由此可知,b虛線對應(yīng)的粒子的質(zhì)量大于c虛線對應(yīng)的粒子的質(zhì)量,D正確。
故選CD。
8.(多選)電場線的疏密程度能描述電場的強(qiáng)弱,小娜同學(xué)想通過點(diǎn)電荷定量研究此問題。首先,她用蓖麻油實(shí)驗(yàn)?zāi)M得到點(diǎn)電荷周圍電場的分布,如圖1所示,然后由點(diǎn)電荷出發(fā),依據(jù)模擬得到的電場分布特點(diǎn),向四周均勻的輻射(畫)出N根電場線,如圖2所示,其中a點(diǎn)為距點(diǎn)電荷為的球面上一點(diǎn),b點(diǎn)為距點(diǎn)電荷為的球面上一點(diǎn)。已知電場線的疏密程度n可用穿過單位面積的電場線的條數(shù)來表示,該點(diǎn)電荷的電量為Q,下列說法正確的是( )
A.依據(jù)點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式,電場線的疏密程度,E和n均反比于,則可認(rèn)為電場線的疏密能描述電場的強(qiáng)弱
B.如果小娜同學(xué)在畫電場線時,向四周均勻的輻射出根電場線,則a點(diǎn)場強(qiáng)加倍
C.試探電荷在a點(diǎn)具有的電勢能比在b點(diǎn)具有的電勢能大
D.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢差大于
【答案】A
【詳解】A.依據(jù)點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式
電場線的疏密程度
可知E和n均反比于,所以可認(rèn)為電場線的疏密能描述電場的強(qiáng)弱,故A正確;
B.根據(jù)點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式
可知,空間中某點(diǎn)場強(qiáng)的大小只與場源電荷及該點(diǎn)到場源電荷的距離有關(guān)。電場線是人為假象出來的曲線,所以如果小娜同學(xué)在畫電場線時,即使向四周均勻的輻射出根電場線,a點(diǎn)的場強(qiáng)也不會發(fā)生改變,故B錯誤;
C.沿著電場線方向,電勢逐漸降低,知
根據(jù)
可知,由于不知道試探電荷的電性,所以試探電荷在a點(diǎn)具有的電勢能不一定比在b點(diǎn)具有的電勢能大,故C錯誤;
D.由于a、b兩點(diǎn)間的電場強(qiáng)度
根據(jù)
可知a、b兩點(diǎn)的電勢差
故D錯誤。
故選A。
9.(2022·廣東珠?!じ叨谀┤鐖D所示,在O點(diǎn)放置一點(diǎn)電荷+Q,a、b、c、d、e、f是以O(shè)點(diǎn)為球心的球面上的點(diǎn),acef平面與bedf平面垂直,則下列說法中正確的是( )
A.a(chǎn)、c兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同
B.d、f兩點(diǎn)的電勢相等
C.點(diǎn)電荷-q在球面上任意兩點(diǎn)之間移動時,電場力要做功
D.圖中O、b兩點(diǎn)之間的電勢差與O、e兩點(diǎn)之間的電勢差不同
【答案】B
【詳解】A.a(chǎn)、c兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等,方向不同,A錯誤;
B.整個球面為一等勢面,d、f兩點(diǎn)的電勢相等,B正確;
C.整個球面為一等勢面,在球面上任意兩點(diǎn)之間移動電荷,電場力不做功,C錯誤;
D.整個球面為一等勢面
D錯誤。
故選B。
10.有一塊帶有狹縫的無限大導(dǎo)體板,現(xiàn)將導(dǎo)體板接地,并在上方真空區(qū)域加一個勻強(qiáng)電場,縫隙附近的電場線和等勢線的分布如圖所示。下列說法正確的是( )
A.a(chǎn)b所在的直線為電場線
B.b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于a點(diǎn)
C.縫隙兩邊的導(dǎo)體板帶異種電荷
D.cb兩點(diǎn)間的電勢差Ucb與bd兩點(diǎn)間的電勢差Ubd滿足Ucb=Ubd
【答案】A
【詳解】AC.上方真空區(qū)域加一個勻強(qiáng)電場,帶有狹縫的無限大導(dǎo)體板表面發(fā)生靜電感應(yīng),狹縫兩側(cè)導(dǎo)體板將感應(yīng)出的電荷電性相同;由于電場線垂于導(dǎo)體故判斷所在的直線為電場線,A正確,C錯誤;
B.根據(jù)電場線疏密情況,可知b點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于a點(diǎn),B錯誤;
D.兩點(diǎn)間的電勢差與兩點(diǎn)間的電勢差滿足
D錯誤。
故選A。
11.(2022·安徽·高三開學(xué)考試)(多選)如圖所示,勻強(qiáng)電場中有一與電場方向平行的扇形AOB區(qū)域。已知扇形區(qū)域的圓心角、半徑R=2m,其中C、D、F將圓弧AB四等分。若A、B、O點(diǎn)的電勢分別為,,,下列說法正確的是( )
A.電場強(qiáng)度的大小為2V/mB.電場強(qiáng)度的方向由O指向B
C.D.
【答案】AD
【詳解】CD.連接AB,交CO于I點(diǎn),交DO于H點(diǎn),交EO于G點(diǎn),如圖所示
由幾何關(guān)系可得
所以
故OC為2V的等勢線,因此
,因此
故C錯誤,D正確;
AB.由幾何關(guān)系可知
BO⊥CO
故電場沿BO連線方向,場強(qiáng)大小為
根據(jù)電勢與場強(qiáng)方向關(guān)系可知電場強(qiáng)度的方向由B指向O,故A正確,B錯誤。
故選AD。
12.(2022·重慶巴蜀中學(xué)高一期中)(多選)在坐標(biāo)系中有一底角為的等腰梯形,幾何關(guān)系如圖所示??臻g有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場,其中原點(diǎn)O的電勢為,A點(diǎn)電勢為,B點(diǎn)電勢為0,則由此可以判定( )
A.電場的電場強(qiáng)度大小為
B.電場的電場強(qiáng)度大小為
C.電場的方向與x軸正方向成角斜向上
D.電場的方向沿x軸正方向
【答案】AC
【詳解】設(shè)OB連線中點(diǎn)為D點(diǎn),因?yàn)镺點(diǎn)的電勢為18V,B點(diǎn)的電勢為0,可知OB連線的中點(diǎn)D的電勢為
又因?yàn)锳點(diǎn)電勢也為9V,可知AD為等勢面,則由幾何關(guān)系可知,場強(qiáng)方向沿OB方向,與x軸正方向成角向上,大小為
解得
故A項和C項正確,B項和D項錯誤。
故選AC。
13.(多選)如圖所示,A、B、C、D、E、F為勻強(qiáng)電場中一個正六邊形的六個頂點(diǎn),勻強(qiáng)電場場強(qiáng)方向與正六邊形所在平面平行。A、B、C三點(diǎn)的電勢分別為1V、2V、4V,AB邊長度為2cm。則下列說法中正確的是( )
A.F點(diǎn)的電勢為2V
B.該勻強(qiáng)電場場強(qiáng)方向沿AB方向由B指向A
C.將電子從E點(diǎn)移到F點(diǎn),電場力做的功為2eV
D.該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小E=100V/m
【答案】AD
【詳解】A.如圖所示,連接AC,由勻強(qiáng)電場電勢差與場強(qiáng)公式
將AC三等分,則M點(diǎn)的電勢為2V,MB是一條等勢線,可知F點(diǎn)的電勢為2V,A正確;
B.根據(jù)電場線與等勢線垂直且由高電勢指向低電勢,可知該勻強(qiáng)電場場強(qiáng)方向沿AD方向由D指向A,B錯誤;
C.將電子從E點(diǎn)移到F點(diǎn),電場力做的功為
C錯誤;
D.該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為
D正確;
故選AD。
14.中國“華為”企業(yè)的5G通信是世界最好的通信方式之一。如圖為“華為企業(yè)”在某山區(qū)山上的信號接收塔的簡化圖??梢哉J(rèn)為接收塔為一正三棱錐OABC,點(diǎn)、、分別是三條棱的中點(diǎn)。在某段時間可認(rèn)為頂點(diǎn)O處固定一正的點(diǎn)電荷,則下列說法中正確的是( )
A.、、三點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同
B.△ABC所在平面為等勢面
C.將一正的試探電荷從點(diǎn)沿直線移到點(diǎn),靜電力對該試探電荷先做正功后做負(fù)功
D.若點(diǎn)的電勢為,A點(diǎn)的電勢為,則連線中點(diǎn)D處的電勢一定小于
【答案】D
【詳解】A.、、三點(diǎn)到O點(diǎn)的距離相等,根據(jù)點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式分析可知,、、三點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,但方向不同,選項A錯誤;
B.A、B、C的三個點(diǎn)到場源電荷的距離相等,在同一等勢面,但其它點(diǎn)到場源電荷的距離與A、B、C三點(diǎn)到場源電荷的距離不等,故△ABC所在平面不是等勢面,選項B錯誤;
C.將一正的試探電荷從點(diǎn)沿直線移到點(diǎn),到O點(diǎn)的點(diǎn)正電荷距離先變小后邊大,則靜電斥力對該試探電荷先做負(fù)功后做正功,選項C錯誤;
D.由于間場強(qiáng)大于DA間場強(qiáng),由U=Ed知,間的電勢差大于DA間的電勢差,即

選項D正確。
故選D。
15.(2022·福建·模擬預(yù)測)(多選)空間中僅有在x軸上的關(guān)于原點(diǎn)O對稱的M、N兩點(diǎn)上有兩個場源點(diǎn)電荷、,空間中產(chǎn)生電場。以x軸正方向?yàn)檠豿軸上的電場強(qiáng)度的正方向,與x的關(guān)系如圖所示.x軸上任意關(guān)于O點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)的相同.P、Q兩點(diǎn)關(guān)于M點(diǎn)對稱。以下說法正確的是( )
A.與的電荷量大小相等
B.為負(fù)電荷,為正電荷
C.兩點(diǎn)間電勢差小于兩點(diǎn)間電勢差
D.將一負(fù)檢驗(yàn)電荷從P點(diǎn)移動到Q點(diǎn),電場力對其所做總功為正
【答案】AC
【詳解】AB.該電場是等量異種電荷在空間中產(chǎn)生的電場,其中,為正電荷,為負(fù)電荷,A正確,B錯誤;
C.正電荷在和區(qū)間產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的平均值大小相同有,負(fù)電荷在和區(qū)間產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的平均值大小不同有,區(qū)間與方向相反,區(qū)間與方向相同,則合場強(qiáng),根據(jù),有
C正確;
D.將負(fù)檢驗(yàn)電荷從P點(diǎn)移動到Q點(diǎn),正電荷對檢驗(yàn)電荷做功為零,負(fù)電荷對檢驗(yàn)電荷做功為負(fù)功,故電場力對該檢驗(yàn)電荷所做總功為負(fù),D錯誤。
故選AC。
16.(多選)如圖所示,兩個等量異種電荷和M、N兩點(diǎn)是菱形的四個頂點(diǎn),a、b、c、d是菱形四個邊長的中點(diǎn),O是兩電荷連線的中點(diǎn)。下列說法正確的是( )
A.M點(diǎn)的電場強(qiáng)度比O點(diǎn)大
B.a(chǎn)、b兩處的電場強(qiáng)度和電勢都相同
C.a(chǎn)、c兩處的電場強(qiáng)度一定相同
D.將一負(fù)電荷從a移到O再移到c點(diǎn),電場力在兩段做的負(fù)功相同
【答案】CD
【詳解】A.在等量異種電荷連線的中垂線上,O點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大,所以M點(diǎn)的電場強(qiáng)度比O點(diǎn)小,故A錯誤;
B.根據(jù)等量異種電荷周圍電場的對稱性可知,a、b兩處的電場強(qiáng)度大小相等,方向不同,故B錯誤;
C.根據(jù)等量異種電荷周圍電場的對稱性可知,a、c兩處的電場強(qiáng)度一定相同,故C正確;
D.如下圖所示,作出經(jīng)過a、b兩點(diǎn)的等勢面與等量異種電荷連線交于A點(diǎn),作出經(jīng)過c、d兩點(diǎn)的等勢面與等量異種電荷連線交于C點(diǎn)
根據(jù)等量異種電荷周圍電場的對稱性可知,A、O兩點(diǎn)間的電勢差等于O、C兩點(diǎn)間的電勢差,即a、O兩點(diǎn)間的電勢差等于O、c兩點(diǎn)間的電勢差,所以將一負(fù)電荷從a移到O再移到c點(diǎn),電場力在兩段做的負(fù)功相同,故D正確。
故選CD。
17.(2010·江蘇·高考真題)空間有一沿x軸對稱分布的電場,其電場強(qiáng)度E隨x變化的圖像如圖所示.下列說法正確的是
A.O點(diǎn)的電勢最低
B.點(diǎn)的電勢最高
C.和- 兩點(diǎn)的電勢相等
D.和 兩點(diǎn)的電勢相等
【答案】C
【詳解】試題分析:作出電場線,根據(jù)順著電場線電勢降低,則O電勢最高,故A錯誤,B錯誤;從圖線看出,電場強(qiáng)度關(guān)于原點(diǎn)O對稱,則X軸上關(guān)于O點(diǎn)對稱位置的電勢相等.故C正確; 和兩點(diǎn)在電場線的不同位置,沿電場線電勢降低,故兩點(diǎn)電勢不相等,故D錯誤.
考點(diǎn):勻強(qiáng)電場中電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系
【名師點(diǎn)睛】根據(jù)題意,電場關(guān)于x軸對稱分布可知,作出電場線如圖,根據(jù)順著電場線,電勢降低和對稱性可判斷電勢高低.
18.(2009·寧夏·高考真題)空間有一均勻強(qiáng)電場,在電場中建立如圖所示的直角坐標(biāo)系,M、N、P為電場中的三個點(diǎn),M點(diǎn)的坐標(biāo),N點(diǎn)的坐標(biāo)為,P點(diǎn)的坐標(biāo)為,已知電場方向平行于直線MN,M點(diǎn)電勢為0,N點(diǎn)電勢為1V,則P點(diǎn)的電勢為( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【詳解】根據(jù)題意已知電場方向平行于直線MN,點(diǎn)M的電勢為0,點(diǎn)N的電勢為1V,故,將電場強(qiáng)度沿著-x方向和+y方向正交分解,設(shè)合場強(qiáng)為E,則-x和+y方向的分量分別為:,設(shè)P在xOy平面上的投影為點(diǎn),投影點(diǎn)的坐標(biāo)為,則聯(lián)立即得,又因N點(diǎn)電勢為1V,則電勢為,即P點(diǎn)電勢為,D正確
【點(diǎn)睛】將電場強(qiáng)度沿坐標(biāo)軸方向正交分解,求出軸向的E的分量值,再選用U=Ed,求得電勢差,得電勢。
19.(2007·全國·高考真題)a、b、c、d是勻強(qiáng)電場中的四個點(diǎn),它們正好是一個矩形的四個頂點(diǎn).電場線與矩形所在的平面平行.已知a點(diǎn)的電勢是20V,b點(diǎn)的電勢是24V,d點(diǎn)的電勢是4V,如圖.由此可知,c點(diǎn)的電勢為( )
A.4VB.8VC.12VD.24V
【答案】B
【詳解】試題分析:
根據(jù)在勻強(qiáng)電場中將某一線段等分同時就將該線段兩端的電勢差等分將線段bd五等分,如圖所示,則Ube=Ubd=×(24-4)=4v,故Ube=φb-φe=4v,故φf-φd=4v,故φe=24-4=20v.φf=8v.故φa=φe,連接cf,則cf∥ae,故c點(diǎn)的電勢φc=φf=8v.故B正確.故選B.
考點(diǎn):電勢
【名師點(diǎn)睛】①在勻強(qiáng)電場中將某一線段等分同時就將該線段兩端的電勢差等分;②在勻強(qiáng)電場中電場線平行且均勻分布故等勢線平行且均勻分布.以上兩點(diǎn)是解決此類題目的金鑰匙.
20.(2021·廣東·高考真題)圖是某種靜電推進(jìn)裝置的原理圖,發(fā)射極與吸極接在高壓電源兩端,兩極間產(chǎn)生強(qiáng)電場,虛線為等勢面,在強(qiáng)電場作用下,一帶電液滴從發(fā)射極加速飛向吸極,a、b是其路徑上的兩點(diǎn),不計液滴重力,下列說法正確的是( )
A.a(chǎn)點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的低
B.a(chǎn)點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的小
C.液滴在a點(diǎn)的加速度比在b點(diǎn)的小
D.液滴在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的大
【答案】D
【詳解】A.高壓電源左為正極,則所加強(qiáng)電場的場強(qiáng)向右,而沿著電場線電勢逐漸降低,可知
故A錯誤;
B.等差等勢線的疏密反映場強(qiáng)的大小,由圖可知a處的等勢線較密,則
故B錯誤;
C.液滴的重力不計,根據(jù)牛頓第二定律可知,液滴的加速度為
因,可得
故C錯誤;
D.液滴在電場力作用下向右加速,則電場力做正功,動能增大,電勢能減少,即
故D正確;
故選D。
21.(2021·海南·高考真題)(多選)如圖,在勻強(qiáng)電場中有一虛線圓,和是圓的兩條直徑,其中與電場方向的夾角為,,與電場方向平行,a、b兩點(diǎn)的電勢差。則( )
A.電場強(qiáng)度的大小
B.b點(diǎn)的電勢比d點(diǎn)的低
C.將電子從c點(diǎn)移到d點(diǎn),電場力做正功
D.電子在a點(diǎn)的電勢能大于在c點(diǎn)的電勢能
【答案】AD
【詳解】A.根據(jù)
可得電場強(qiáng)度的大小
選項A正確;
B.沿電場線電勢逐漸降低,可知b點(diǎn)的電勢比d點(diǎn)的電勢高,選項B錯誤;
C.將電子從c點(diǎn)移到d點(diǎn),因電子所受的電場力與位移反向,可知電場力做負(fù)功,選項C錯誤;
D.因a點(diǎn)的電勢低于c點(diǎn)電勢,則電子在a點(diǎn)的電勢能大于在c點(diǎn)的電勢能,選項D正確。
故選AD。
22.(2018·全國·高考真題)(多選)圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場內(nèi)間距相等的一組等勢面,已知平面b上的電勢為2V。一電子經(jīng)過a時的動能為10eV,從a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV。下列說法正確的是( )
A.平面c上的電勢為零
B.該電子可能到達(dá)不了平面f
C.該電子經(jīng)過平面d時,其電勢能為4 eV
D.該電子經(jīng)過平面b時的速率是經(jīng)過d時的2倍
【答案】AB
【詳解】A.虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場內(nèi)間距相等的一組等勢面,一電子經(jīng)過a時的動能為10eV,從a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV,動能減小了6eV,電勢能增加了6eV,因此a、b、c、d、f相鄰兩個等勢面間的電勢差為2V,因平面b上的電勢為2V,由于電子的電勢能增加,等勢面電勢由a到f是降低的,因此平面c上的電勢為零,故A正確;
B.由上分析可知,當(dāng)電子由a向f方向運(yùn)動,則電子到達(dá)平面f的動能為2eV,由于題目中沒有說明電子如何運(yùn)動,因此也可能電子在勻強(qiáng)電場中做拋體運(yùn)動,則可能不會到達(dá)平面f,故B正確;
C.在平面b上電勢為2V,則電子的電勢能為-2eV,動能為8eV,電勢能與動能之和為6eV,當(dāng)電子經(jīng)過平面d時,動能為4eV,其電勢能為2eV,故C錯誤;
D、電子經(jīng)過平面b時的動能是平面d的動能2倍,電子經(jīng)過平面b時的速率是經(jīng)過d時的倍,故D錯誤。
故選AB。
【點(diǎn)睛】考查電場力做功與電勢能變化的關(guān)系,掌握電勢能與動能之和不變,理解電勢為零處的電勢能為零是解題的關(guān)鍵。
23.(2017·全國·高考真題)(多選)一勻強(qiáng)電場的方向平行于xOy平面,平面內(nèi)a、b、c三點(diǎn)的位置如圖所示,三點(diǎn)的電勢分別為10V、17V、26V。下列說法正確的是( )
A.電場強(qiáng)度的大小為2V/cm
B.坐標(biāo)原點(diǎn)處的電勢為1V
C.電子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的低7eV
D.電子從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn),電場力做功為9eV
【答案】BD
【詳解】B.如圖所示,設(shè)ac之間電勢差與Ob兩點(diǎn)間的電勢差相等,即
可得
故B正確;
A.電場沿著x軸方向電場分量
電場沿著y軸方向電場分量
因此電場強(qiáng)度
故A錯誤;
C.電子在a點(diǎn)具有的電勢能
電子在b點(diǎn)具有的電勢能
因此
電子在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的高7eV,故C錯誤;
D.電子從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn),電場力做功為
所以電子從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn),電場力做功為9,故D正確。
故選BD。

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