2022届高考物理选择题专题强化训练:电场对电荷的作用 电场力 电势能 电势差 电势 等势面(广东使用)
展开这是一份2022届高考物理选择题专题强化训练:电场对电荷的作用 电场力 电势能 电势差 电势 等势面(广东使用),共18页。试卷主要包含了单项选择题,双项选择题,多项选择题等内容,欢迎下载使用。
一、单项选择题(共15小题;共60分)
1. 在如选项图中所示的电场中,a 、 b 两点的电场强度和电势均相同的是
A.
如图离点电荷等距离的 a 、 b 两点
B.
如图两个等量异种点电荷连线的中垂线上,与连线中点等距离的 a 、 b 两点
C.
如图两个等量同种点电荷连线上,与连线中点等距离的 a 、 b 两点
D.
如图带电平行金属板间分别靠近两板的 a 、 b 两点
2. 如图所示,正点电荷 Q 、 2Q 分别置于 M 、 N 两点,O 点为 MN 连线的中点,点 a 为 MO 的中点,点 b 为 ON 的中点,点 c 、 d 在 M 、 N 中垂线上,关于 O 点对称。下列说法正确的是
A. a 、 b 两点的电场强度相同
B. O 点的电势高于 c 点的电势
C. 将电子沿直线从 a 点移到 b 点,电场力对电子先做正功后做负功
D. 将电子沿直线从 c 点移到 d 点,电场力对电子先做负功后做正功
3. 如图所示为电场中的某一条电场线,A 、 B 、 C 是其上的三点。现用 EA 、 EB 、 EC 表示这三点的电场强度,φA 、 φB 、 φC 表示这三点的电势,EPA 、 EPB 、 EPC 表示某一点电荷 −q 在这三点具有的电势能,则必有
A. EA>EB>ECB. φA>φB>φCC. EPA>EPB>EPCD. EPC=EPB=EPA
4. 如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中 M 点以相同速度飞出 a 、 b 两个带电粒子。运动轨迹如图中虚线所示。则
A. a 一定带正电,b 一定带负电
B. a 的速度将减小,b 的速度将增加
C. a 的加速度将减小,b 的加速度将增加
D. 两个粒子的电势能一个增加一个减小
5. 在真空中有两个等量的正电荷 q1 和 q2,分别固定于 A 、 B 两点,DC 为 AB 连线的中垂线,现将一正电荷 q3 由 C 点沿着中垂线移至无穷远处的过程中,下列结论正确的有
A. 电势能逐渐减小B. 电势能逐渐增大
C. 受到的电场力逐渐减小D. 受到的电场力逐渐增大
6. 如图甲所示,a 、 b 是某电场中一条电场线上的两点,若在 a 点释放一初速度为零的带负电的粒子,粒子仅在电场力作用下沿电场线由 a 运动到 b,其电势能 W 随位移 x 变化的规律如图乙所示,设 a 、 b 两点的电势分别 φa 和 φb ,电场强度的大小分别为 Ea 和 Eb ,则下列判断正确的是
A. φa>φbB. φa<φbC. Ea
7. 关于静电场,下列结论普遍成立的是
A. 电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低
B. 电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关
C. 在正电荷或负电荷产生的静电场中,场强方向都指向电势降低最快的方向
D. 将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点,电场力做功为零
8. 如图中虚线所示为静电场中的等势面 1 、 2 、 3 、 4 相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面 3 的电势为 0。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过 a 、 b 点时的动能分别为 26 eV 和 5 eV。当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为 −8 eV,它的动能应为
A. 8 eVB. 13 eVC. 20 eVD. 34 eV
9. 如图甲所示,直线 AB 是某电场中的一条电场线。一正电荷在该电场中运动,始终只受到电场力作用。已知该正电荷沿电场线从 A 点运动到 B 点的过程中,其速度平方 v2 与位移x的关系如图乙所示。 EA 、 EB 表示 A 、 B 两点的电场强度, φA 、 φB 表示 A 、 B 两点的电势。以下判断正确的是
A. EA
10. 如图所示,ABCD 是一个过球心 O 的水平截面圆,其中 AB 与 CD 垂直,在 C 、 D 、 A 三点分别固定点电荷 +Q 、 −Q 与 +q。光滑绝缘竖直杆过球心与水平截面圆垂直,杆上套有一个带少量负电荷的小球,不计小球对电场的影响。现将小球自 E 点无初速度释放,到达 F 点的过程中(重力加速度为 g),下列说法正确的是
A. 小球在 O 点的加速度大于 g
B. 小球在 E 点的电势能大于在 O 点的电势能
C. 小球在 F 点的速度一定最大
D. 小球在运动过程中机械能一直减小
11. 如图所示,匀强电场中三点 A 、 B 、 C 是一个三角形的三个顶点,∠ABC=∠CAB=30∘,BC=23 m,已知电场线平行于 △ABC 所在的平面,一个带电荷量 q=−2×10−6 C 的点电荷由 A 移到 B 的过程中,电势能增加 1.2×10−5 J,由 B 移到 C 的过程中电场力做功 6×10−6 J,下列说法正确的是
A. B 、 C 两点的电势差 UBC=3 V
B. A 点的电势低于 B 点的电势
C. 负电荷由 C 移到 A 的过程中,电势能增加
D. 该电场的场强为 1 V/m
12. 如图,真空中电量均为 Q 的两正点电荷,固定于一绝缘正方体框架的两侧面 ABB1A1 和 DCC1D1 中心连线上,且两电荷关于正方体中心对称,则
A. A 、 B 、 C 、 D 四个点的电势相同
B. A1 、 B1 、 C1 、 D1 四个点的电场强度相同
C. 负检验电荷 q 在 A 点的电势能小于在 C1 点的电势能
D. 正检验电荷 q 从 C 点移到 C1 点过程电场力对其做正功
13. 如图所示,A 、 B 、 C 、 D 是真空中一正四面体的四个顶点。在 A 、 B 两点分别固定一个等量正点电荷,现将一电子沿 CD 连线从 C 点移到 D 点,下列说法正确的是
A. C 点与 D 点的电场强度大小相等,方向相同
B. 电子在 C 点的电势能比 D 点电势能大
C. 电子沿 CD 连线从 C 点移到 D 点过程中,电场力一直不做功
D. 电子沿 CD 连线从 C 点移到 D 点过程中,电场力先做正功后做负功
14. 如图所示,在 O 点固定一负点电荷,实线为其中几条对称分布的电场线,虚线为以 Oe 电场线上的 Oʹ 点为圆心的一个圆,a 、 b 、 c 、 d 、 e 、 f 、 g 、 h 为圆与电场线的交点,下列说法正确的是
A. b 、 h 两点的电场强度相同
B. a 点电势比 e 点电势高
C. d 、 b 两点间电势差大于 e 、 b 两点间电势差
D. 将电子沿圆周由 h 运动到 d 与由 h 运动到 f,电场力做功相等
15. 如图所示,一圆环上均匀分布着正电荷,x 轴垂直于环面且过圆心 O,下列关于 x 轴上的电场强度和电势的说法中正确的是
A. O 点的电场强度为零,电势最低
B. O 点的电场强度为零,电势最高
C. 从 O 点沿 x 轴正方向,电场强度减小,电势升高
D. 从 O 点沿 x 轴正方向,电场强度增大,电势降低
二、双项选择题(共14小题;共56分)
16. 如图所示,在真空中的 A 、 B 两点分别放置等量异种点电荷,在 A 、 B 两点间取一正五角星形路径 abcdefghija,五角星的中心与 A 、 B 的中点重合,其中 af 连线与 AB 连线垂直,现在将一电子沿该路径逆时针移动一周,下列判断正确的是
A. e 点和 g 点的电场强度相同
B. a 点和 f 点的电势能相等
C. 电子从 g 点到 f 点再到 e 点过程中,电势能一直增大
D. 电子从 f 点到 e 点再到 d 点过程中,电场力先做正功后做负功
17. 空间有一沿 x 轴对称分布的电场,其电场强度 E 随 x 变化的图象如所示。下列说法正确的是
A. O 点的电势最高B. x2 点的电势最高
C. x1 和 −x1 两点的电势相等D. x1 和 x3 两点的电势相等
18. 图中虚线 a 、 b 、 c 、 d 、 f 代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面 b 上的电势为 2 V,一电子经过 a 时的动能为 10 eV,从 a 到 d 的过程中克服电场力所做的功为 6 eV,下列说法正确的是
A. 平面 c 上的电势为零
B. 该电子可能到达不了平面 f
C. 该电子经过平面 d 时,其电势能为 4 eV
D. 该电子经过平面 b 时的速率是经过 d 时的两倍
19. 某静电除尘器工作时内部电场线分布的俯视图如图,带负电粉尘被吸附时由 b 点运动到 a 点,以下说法正确的是
A. 该电场是匀强电场B. a 点电势高于 b 点电势
C. 电场力对粉尘做正功D. 粉尘的电势能增大
20. 关于静电场,下列说法正确的是
A. 电势等于零的物体一定不带电
B. 电场强度为零的点,电势一定为零
C. 同一电场线上的各点,电势一定不相等
D. 负电荷沿电场线方向移动时,电势能一定增加
21. 如图,一匀强电场的方向平行于直角三角形所在的平面,其中 A 点电势为 3 V,B 点电势为 6 V , C 点电势为 9 V,已知 ∠ACB=30∘,AB 边长为 3 cm ,下列说法正确的是
A. 该电场强度的大小为 2 V/cm
B. 该电场强度的大小为 3 V/cm
C. 电子在 A 点的电势能比在 B 点的低 3e V
D. 电子从 A 点运动到 C 点电场力做功为 6e V
22. 如图所示,在通过等量异号点电荷的直线上有 a 、 b 两点,二者位置关于负电荷对称,两电荷连线的中垂线上有 c 、 d 两点。一带电粒子(重力不计)以垂直连线的初速度自 a 点向上入射,初速度大小为 v1 时,沿轨迹 1 到达 c 点;初速度大小为 v2 时,沿轨迹 2 到达 d 点。下列说法正确的是
A. 四个点中 a 点电场强度最大
B. 四个点中 d 点的电势最低
C. 粒子到达连线中垂线的速度大小 vc>vd
D. 粒子置于 a 点时的电势能小于置于 b 点时的电势能
23. 某带电粒子仅在电场力作用下由 A 点运动到 B 点,电场线、粒子在 A 点的初速度及运动轨迹如图所示,可以判定
A. 粒子在 A 点的加速度大于它在 B 点的加速度
B. 粒子在 A 点的动能小于它在 B 点的动能
C. 粒子在 A 点的电势能小于它在 B 点的电势能
D. 电场中 A 点的电势高于 B 点的电势
24. 如图,在正点电荷 Q 的电场中有 M 、 N 、 P 、 F 四点,M 、 N 、 P 为直角三角形的三个顶点,F 为 MN 的中点,∠M=30∘。M 、 N 、 P 、 F 四点处的电势分别用 φM 、 φN 、 φP 、 φF 表示。已知 φM=φN,φP=φF,点电荷 Q 在 M 、 N 、 P 三点所在平面内,则
A. 点电荷 Q 一定在 MP 的连线上
B. 连接 PF 的线段一定在同一等势面上
C. 将正试探电荷从 P 点搬运到 N 点,电场力做负功
D. φP 大于 φM
25. 如图所示,一圆心为 O 、半径为 R 的圆中有两条互相垂直的直径 AC 和 BD,电荷量均为 Q 的正、负点电荷放在圆周上,它们的位置关于 AC 对称,+Q 和 O 点的连线与 OC 间的夹角为 60∘,两个点电荷的连线与 AC 的交点为 P。下列说法中正确的是
A. P 点的电场强度大于 O 点的电场强度
B. A 点的电势低于 C 点的电势
C. 点电荷 −q 在 O 点与在 C 点所受的电场力相同
D. 点电荷 +q 在点 B 具有的电势能小于在 D 点具有的电势能
26. 图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹,粒子先经过 M 点,再经过 N 点,可以判定
A. 粒子在 M 点速度小于在 N 点速度
B. 粒子在 M 点电势能小于在 N 点电势能
C. M 点的电势高于 N 点的电势
D. M 点的电场强度大于 N 点的电场强度
27. 如图所示,在通过等量异号点电荷的直线上有 a 、 b 两点,二者位置关于负电荷对称,两电荷连线的中垂线上有 c 、 d 两点。一带电粒子(重力不计)以垂直连线的初速度自 a 点向上入射,初速度大小为 v1 时,沿轨迹 1 到达 c 点;初速度大小为 v2 时,沿轨迹 2 到达 d 点。下列说法正确的是
A. 四个点中 a 点电场强度最大
B. 四个点中 d 点的电势最低
C. 粒子到达连线中垂线的速度大小 vc>vd
D. 粒子置于 a 点时的电势能小于置于 b 点时的电势能
28. 如图所示,AC 、 BD 为圆的两条互相垂直的直径,圆心为 O,半径为 r,将带等电荷量的正、负点电荷放在圆周上,它们的位置关于AC对称,+q 与 O 点的连线和 OC 夹角为 30∘,下列说法正确的是
A. A 、 C 两点的电势关系是 φA<φC
B. B 、 D 两点的电势关系是 φB>φD
C. O 点的场强大小为 3kqr2
D. O 点的场强大小为 kqr2
29. 如图甲所示,直线 MN 表示某电场中的一条电场线,C 、 D 是电场线上两点,一带正电的粒子从 C 点由静止释放。粒子在只受电场力作用下从 C 点运动到 D 点的过程中,加速度 a 随时间 t 的变化关系如图乙所示。设 C 、 D 两点的电势分别为 φC 、 φD,场强大小分别为 EC 、 ED,粒子在 C 、 D 两点的电势能分别为 EpC,EpD,不计粒子重力,则有
A. φC<φDB. EC>EDC. EpC
三、多项选择题(共1小题;共4分)
30. 两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示。c 是两负电荷连线的中点,d 点在正电荷的正上方,c 、 d 到正电荷的距离相等,则
A. a 点的电场强度比 b 点的大B. a 点的电势比 b 点的高
C. c 点的电场强度比 d 点的大D. c 点的电势比 d 点的低
答案
第一部分
1. B
【解析】A. a 、 b 是离点电荷等距的 a 、 b 两点,处于同一等势面上,电势相同,场强大小相等,但方向不同,则电场强度不同,故A错误;
B.等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线,则 a 、 b 的电势相同。由于电场线关于两电荷连线上下对称,而且都与等势面垂直,所以场强的大小和方向都相同,故B正确;
C.根据电场线的对称性可知,ab 两点电势相同,场强大小相等,但方向相反,所以电场强度不同,故C错误;
D. a 、 b 是匀强电场中的两点,电场强度相同,a 点的电势大于 b 点的电势,故D错误。
2. B
【解析】A.设 Ma=L,则 a 点的电场强度 Ea=kQL2−k⋅2Q9L2=7kQ9L2,方向向右,b 点的电场强度 Eb=k⋅2QL2−kQ9L2=17kQ9L2 方向向左,可见 Ea≠Eb,故A错误;
B.同种电荷的电场线是排斥状的,沿电场线方向电势逐渐降低,知 O 点的电势高于 c 的电势,故B正确;
C.由A分析可知 a 场强方向向右,b 点场强方向向左,故将电子从 a 点运动到 b 点,电场力对电子先做负功功后做正功,故C错误;
D.对两个电荷在中垂线上的场强进行叠加,在 Oc 段方向斜向左上,在 0d 段方向斜向左下。所以电子所受的电场力在 Oc 段斜向右下,在 0d 段斜向右上,电场力跟速度的方向先是锐角后是钝角,电场力对电子先做正功后做负功,故D错误。
3. B
4. C
【解析】两粒子均仅在电场力作用下运动,电场力做正功,电势能减少,速度增加.根据电场线疏密表示场强的强弱可知 a 受的电场力将减小,加速度也将减小,类似 b 的电场力增大,加速度将增加。C选项正确.
5. A
6. B
7. C
【解析】在正电荷的电场中,离正电荷近,电场强度大,电势高,离正电荷远,电场强度小,电势低;而在负电荷的电场中,离负电荷近,电场强度大,电势低,离负电荷远,电场强度小,电势高,故A错误;
电势差的大小决定于两点间沿电场方向的距离和电场强度,故B错误;
沿电场方向电势降低,而且速度最快,故C正确;
电场力做功,只与电荷以及两点间的电势差有关,与两点的场强没有关系。场强为零,电势不一定为零,如从带正电荷的导体球上将正电荷移动到另一带负电荷的导体球上,电场力做正功,故D错误。
8. C
【解析】设相邻等势面之间的电势差大小为 U,正电荷从 a 运动到 b, 动能减少,电势能增加,可知 b 点的电势高于 a 点,则 φa=−2U,φb=U,设正电荷的电荷量为 q,则正电荷在 a 点、 b 点的电势能 Epa=−2qU,Epb=qU,据能量守恒定律 Eka+Epa=Ekb+Epb,代入数据得 qU=7 eV
设点电荷运动到 c 点时,其动能、电势能分别为 Ekc 、 Epc,且 Epc=−8 eV
据能量守恒定律 Eka+Epa=Ekc+Epc
26 eV+(−14 eV)=Ekc+(−8 eV)
Ekc=20 eV。
9. C
10. B
【解析】将三个点电荷分成两组,C 与 D 处的 +Q 、 −Q 一组,A 处的 +q 一组,由图可知,EF 是 CD 的垂直平分线,根据等量异种点电荷的电场的特点可知,+Q 、 −Q 形成的电场场强的方向垂直于 EF,EF 是两个等量异种点电荷的电场的等势面;
小球在 O 点时,受到 C 、 D 两点电荷的库仑力的合力水平向左,受到 A 点电荷库仑力也水平向里,杆的弹力也沿水平方向,使小球水平方向所受合力为零,所以小球竖直方向只受重力,加速度为 g,故A错误;
EF 是两个等量同种点电荷的电场的等势面,而对于 +q 形成的电场,E 点的电势低于 O 点的电势,所以负电荷在 E 点的电势能大于在 O 点的电势能,故B正确;
由点电荷形成的电场的对称性可知,负电荷在 E 点的电势能与在 F 点的电势能是相等的,负电荷在 F 点的电势能大于在 O 点的电势能,而小球在 O 点的重力势能大于小球在 F 点的重力势能,所以不能判断出小球在 O 点的速度与小球在 F 点的速度的大小关系,故C错误;
在 C 、 D 两电荷的电场中,竖直杆与等势线重合,在 A 点电荷的电场中,E 、 F 为等势点,从 E 到 O 的过程中电场力做正功,小球的机械能增大,故D错误。
11. D
【解析】由 B 移到 C 的过程中电场力做功 6×10−6 J,根据 W=Uq 得:B 、 C 两点的电势差 UBC=WBCq=−3 V,故A错误;
点电荷由 A 移到 B 的过程中,电势能增加 1.2×10−5 J,根据电场力做功量度电势能的变化得:点电荷由 A 移到 B 的过程中,电场力做功 −1.2×10−5 J,
A 、 B 两点的电势差 UAB=WABq=6 V,所以 A 点的电势高于 B 点的电势,故B错误;
UCA=−UBC−UAB=−3 V
根据 W=Uq 得:负电荷由 C 移到 A 的过程中,电场力做正功,所以电势能减小,故C错误;
UBC=−3 V,UCA=−3 V,UAB=6 V,
在 AB 连线取一点 D 为该线中点,所以 UAD=3 V。
UCA=−3 V,UAC=3 V,所以 C 、 D 电势相等,所以 CD 连线为等势线.
而三角形 ABC 为等腰三角形,所以电场强度方向沿着 AB 方向,由 A 指向 B。
因为 BC=23 m,由几何关系得:AD=3 m,
所以 UAD=EdAD=3 V
所以该电场的场强为 1 V/m。
故D正确。
12. A
【解析】等量同种电荷周围电场分布情况如图:
将该图与题图结合可知:
将两个图比较可知,A 、 B 、 C 、 D 四个点的是关于连线对称的,所以电势相同,故A正确;
由于 A1 、 B1 、 C1 、 D1 四个点是关于连线对称,场强大小相等,但方向不同,所以场强不同,故B错误。
将两个图比较可知,A 、 B 、 C 、 D 四个点和 A1 、 B1 、 C1 、 D1 四个点关于点电荷的连线的中心是对称的,所以 8 个点的电势高低是相等的,所以负检验电荷 q 在 A 点的电势能等于在 C1 点的电势能,正检验电荷 q 从 C 点移到 C1 点过程电场力对其做功的和为 0。故C错误,D错误。
13. D
【解析】据题,A 、 B 是两个等量同种点电荷,根据点电荷电场强度公式,则 C 与 D 点的电场强度大小相等,方向不同,故A错误;
AB 的中点电场强度为零,此点到 C 与 D 点间距相等,移动电子,电场力做功相等,则电子在 C 与 D 点电势能相同,故B错误;
由题,电子沿 CD 连线从 C 点移到 D 点过程中,电势先升高后降低,则电势能先减小后增加,那么电场力先做正功后做负功,故C错误,D正确。
14. D
【解析】由图看出,b 、 h 两点电场强度的大小相等,但方向不同,而电场强度是矢量,所以 b 、 h 两点的电场强度不同,故A错误。
根据顺着电场线电势逐渐降低可知,离点电荷 O 越远,电势越高,故 a 点电势低于 e 点电势,故B错误。
e 点电势大于 d 点电势,则 e 、 b 两点间电势差大于 d 、 b 两点间电势差,故C错误。
d 、 f 两点电势相等,则电子沿圆周由 h 到 d 与由 h 到 f,电场力做功相等,故D正确。
15. B
【解析】圆环上均匀分布着正电荷,根据对称性可知,圆环上各电荷在 O 点产生的场强抵消,合场强为零。圆环上各电荷产生的电场强度在 x 轴有向右的分量,根据电场的叠加原理可知,x 轴上电场强度方向向右,根据顺着电场线方向电势降低,可知在 x 轴上 O 点的电势最高,故A错误,B正确;
O 点的场强为零,无穷远处场强也为零,所以从 O 点沿 x 轴正方向,场强应先增大后减小。x 轴上电场强度方向向右,电势降低,故CD错误。
第二部分
16. B, C
17. A, C
【解析】A、B.作出电场线,根据顺着电场线电势降低,则 O 电势最髙,故A正确,B错误;
C、D.从图线看出,
电场强度关于原点 O 对称,则 x 轴上关于 O 点对称位置的电势相等,故C正确,D错误。
18. A, B
【解析】由于电势差和电场力做功关系可知,Uad=Wadq=−6 eV−e=6 V,故每两条等势面之间的电势差为 2 V;
由于 φb=2 V,且从 a 到 f 电势降低,故 φa=4 V,φc=0 V,φd=−2 V,φf=−4 V,故A正确;
电子的初速度未知,若水平分速度较小,会无法达到平面 f,故B正确;
φd=−2 V,故 Epd=φd⋅q=−2 V×−e=2 eV,故C错误;
由于 Eka=10 eV,故 Ekb=8 eV,Ekd=4 eV,电子在 b 面时的动能是在 d 面时的 2 倍,由公式 Ek=12mv2 可知,速率应该为 2 倍,故D错误。
方法二:
虚线 a 、 b 、 c 、 d 、 f 代表匀强电场内间距相等的一组等势面,一电子经过 a 时的动能为 10 eV,从 a 到 d 的过程中克服电场力所做的功为 6 eV,动能减小了 6 eV,电势能增加了 6 eV,因此等势面间的电势差为 2 V,因平面 b 上的电势为 2 V,由于电子的电势能增加,等势面由 a 到 f 是降低的,因此平面 c 上的电势为零,故A正确;
由上分析,可知,当电子由 a 向 f 方向运动,则电子到达平面 f 动能为 2 eV,由于题目中没有说明电子如何运动,因此也可能电子在匀强电场中做抛体运动,则可能不会到达平面 f,故B正确;
在平面 b 上电势为 2 V,则电子的电势能为 −2 eV,动能为 8 eV,电势能与动能之和为 6 eV,当电子经过平面 d 时,动能为 4 eV,其电势能为 2 eV,故C错误;
电子经过平面 b 时的动能是平面 d 的动能 2 倍,电子经过平面 b 时的速率是经过 d 时的 2 倍,故D错误。
19. B, C
【解析】该电场的电场线疏密不均匀,所以不是匀强电场。故A错误。
沿着电场线方向电势降低.所以 a 点电势高于 b 点电势,故B正确。
带负电粉尘受电场力向右,由 b 点运动到 a 点,电场力对粉尘做正功。故C正确。
带负电粉尘被吸附时由 b 点运动到 a 点,电场力对粉尘做正功,电势能减小,故D错误。
20. C, D
【解析】电势的零点是人为选取的,则电势等于零的物体也可以带电,故A错误;电场强度与电势无关,电场强度为零的点,电势不一定为零,故B错误;沿电场线的方向,电势降低,则同一电场线上的各点,电势一定不相等,故C正确;负电荷沿电场线方向移动时,电场力逆着电场线,则电场力对负电荷做负功,其电势能一定增加,故D正确
21. A, D
【解析】A选项B选项:在匀强电场中,D 点电势为:
φD=φA+φC2=6 V。
因此 BD 连线即为等势线,画出电场线如图所示:
因 AB=3 cm,则 AB 两点电场线方向的距离为:
d=ABcs30∘=1.5 cm。
BA 间的电势差:
UBA=φB−φA=3 V。
则匀强电场的场强:
E=UBAd=31.5 V/cm。
故A正确,B错误;
负电荷在低电势点电势能大,则电子在 A 点的电势能比在 B 点的高 3e V,故C错误;
电子从 A 点运动到 C 点电场力做功为 W=Ue=6e V,故D正确。
22. A, D
【解析】结合该题图以及等量异种电荷的电场的分布(如图 1 所示)可知。
在中垂线上的 cd 两点中,c 点的电场强度要大,但是小于 O 点的电场强度,由电场的叠加可知 a 点的电场强度要比 B 点的大,同时 A 点的要比 O 点的大,所以四个点中 a 点电场强度最大,故A正确;
根据电势的分布,可知 cd 及 O 点在同一等势面上,电势相等,但是高于 a 点的电势,四个点中 d 点不是电势最低的点,故B错误;
在竖直方向上,沿轨迹 2 的位移要大些,所以 v2>v1,从 a 到 c 和从 a 到 d 电场力做的正功相同,所以会有 vc
负电,所以粒子置于 a 点时的电势能小于置于 b 点时的电势能,故D正确。
23. B, D
【解析】由电场线可知,B 点的电场线密,所以 B 点的电场强度大,粒子受的电场力大,加速度也就大,故A错误;
粒子受到的电场力指向曲线弯曲的内侧,所以受到的电场力的方向是沿电场线向上的,所以粒子从 A 到 B 的过程中,电场力做正功,电荷的电势能减小,动能增加,所以粒子在 A 点的动能小于它在 B 点的动能,粒子在 A 点的电势能大于它在 B 点的电势能,故B正确、C错误;
沿电场线方向电势逐渐降低,A 点的电势高于 B 点的电势,故D正确。
24. A, D
【解析】由 φM=φN,可知点电荷 Q 一定在 MN 连线的中垂线上,过 F 作 MN 的垂线交 MP 与 O 点,设 MF=FN=l,则由几何关系 MO=lcs30∘=233l,FO=ltan30∘=33l,OP=MP−MO=MNcs30∘−l=l,即 FO=OP=l,故点电荷一定在 MP 的连线上的 O 点,选项A正确;
点电荷形成的电场的等势面是以点电荷为球心的同心球面,线段不可能在球面上,故B选项错误;
由图可知 OF
25. A, C
【解析】在 AC 连线上,P 点的电场线最密,场强最大,所以 P 点的电场强度大于 O 点的电场强度,故A正确;
AC 连线是等量异种点电荷电场中一条等势线,故 A 、 C 两点的电势相等,故B错误;
根据等量异种点电荷电场电场线分布的对称性可知,O 、 C 两点的电场强度相同,则点电荷 +q 在 O 点和 C 点所受电场力相同,故C正确;
根据顺着电场线方向电势降低,结合电场线的分布情况可知,B 点的电势高于 D 点电势,由电势能公式 Ep=qφ 分析可知:点电荷 +q 在 B 点的电势能大于在 D 点具有的电势能,故D错误。
26. A, C
【解析】由电场力方向应指向轨迹的内侧得知,粒子所受电场力方向大致斜向左下方,对粒子做正功,其电势能减小,动能增大,则知粒子在 M 点的电势能大于在 N 点的电势能,在 M 点的动能小于在 N 点的动能,在 M 点的速度小于在 N 点受到的速度,故A正确,B错误;
由电场力方向应指向轨迹的内侧得知,粒子所受电场力方向大致斜向左下方,与电场线的方向基本一致,可知粒子带正电;由于粒子在 M 点的电势能大于在 N 点的电势能,正电荷在电势高处的电势能大,所以 M 点的电势高于 N 点的电势。故C正确;
M 点处的电场线较疏,而 N 点处电场线较密,则 M 点处的电场强度较小。故D错误。
27. A, D
【解析】结合该题图以及等量异种电荷的电场的分布(如图 1 所示)可知。
在中垂线上的 cd 两点中,c 点的电场强度要大,但是小于 O 点的电场强度,由电场的叠加可知 a 点的电场强度要比 b 点的大,同时 a 点的要比 O 点的大,所以四个点中 a 点电场强度最大,故A正确;
根据电势的分布,可知 cd 及 O 点在同一等势面上,电势相等,但是高于 a 点的电势,四个点中 d 点不是电势最低的点,故B错误
在竖直方向上,沿轨迹 2 的位移要大些,所以 v2>v1,从 a 到 c 和从 a 到 d 电场力做的正功相同,所以会有 vc
负电,所以粒子置于 a 点时的电势能小于置于 b 点时的电势能,故D正确。
28. B, D
【解析】 A 点与 C 点在同一等势面上,电势相等,即有 φA=φC,故A错误;
根据顺着电场线电势降低,则知 φB>φD,故B正确;
正、负两个点电荷在 O 点的电场强度大小均为 E=kqr2,夹角为 120∘,由电场叠加原理可知 O 点的场强大小 E=kqr2,故C错误,D正确。
29. B, D
【解析】粒子带正电,从 C 点由静止向 D 运动,受电场力大致向右,故从 C 到 D 电势降低,故 A 错误;
由图乙可知,粒子做加速度减小的直线运动,电场力提供加速度,F=qE=ma,可知从 C 到 D 电场强度减小,故 B 正确;
粒子加速度减小但方向没变,故粒子由 C 到 D 加速运动,动能增大,电势能减小,故 D正确。
第三部分
30. A, C, D
【解析】由题图知,a 点处的电场线比 b 点处的电场线密集,c 点处电场线比 d 点处电场线密集,所以A、C正确;
过 a 点画等势线,与 b 点所在电场线的交点与 b 点位置比较知 b 点的电势高于 a 点的电势,故B错误;
同理分析可得 d 点电势高于 c 点电势,故D正确。
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