【 高考物理一轮电磁学专题复习】 选择题专练1 静电场(含解析 )
展开【备考2022 高考物理一轮电磁学专题复习】 选择题专练1 静电场(含解析)
1.“牟缀芥”是东汉王充在《论衡乱龙篇》中记载的摩擦起电现象,意指摩擦后的带电琥珀能吸引轻小物体。现做如下简化:在某处固定一个电荷量为的带正电的点电荷,在其正下方处有一个原子。在点电荷的电场的作用下原子的负电荷中心与正电荷中心会分开很小的距离。点电荷与原子之间产生作用力。你可能不会求解,但是你可以通过物理分析进行判断,关于的表达式,可能正确的是(式中为静电力常量)( )
A. B.F= C. D.F=
2.口罩是人们抗击新冠病毒人侵的一种常见防护物品。口罩对病毒起阻隔作用的是一层熔喷无纺布层,布层纤维里加有一种驻极体材料,驻极体材料分子中的正、负电荷原本不重合且杂乱分布(图甲所示),经过静电处理后变得较为规则的分布(图乙所示),从而具有静电吸附作用。以下说法中正确的是( )
A.静电处理前,驻极体材料带有静电
B.静电处理过程,电场力对驻极体材料中的正、负电荷做正功
C.静电处理过程,驻极体材料分子中的电荷电势能增加
D.口罩熔喷布不能阻挡不带电的中性微小颗粒物
3.在物理学的发展过程中,科学家们总结出了许多物理学研究方法,以下关于物理学研究方法的叙述正确的是( )
A.在不需要考虑带电物体本身的大小和形状时,用点电荷来代替物体的方法叫微元法
B.在探究加速度、力和质量三者之间的关系时采用了假设法
C.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了理想模型法
D.伽利略认为自由落体运动是物体在倾角为90°的斜面上的运动,再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律,这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法
4.如图,在光滑绝缘斜面上有带电小球a与b,两球同时释放瞬间,a球的加速度刚好为零,则下列关于a、b的电性及初始位置,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
5.富兰克林为研究雷电现象,设计了如图所示的装置,避雷针线路与接地线分开,并在分开处装上帽形的金属钟A与B,两钟之间以丝线悬挂一个金属小球C,A钟下方用导线连接两个很轻的金属小球形成验电器D,避雷针上空附近的云不带电时,三个金属小球均静止下垂。若带负电的云接近避雷针顶端时,则( )
A.避雷针顶端带负电
B.接地线上有正电荷流入大地
C.验电器D上的两个金属小球最后会下垂并相互接触
D.金属小球C会在A与B之间摆动,不断来回撞击A与B
6.在一个正点电荷Q=2×10-8C形成场中有A、B、C三点,已知, AB=BC=AC=0.3m,B,C两点场强方向夹角为60º,静电力常量为k=9×109N·m2/C2,则下列说法错误的是( )
A.B、C两点的场强大小相等,都为E=2×103N/C
B.A、C电场强度大小之比为1:3
C.把正的试探电荷从B沿直线运动至A,电场力做正功,电势能减小
D.把一个电子从B沿直线运动到C,电子的电势能先增大,后减小
7.如图,真空中固定两个等量异种点电荷+q、-q。其中+q在正方形abcd的几何中心处,cd边与两电荷连线的中垂线重合。则( )
A.a点场强大于c点场强,a点电势大于c点电势
B.b点场强小于d点场强,b点电势小于d点电势
C.c、d两点的场强相同,电势相等
D.a、b两点的场强相同,电势相等
8.如图所示,等量异种点电荷放置在正四面体顶点A、B处,O点为底面ABD的中心,则( )
A.O、C、D三点电势相等
B.C、D两点电场强度不同
C.O点电势大于D点电势
D.O点场强是D点场强的2倍
9.如图所示,一透明绝缘半球壳,O为球心,将带有等量异种电荷的小球分别固定在直径ab的两端,c、d、e、f为平行底面的小圆上的点,且c、d位于过直径ab的大圆周上,e、f位于垂直直径ab面的大圆周上。下列说法正确的是( )
A.e点与f点的场强相同
B.c点与d点的场强相同
C.O点电势高于e点电势
D.将一电荷从无穷远移到c点与从f点移到d点电势能的变化相同
10.如图所示,ab和cd为圆的两条相互垂直的直径,直径ef与ab成角,圆心O处固定一正点电荷。该空间还存在平行于该圆所在平面的匀强电场。已知整个圆周上e点的电场强度最小,下列说法正确的是( )
A.a点的电场强度小于b点的电场强度
B.b点的电场强度等于d点的电场强度
C.电子在c点的电势能比在d点的电势能大
D.电子在c点的电势能与在d点的电势能相等
11.两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点进入该区域,只在电场力作用下通过点。下列说法正确的是( )
A.点的电场强度比点的电场强度小
B.点的电势比点的电势低
C.该电荷在点的电势能比点的电势能大
D.该电荷在点的动能比点的动能大
12.如图所示,a、b、c、d为一矩形的四个顶点,一匀强电场的电场强度方向与该矩形平行。已知a、b、c三点的电势分别为0.1 V、0.4 V、0.7 V。ab的长为6 cm,bc的长为8 cm。下列说法正确的是( )
A.该匀强电场的电场强度大小为6. 25 V/m
B.把一带电荷量为0.1C的正点电荷从d点移动到矩形中心处的过程中,电场力做的功为0.03J
C.矩形abcd上电势最高的点的电势为1V
D.矩形abcd上电势最低的点的电势为0.2V
13.高压电线落地可能导致行人跨步触电,如图所示,设人的两脚MN间跨步距离为d,电线触地点O流入大地的电流为I,大地的电阻率为ρ,ON间的距离为R,电流在以O点为圆心、半径为r的半球面上均匀分布,其电流密度为,已知电流密度乘以电阻率等于电场强度,该电场强度可以等效成把点电荷Q放在真空中O点处产生的电场强度。下列说法正确的是( )
A.越靠近O点,电势越低
B.两脚间距离越大,跨步电压一定越大
C.等效点电荷Q的电荷量为(k为静电力常量)
D.若M、N、O三点在一条直线上,图中两脚MN间跨步电压等于
14.如图,在匀强电场中,有边长为的正六边形,其六个顶点均位于同一个圆上,正六边形所在平面与匀强电场的电场线平行,点为该正六边形的中心,、、三点电势分别为、、,下列说法不正确的是( )
A.点电势为
B.等于
C.匀强电场的电场强度大小为
D.将电子由点移到点,电场力做功为
15.如图所示为某带电导体的电场线分布,M、N是电场中两点,则( )
A.导体左侧带正电,右侧带负电
B.导体电荷分布密度左侧大于右侧
C.M点的电场强度大于N点的电场强度
D.导体内部的P点不可能有净电荷
16.一空心金属球壳内球心右侧放一带正电点电荷,于是在球内外形成如图所示电场,其中a在球心,b在球壳内壁,c在球壳内,d在球外,若以无穷远电势为0,下列说法正确的是( )
A.b点和c点电势均为0
B.c点电场强度大于a点电场强度
C.若一电子从a点运动到b点,电势能减少
D.两点电势差小于两点的电势差
17.某物理实验中,小明手拿一带负电的金属棒靠近某一导体的左侧,发现放置于导体旁边的蜡烛火焰向右飘动。对此下列说法正确的是( )
A.该实验利用了尖端放电原理
B.该实验利用了静电屏蔽原理
C.导体右侧有正电荷喷出
D.导体右侧没有电荷向导体喷射管移动
18.带电球体的半径为R,以球心为原点O建立坐标轴x,轴上各点电势φ随x变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.球体带正电荷
B.球心处电场强度最大
C.A、B两点电场强度相同
D.一带负电的试探电荷在B点的电势能比在C点电势能的大
19.高大的建筑物上安装接闪杆(避雷针),阴雨天气时云层中的大量电荷可以带电云层通过接闪杆直接引入大地,从而达到保护建筑物的目的。如图所示,虚线是某次接闪杆放电时,带负电的云层和接闪杆之间三条等势线的分布示意图;实线是空气中某个带电粒子q由M点到N点的运动轨迹,不计该带电粒子的重力,则( )
A.接闪杆尖端带负电
B.带电粒子q带正电
C.q在M点的电势能大于在N点的电势能
D.q越靠近接闪杆尖端,其加速度越小
20.如图为某静电除尘装置的示意图。a、b、c三点的连线与集尘板垂直,且ab小于bc,烟尘微粒最终被吸附在集尘板N上,烟尘微粒所受电场力远大于自身重力,下列说法正确的是( )
A.烟尘微粒一定带正电
B.从a点早出发的烟尘微粒一定先到达集尘板
C.同一烟尘微粒在c点电势能大于在a点电势能
D.b、a两点间与c、b两点间的电势差可能相等
21.不带电的金属棒AB长为L,O为AB的中点,在距离A点为R的C点处放一带电量为Q的正点电荷,C与AB在一条直线上,如图所示。下列说法错误的是( )
A.O点的电场强度为0
B.金属棒上A点的电势等于B点的电势
C.金属棒上感应电荷在O点产生的电场强度大小为k
D.若将A端接地,金属棒将带上正电荷
22.如图为某静电除尘装置的示意图。A、B、C三点的连线与集尘板垂直,且,烟尘微粒只在电场力作用下最终被吸附在集尘板上,下列说法正确的是( )
A.烟尘微粒一定带正电
B.B、A两点间比C、B两点间的电势差大
C.同一烟尘微粒在C点电势能大于在B点电势能
D.同一烟尘微粒在C点加速度大于在A点加速度
23.如图所示,甲、乙为两个相同的平行板电容器,它们的极板均水平放置,上极板间连有一个二极管,下极板均接地。a、b是电荷量相同、质量分别为m1、m2的带负电油滴。当甲、乙的电荷量分别为Q1、Q2时,油滴a、b恰好分别悬浮在甲、乙的极板之间,则下列说法可能正确的是( )
A.Q1大于Q2
B.m1大于m2
C.将甲的上极板向上平移少许,a向下运动,b向上运动
D.将乙的上极板向右平移少许,a向下运动,b向上运动
24.如图所示,平行板电容器与直流电源、理想二极管(正向通电时可以理解为短路,反向通电时可理解为断路)连接,电源正极接地。初始电容器不带电,闭合开关,电路稳定后,一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.上极板上移,带电油滴向下运动 B.上极板上移,P点电势升高
C.上极板下移,带电油滴向下运动 D.上极板下移,P点电势升高
25.如图所示,两块平行金属板M、N通过导线、开关与电源相接,其中N板接地。板间用绝缘细绳悬挂一带负电的小球。闭合开关S,把细1线拉开一小角度(小于10°)后,自A点静止释放小球小球摆动经过最低点B。则( )
A.小球在A点电势能大于在B点电势能
B.只将M板向下移动时B点电势保持不变
C.只断开开关则小球将停止摆动
D.只把电源正负极对调则小球摆动周期变小
26.在倾角为θ的光滑固定绝缘足够长的斜面上有两个用绝缘轻弹簧连接的物块A和B,它们的质量分别为m和3m,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板,开始未加电场,系统处于静止状态,A带正电,B不带电,现加一沿斜面向上的匀强电场,物块A沿斜面向上运动,当B刚离开C时,A的速度为v,之后两个物体运动中,当A的加速度为0时,B的加速度大小为a,方向沿斜面向上,则下列正确的是( )
A.未加电场时,挡板C对物块B的作用力大小为
B.从加电场后到B刚离开C的过程中,A发生的位移大小为
C.从加电场后到B刚离开C的过程中,物块A的机械能和电势能之和保持不变
D.B刚离开C时,电场力对A做功的瞬时功率为
27.空间存在电场,沿电场方向建立直线坐标系Ox,使Ox正方向与电场强度E的正方向相同,如图所示为在Ox轴上各点的电场强度E随坐标x变化的规律。现将一正电子()自坐标原点O处由静止释放,已知正电子的带电量为e、正电子只受电场力,以下说法正确的是( )
A.该电场可能为某个点电荷形成的电场
B.坐标原点O与点间的电势差大小为
C.该正电子将做匀变速直线运动
D.该正电子到达点时的动能为
28.绝缘光滑水平面上有ABO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m,B点坐标为2m,如图甲所示。A、B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,以初速度v0由A点向右射出,则关于负点电荷沿直线运动到B点过程中,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AO段的运动时间小于在OB段的运动时间
B.负点电荷由A运动到O点过程中,随着电势的升高电势能变化越来越快
C.负点电荷由A点运动到O点过程中加速度越来越大
D.当负点电荷分别处于m和m时,电场力的功率相等
29.国际空间站将在2024年退役,我国的空间站将取代国际空间站的地位,成为很多国家争相合作的对象。空间站运动受到稀薄空气阻力作用,需要离子推进器提供推力以平衡空气阻力,已知离子推进器内部加速电压为,将大量质量为m、电荷量为q的粒子从静止加速后喷射出去,单位时间喷射出去的粒子数为n,则提供的推力为( )
A. B.
C. D.
30.电场分选是在高压电场中利用入选物料的电性差异进行分选的方法。如图所示,从漏斗漏出的混合物料经起电区(未画出)起电(带正电或负电)后沿电场中线由静止进入高压电场,已知物料全部落入M、N槽中且打不到极板,不计空气阻力和物料间的相互作用力,则起电后的物料经过高压电场区域时( )
A.所用时间一定不同
B.机械能一定增大
C.一定做曲线运动
D.电势能可能增大
31.如图所示,带电性质相同且电荷量为的A、B两小球,A球被放在绝缘的水平台面上,B球被长为的轻绳悬于点,的距离等于的距离且夹角为,静电力常量为,若B球的电荷量在逐渐减小的过程中,则下列说法中正确的是( )
A.轻绳对B球的拉力不变
B.轻绳对B球的拉力逐渐增大
C.在电荷量还没减小时,A、B两球之间的静电力大小为
D.在电荷量还没减小时,A、B两球之间的静电力大小为
32.如图,在干燥的冬天,手接触房间的金属门锁时,会有一种被电击的感觉,带负电的手在缓慢靠近门锁还未被电击的过程中,门锁( )
A.近手端感应出正电荷 B.电势比手的电势低
C.与手之间场强逐渐增大 D.与手之间场强保持不变
33.如图是某种静电矿料分选器原理图,带正、负电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后,分落在收集板中央的两侧,下列关于带负电矿粉分离的过程表述正确的是( )
A.落在左侧 B.动能变小 C.电势能变小 D.电场力对矿粉做正功
34.如图所示,两块较大的金属板A、B平行放置并与一电源相连,闭合后,两板间有一质量为、电荷量为的油滴恰好处于静止状态。以下说法中正确的是( )
A.若将A板向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动
B.若将S断开,则油滴立即做自由落体运动
C.若将A板向左平移一小段位移,则油滴仍然静止
D.若将S断开,再将A板向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动
35.如图所示,两平行金属板水平放置,并接到电源上,一带电微粒P位于两板间处于静止状态,、分别为两个金属板的中点,现将两金属板在极短的时间内都分别绕垂直于、的轴在纸面内逆时针旋转一个角(),则下列说法中正确的是( )
A.两板间的电压不变
B.两板间的电压变小
C.微粒P受到的电场力不变
D.微粒将水平向左作直线运动
36.随着科技大进步,生产流水线已经进入各种大小工厂,在生产纸张等绝缘材料过程中,为了实时监控材料的厚度,生产流水线上组装了电容传感器,其结构简单,价格便宜,灵敏度高,高阻抗,功率小,分辨率高,其中甲、乙为平行板电容器的上、下两个固定极板,分别接在恒压直流电源的两极上。当通过极板间的材料厚度减小时,下列说法正确的是( )
A.甲、乙平行板构成的电容器的电容增大
B.甲、乙两板间材料内的电场强度不变
C.有负电荷从向流过灵敏电流计
D.若开始有一带电尘埃恰在甲乙之间静止,当材料厚度减小时,带电尘埃将落到乙板
37.如图所示,在竖直平面内有足够长的两平行金属导轨、。导轨间距为,电阻不计。一根电阻不计的金属棒可在导轨上无摩擦地滑动。棒与导轨垂直,并接触良好.导轨之间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为。导轨右边与电路连接。电路中的三个定值电阻阻值分别为、和。在间接有一水平放置的电容为的平行板电容器,板间距离为。当以速度匀速向左运动时,电容器中质量为的带电微粒恰好静止于两极板中间位置( )
A.微粒带负电
B.电容器的带电量为
C.若棒以速度向左运动,微粒将经过时间到达上极板
D.若棒在外力作用下由静止开始在导轨上做简谐运动,运动中的最大速度为,则流经的最大电流为
38.如图所示,A点固定一个点电荷,B、C、D是另一个点电荷q运动轨迹上的三点,点电荷q经过C、D两点时的速率相同,不计点电荷q的重力,选无穷远处电势为0。下列说法正确的是( )
A.C、D两点的电势相同
B.q在C点的电势能可能为正值
C.q从B到C运动过程中动能不断增大
D.q从B到D运动过程中电势能不断减小
39.如图所示为一固定在竖直面内的光滑绝缘细管轨道,A点与x轴相交,C点与y轴相交,轨道AB段竖直,长度为0.7 m,BC段是半径为0.7 m的四分之一圆弧,与AB相切于B点。一质量为m=0.1 kg,直径略小于管径的带电小球从A点以初速度v0射入轨道,小球到达最高点C点时恰好与轨道没有作用力。已知小球带0.01 C的正电荷,在x轴上方存在着场强大小为100 N/C、方向水平向右的匀强电场,重力加速度g取10m/s2,则下列说法正确的是( )
A.小球的初速度v0为6 m/s
B.小球的初速度v0为7 m/s
C.小球从C点射出后运动轨迹与x轴交点横坐标为0
D.小球从C点射出后运动轨迹与x轴交点横坐标为-0.7 m
40.如图所示,一带正电的粒子以一定的初速度进入某点电荷Q产生的电场中,沿图中弯曲的虚线轨迹先后经过电场中的a、b两点,其中a点的场强大小为,方向与ab连线成30°角;b点的场强大小为,方向与ab连线成60°角,粒子只受电场力的作用。下列说法中正确的是( )
A.点电荷Q带正电
B.粒子在a点的加速度小于在b点的加速度
C.从a到b,系统的电势能减小
D.a点的电势低于b点电势
参考答案:
1.D
【解析】
【详解】
由图可知负电荷中心比正电荷中心更靠近Q,则Q对负电荷中心的引力略大于对正电荷中心的斥力,即合力F不为零;当l趋于零时,合力F趋于零;当h趋于无限大时,合力F也趋于零,考察四个选项中表达式满足上述条件的只有D项。
故选D。
2.B
【解析】
【详解】
A.静电处理前,驻极体材料分子中的正、负电荷不重合且杂乱分布,因此不带静电,A项错误;
B.静电处理过程中,驻极体材料分子变得较为规则的分布,是电场力对其做功的结果,即做正功,B项正确;
C.电场力做正功,驻极体材料分子中的电荷的电势能减少,C项错误;
D.口罩熔喷布静电处理后的静电能使不带电的微小颗粒物极化并对其吸附,如同橡胶棒摩擦毛皮后能吸附小纸屑一样,D项错误。
故选B。
3.D
【解析】
【详解】
A.在不需要考虑带电物体本身的大小和形状时,用点电荷代替物体的方法叫理想模型法,故A错误;
B.在探究加速度、力和质量三者之间的关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系,该实验采用了控制变量法,故B错误;
C.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法,故C错误;
D.伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动,再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律,这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法,伽利略是首次采用实验和逻辑推理相结合的方法研究问题的科学家,故D正确。
故选D。
4.B
【解析】
【详解】
带电小球a在光滑绝缘斜面上,对其受力分析,受重力支持力和带电小球b对它的库仑力。两球同时释放瞬间,a球的加速度刚好为零,即带电小球b对它的库仑力与重力和支持力的合力平衡,故带电小球b对小球a的库仑力沿斜面向上。综上所述只有B图符合题意。
故选B。
5.D
【解析】
【详解】
A.根据异种电荷相互吸引、同种电荷相互排斥,可知若带负电的云接近避雷针顶端时,避雷针顶端带正电,故A错误;
B.金属内的正电荷不会移动,故B错误;
CD.由A选项分析可知,验电器D下端带负电,小球C在验电器D下端的吸引下撞击A,然后和A带同种电荷负电,然后相互排斥,和B接触,此时电子通过B导入大地,然后C不带电,如此反复,验电器下端两小球始终带负电,所以两小球相互排斥,故D正确,C错误。
故选D。
6.D
【解析】
【详解】
A.由点电荷电场强度公式得
A正确,故A不符合题意;
B.由题意可知A处在AB连线的中垂线上,且A离点电荷最远,由几何分析可得
,
则由得
B正确,故B不符合题意
C.把正的试探电荷从B沿直线运动至A,电场力做正功,电势能减小,C正确,故C不符合题意;
D.把一个电子从B沿直线运动到C,电场力先做正功,后做负功,所以电子的电势能先减小,后增大,D错误,故D符合题意。
故选D。
7.C
【解析】
【详解】
根据等量异种点电荷的电场线及等势面的分布图可知
A.a点场强小于c点场强,a点电势大于c点电势,所以A错误;
B. b点场强小于d点场强,b点电势大于d点电势,所以B错误;
C.由对称性可知,c、d两点的场强相同,c、d两点在同一等势面上,电势相等,所以C正确;
D.根据对称性可知, a、b两点的场强大小相同方向不同,则场强不同,但是电势相等,所以D错误;
故选C。
8.A
【解析】
【详解】
AC.根据等量异种电荷的电场线可知,过AB中点且垂直于AB的平面,为该电场其中一个等势面,O、C、D三点均在等势面上,所以O、C、D三点电势相等,故A正确,C错误;
B.根据电场的叠加原理,可知C、D两点的电场强度大小相等,方向均水平向右,故B错误;
D.正四面体的边长为,根据场强的叠加可得D点场强为
点的场强为
可知O点场强是D点场强的倍,故D错误。
故选A。
9.A
【解析】
【详解】
AB.根据等量异种电荷电场线的分布特点可知e、f两点场强相同。c点与d点的场强大小相同,方向不同,故A正确;B错误;
C.等量异种电荷的中垂面是等势面,则O、e两点的电势相同,故C错误;
D.由等量异种电荷电势分布可知,和无穷远处电势为零,点的电势大于点电势,且
若将一正电荷无穷远移到c点与从f电势能增大,将一正电荷从f点移到d点电势能减小,故D错误。
故选A。
10.A
【解析】
【详解】
AB.点电荷在e点产生的场强方向沿着Oe方向,当匀强电场方向与Oe方向相反,使得匀强电场在e点的场强和点电荷在e点的场强抵消最多,此时e点的电场强度最小,在a、b、d处的合场强如图所示
根据平行四边形定则可得,a点的电场强度小于b点的电场强度,而b点的电场强度与d点的电场强度大小相等,但二者方向不同,则b点的电场强度不等于d点的电场强度,A正确,B错误;
CD.在点电荷产生的电场中,c、d两点距离O点的距离相同,二者电势相同,但在匀强电场中,满足
因电子带负电,则电子在c点的电势能小于在d点的电势能,CD错误。
故选A。
11.C
【解析】
【详解】
A.正电荷在点受到的电场力方向跟图中的等势线垂直,粒子要通过点,故粒子在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,点离点电荷更近,故点的电场强度比点的电场强度大,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,故点的电势比点的电势高,B错误;
C.正的试探电荷所处位置的电势越高,电势能越大,故该电荷在点的电势能比点的电势能大,C正确;
D.电荷从运动的过程,电场力做正功,电荷的动能增加,故该电荷在点的动能比点的动能小,D错误;
故选C。
12.A
【解析】
【详解】
A.a、c连线的中点的电势为
由匀强电场的性质可知b、d连线上各点的电势均为0.4V,则
E=
其中
解得
故A正确;
B.把一带电荷量为0.1C的正点电荷从d点移动到矩形中心处的过程中,电势不变,电场力做的功为0,故B错误;
CD.根据电场线垂直于等势线,且由电势高处指向电势低处,可知矩形上电势最高的点的电势为0.7V,最低的点的电势为0.1V,故CD错误。
故选A。
13.C
【解析】
【详解】
A.高压电线落地,电线触地电流从O点流入大地的,O点电势最高,越靠近O点,电势越高,故A错误;
B.当两脚位于同一等势线上时即两脚到O点的距离相等时,跨步电压为零,故B错误;
C.根据题意有
可得
故C正确;
D.N点处电流密度为,由于MN间的电场是非匀强电场,电场强度越靠近O点越大,则知MN间的场强大于,则两脚MN间跨步电压大于,故D错误。
故选C。
14.D
【解析】
【详解】
A.如图所示,连接和交于点
由于为的中点,则的电势为
可知、电势相等,故为等势线,电场方向垂直于向上,可知也为等势线,则有
A说法正确,不满足题意要求;
B.、两点的电势差为
、两点的电势差为
故有
B说法正确,不满足题意要求;
C.匀强电场的电场强度大小为
C说法正确,不满足题意要求;
D.将电子由点移到点,电场力做功为
D说法错误,满足题意要求;
故选D。
15.D
【解析】
【详解】
A.由电场线分布可知,导体左右两侧均带正电,选项A错误;
B.右侧电场线分布较密集,可知导体电荷分布密度左侧小于右侧,选项B错误;
C.因N点电场线较M点密集,则N点的电场强度大于M点的电场强度,选项C错误;
D.净电荷只分布在导体的表面,则导体内部的P点不可能有净电荷,选项D正确。
故选D。
16.D
【解析】
【详解】
A.b点和c点电势相等,场强为零,但电势不为0,A错误;
B.c点场强为零,a点场强不为零,c点电场强度小于a点电场强度,B错误;
C.若一电子从a点运动到b点,电场力做负功,电势能增加,C错误;
D.因为d点电势小于b点电势,所以两点电势差小于两点的电势差。D正确。
故选D。
17.A
【解析】
【详解】
一带负电的金属棒靠近某一导体的左侧,由于静电感应,会使导体内的负电荷向右侧聚集,而右侧有尖端,会产生尖端放电的现象,而导致导体旁边的蜡烛火焰向右飘动,该实验利用了尖端放电原理,BCD错误,A正确。
故选A。
18.D
【解析】
【详解】
A.从球出发向两侧电势升高,而电场线从正电荷出发,沿着电场线电势降低,故球带负电荷,A错误;
B.球是等势体,故内部任意两点间的电势差为零,故场强为零,B错误;
C.A点与B点的电场强度大小相等,但方向相反,故不同,C错误;
D.从B到C,电势升高,根据
故负电荷电势能减少,D正确。
故选D。
19.C
【解析】
【详解】
A.云层带负电,根据感应起电原理可知,接闪杆尖端带正电,故A错误;
B.带电粒子q由M点到N点的运动轨迹,合力指向曲线的凹侧,所以粒子带负电,故B错误;
C.因为尖端带正电,粒子带负电,M点到N点,电场力做正功,电势能减小,q在M点的电势能大于在N点的电势能,故C正确;
D.q越靠近接闪杆尖端,等势面越密集,场强越大,其加速度越大,故D错误。
故选C。
20.D
【解析】
【详解】
A.电极带负电,烟尘微粒向集尘板运动,可知微粒一定带负电,故A错误;
B.从a点出发的烟尘微粒加速运动到集尘板的位移大,时间长,由于没有具体数据,无法判断从从a点早出发的烟尘微粒是否先到达集尘板,故B错误;
C.越靠近集尘板,电势越高,微尘带负电,在电势高处电势能小,所以同一烟尘微粒在c点电势能小于在a点电势能,故C错误;
D.电场线与集尘板垂直,方向从集尘板到电极,可知a、b间电场线较b、c之间密集,即a、b间场强大于b、c间场强,而ab小于bc,所以由U=Ed可知,b、a两点间与c、b两点间的电势差可能相等,故D正确。
故选D。
21.D
【解析】
【详解】
A.金属棒达到静电平衡,棒内各点的场强为零,则O点的电场强度为0,故A正确。
B.金属棒达到静电平衡,整个金属棒是一个等势体,则金属棒上A点的电势等于B点的电势,故B正确。
C.金属棒内各点的场强为零,棒上感应电荷在棒内中点O产生的场强大小与点电荷+Q在该处产生的电场强度大小相等,方向相反,则感应电荷在O点产生的电场强度大小为
故C正确。
D.若将A端接地,大地上的电子跑到金属棒将正电荷中和,所以金属棒将带上负电荷。故D错误;
此题选择错误的选项,故选D。
22.B
【解析】
【详解】
A.电极带负电,烟尘微粒向集尘板运动,可知微粒一定带负电,选项A错误;
B.电场线与集尘板垂直,方向从集尘板到电极,可知BA间电场线较CB之间密集,即BA间场强大于CB间场强,根据U=Ed可知,B、A两点间比C、B两点间的电势差大,选项B正确;
C.因C点的电势高于B点,可知带负电的同一烟尘微粒在C点电势能小于在B点电势能,选项C错误;
D.由B的分析可知,C点的场强小于A点场强,可知同一烟尘微粒在C点加速度小于在A点加速度,选项D错误。
故选B。
23.C
【解析】
【详解】
AB.液滴带负电保持静止,因此可知上极板带正电,Q1的带电量如果大于Q2,由可知甲的电压高于乙的电压,则会向乙放电使得甲乙的电荷量相同,如果乙的电荷量大,则因为二极管单项导电则不会向甲放电,因此可知电荷量关系为,由与及可得
又油滴静止可得
甲的场强小于等于乙的场强,因此甲的质量小于等于乙的质量,AB错误;
C.如果甲乙的初始电荷量相同,将甲的上极板向上平移少许时,甲的上极板与乙的上极板等势,甲因为电势升高向乙放电,由与可知,甲的电容C减小,甲的电量Q1减小, 从可知甲的场强减小, a的重力大于电场力,油滴a向下运动.乙的电量Q2增大,从可知乙的场强减小, b的重力大于电场力,油滴b向上运动,C正确;
D.将乙的上极板向右平移少许乙的电容减小,但由于二极管的单向导电性,乙的电量不变,场强变大,b向上运动,电容器甲不发生变化a油滴静止不动,D错误;
故选C。
24.D
【解析】
【详解】
AB.将上极板向上移动,d变大,由可知,C变小。又由知电容器与电源连接U不变,则Q要减小,电容器要放电。由于二极管具有单向导电性,电容器不能放电。由
可知电容器两极板间的电场强度不变,油滴所受电场力不变,油滴静止不动,故A错误。上极板电势为零,P点到上极板的距离增大,根据U=Ed可知P与上极板间的电势差的绝对值增大,而电场中的电势都为负,所以P点电势减小,故B错误;
CD.若上极板下移,则d变小,C变大,两极板间的电压U等于电源电动势不变,则Q要增大,电容器要充电,二极管导通。由电场强度变大,电场力变大,电场力大于重力,油滴所受合力向上,油滴向上运动,故C错误。P点到下极板的距离不变,根据U=Ed可知P与下极板间的电势差的绝对值增大,总电压一定,则P与上极板的电势差减小,而电场中的电势都为负,所以P点电势增大,故D正确。
故选D。
25.D
【解析】
【详解】
A.M板与电源正极相连,两板间电场方向由M板指向N板,故A点电势比B点电势高,小球带负电,小球在A点电势能小于在B点电势能,A错误;
B.只将M板向下移动时,则根据
可知,场强变大,根据
可知B点电势减小,B错误;
C.只断开开关,两板所带电荷量保持不变电场强度保持不变,受力保持不变,任然做单摆运动,C错误;
D.只把电源正负极对调,电场力由竖直向上变为竖直向下,等效重力场的等效重力加速度变大,由小球摆动周期表达式
故周期变小,D正确。
故选D。
26.D
【解析】
【详解】
A.开始未加电场,系统处于静止状态,挡板C对物块B的作用力大小为A和B的总重力在沿斜面方向上的分力为
A错误;
B.从加电场时,弹簧处于压缩状态,对物块A受力分析,根据平衡条件有
解得
物块B刚要离开C时,弹簧处于拉伸状态,对B由平衡条件可得
3mgsinθ = kx2
解得
B刚离开C的过程中,A发生的位移大小为
B错误;
C.对A、B和弹簧组成的系统,从加电场后到B刚离开C的过程中,物块A的机械能、电势能与弹簧的弹性势能之和保持不变,弹簧的弹性势能先减小后增大,故物块A的机械能和电势能之和先增大后减小,C错误;
D.设A所受的电场力大小为F,由题知当A的加速度为零时,B的加速度大小为a,方向沿斜面向上,根据牛顿第二定律对A有
对B有
故有
当B刚离开C时,A的速度为v,则电场力对A做功的瞬时功率为
D正确。
故选D。
27.B
【解析】
【详解】
A.一个点电荷形成的电场强度的表达式为,电场强度与距离的平方成反比,图像不符合,A错误;
B.电场强度E随坐标x变化的图像与坐标轴所围成的面积表示的是电势差,故坐标原点O与点间的电势差为
电势差大小为,B正确;
C.该正电子仅受电场力,且电场强度随空间位置不断变化,故正电子将做非匀变速直线运动,C错误。
D.该正电子自坐标原点O处由静止释放,不能到达点,在位置动能为0,后做反向的加速运动,D错误。
故选B。
28.A
【解析】
【详解】
AC.由于沿场强方向电势降低,所以AO段场强沿OA方向,OB段场强沿OB方向;
由图像可知,A到O斜率越来越小,电场强度越来越小,加速度越来越小。同理,OB段不变。则负点电荷在AO段做加速度减小的加速运动,在OB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v0,则电荷在AB间运动v-t图像如图
AO、OB段,由于位移相等,则图线与t轴围成的面积相等,显然AO段的时间小于OB段的时间。故A正确,C错误;
B.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B错误;
D.负点电荷分别处于m和m时,两段图像斜率绝对值相等,则场强大小相等,电荷所受电场力大小相等,但m处的电势大于m处的电势,说明O点到的电势差小于O点到的电势差,根据运动的可逆性都可看成O点向两处的减速运动
,
可知处的速度大,所以电场力的功率不相等,故D错误。
故选A。
29.D
【解析】
【详解】
粒子被加速过程,据动能定理可得
大量粒子喷射出去的过程,据动量定理可得
其中
联立解得,提供的推力为
故选D。
30.B
【解析】
【详解】
A.由题意得知,咱们分两种情况讨论判断运动性质,即俩电荷在分选电场时,两种电荷在竖直方向上均做自由落体,在水平方向上均做匀加速直线运动。
离开分选电场时:两种电荷在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做初速度不为零的匀加速直线运动。
由,正负电荷在分选电场中飞行时间为
所用时间一定相同,A错误;
B.起电后的物料经过高压电场区域时,电场力做正功,机械能增大,B正确;
C.从漏斗漏出的混合物料经起电区(未画出)起电(带正电或负电)后沿电场中线由静止进入高压电场,故电场力和重力的合力提供加速度,且初速度为零,故起电后的物料经过高压电场区域时一定做初速度为零的匀加速直线运动,C错误;
D.起电后的物料经过高压电场区域时,电场力做正功,电势能减小,D错误。
故选B。
31.AC
【解析】
【详解】
CD.对B球受力分析
根据库仑定律可得
联立解得
故C正确,D错误;
AB.根据相似三角形受力分析可得
则因为,,都不变,所以不变,A正确,B错误;
故选AC。
32.AC
【解析】
【详解】
A.放电前手指靠近金属门锁的过程中,门锁在手的影响下,发生静电感应,近手端感应出正电荷,故A正确;
B.由于门锁近手端带正电,手带负电,二者间空间产生电场,电场线由门锁近手端指向手,所以门锁电势比手的电势高,故B错误;
CD.随着手的靠近,二者间距逐渐减小,将门锁与手之间看成一个电容器,可知当两者距离减小时,根据公式
联立,可得
由于异种电荷相互吸引,手接近的过程中,感应电荷越来越接近手,门锁近手端电荷密度越来越大,电荷分布的电荷密度变大,故门锁与手指之间场强逐渐增大,故C正确,D错误。
故选AC。
33.CD
【解析】
【详解】
因右极板带正电,则带负电矿粉分离的过程受到向右的电场力作用,将落到右侧,电场力做正功,动能变大,电势能减小。
故选CD。
34.AC
【解析】
【详解】
A.电容器两板间带电油滴恰好处于静止状态,则有重力与电场力平衡,则有
mg=qE
若将A板向上平移一小段位移,两板间距 d增大,电容器两板间的电压U不变,由可知,两板间的电场强度减小,油滴受电场力减小,重力大于电场力,则油滴向下加速运动,A正确;
B.若将S断开,电容器所带电荷量Q不变,电容C不变,由电容的定义式可知,两板间的电压不变,场强不变,则油滴仍处于静止状态,B错误;
C.若将A板向左平移一小段位移,电容器两板相对面积S减小,电容器两板间的电压U不变,场强不变,则油滴仍处于平衡状态,油滴仍然静止,C正确;
D.若将S断开,电容器所带电荷量Q不变,再将A板向下平移一小段位移,d减小,S不变,由平行板电容器的电容决定式、电容的定义式和场强公式,联立解得
可知,电场强度E与电容器两板间距d无关, 场强不变,则油滴仍处于静止状态,D错误。
故选AC。
35.AD
【解析】
【详解】
A.B.电容器始终与电源连接,则两板间的电压不变,故A正确,B错误;
C.D.微粒P静止时
两金属板逆时针旋转一个角,电场力为
可知电场力变大。
由上式可知
那么合力就等于F在水平方向的分力,水平向左,故微粒向左做匀加速直线运动。故C错误,D正确。
故选AD。
36.BC
【解析】
【详解】
A.当通过极板间的材料厚度减小时,可知相对介电常数减小,根据电容决定式
可知甲、乙平行板构成的电容器的电容减小,A错误;
B.甲、乙两板间接在恒压直流电源的两极上,则极板间电压不变,板间距离不变,根据
可知甲、乙两板间材料内的电场强度不变,B正确;
C.根据电容定义式
可知当电容减小时,极板所带电荷量也减小,则有负电荷从向流过灵敏电流计,C正确;
D.若开始有一带电尘埃恰在甲乙之间静止,可知电场力与重力平衡,当材料厚度减小时,由于电场强度保持不变,带电尘埃仍处于静止状态,D错误;
故选BC。
37.AC
【解析】
【详解】
A.棒匀速向左运动时,棒中产生的感应电流方向为,则电容器上板带正电,下板带负电,板间场强方向向下,微粒受力平衡,电场力方向向上,则微粒带负电,故A正确;
B.电容器板间电压
电容器的带电量为
故B错误;
C.当以速度匀速向左运动时,由微粒平衡,有
若棒以速度向左运动,由上知,板间电压为,根据牛顿第二定律得
可得
根据
得
即微粒将经过时间到达上极板,故C正确;
D.若棒在外力作用下由静止开始在导轨上做简谐运动,运动中的最大速度为,则棒产生的最大感应电动势为
由于电容器“通交流”,则有电流流过与电容器串联的电阻,所以流经的最大电流
故D错误。
故选AC。
38.AC
【解析】
【详解】
A.由题知点电荷q经过C、D两点时的速率相同,根据能量守恒有
EkC + EpC = EkD + EpD
可知
EpC = EpD
由于
Ep = φq
则C、D两点的电势相同,A正确;
B.根据曲线运动的条件可知,点电荷q与A点固定的点电荷之间是吸引力,则说明他们带异种电荷,且选无穷远处电势为0,再根据Ep = φq可知q在C点的电势能一定为负值,B错误;
C.根据曲线运动的条件可知,点电荷q与A点固定的点电荷之间是吸引力,则q从B到C运动过程中电场力做正功,动能不断增大,C正确;
D.根据曲线运动的条件可知,点电荷q与A点固定的点电荷之间是吸引力,则q从B到D运动过程中电场力先做正功后做负功,则动能先增大后减小,电势能先减小后增大,D错误。
故选AC。
39.BC
【解析】
【详解】
AB.因小球到达最高点时与轨道没有作用力,说明自身重力完全充当向心力,则
小球从A→C的运动过程,根据动能定理,减少的动能用于克服重力做功和克服电场力做功,则
解得
故A错误,B正确;
CD.小球从C点出射,水平方向做匀减速运动,初速度为
加速度为
竖直方向为自由落体运动,运动到落到x轴时,则
解得
则此时横坐标为
故C正确,D错误。
故选BC。
40.BC
【解析】
【详解】
A.根据图示的场强方向,可知点电荷带负电,A错误;
B.a,b点场强方向交点就是点电荷的位置,可以发现a点距点电荷的距离大于b点到点电荷的距离,根据可知,小于,带正电的粒子在a点的电场力小于带正电的粒子在b点的电场力,粒子在a点的加速度小于在b点的加速度,B正确;
C.以点电荷为圆心做出过a,b点的同心圆等势面,沿电场线方向,电势降落,,根据可知,从a到b,系统的电势能减小,C正确;
D.有C项分析可知,D错误.
故选BC。
【备考2022 高考物理二轮专题复习】 电磁学计算题专练1 静电场 恒定电流(含解析 ): 这是一份【备考2022 高考物理二轮专题复习】 电磁学计算题专练1 静电场 恒定电流(含解析 ),共80页。
【备考2022 高考物理二轮专题复习】 电磁学填空题专练1 静电场 恒定电流(含解析 ): 这是一份【备考2022 高考物理二轮专题复习】 电磁学填空题专练1 静电场 恒定电流(含解析 ),共24页。
【 高考物理一轮电磁学专题复习】 选择题专练4 电磁感应(含解析): 这是一份【 高考物理一轮电磁学专题复习】 选择题专练4 电磁感应(含解析)