2023届二轮复习 专题训练9　电场 作业（浙江专用）

这是一份2023届二轮复习 专题训练9　电场 作业（浙江专用），共13页。试卷主要包含了2 V等内容，欢迎下载使用。
专题训练9　电　场保分基础练1.如图所示,虚线是等量异种点电荷所形成的电场中每隔一定电势差所描绘的等势线,其中B和C关于两电荷的连线对称。现用外力将一个正试探电荷沿着图中实线所示的轨迹,按照箭头所指方向从A缓慢移动到F,在此过程中该外力所做正功最多的区间是(　B　)A.A→B   B.C→DC.D→E   D.E→F解析:由于是从A点缓慢移动到F点,在移动过程中,总功为零,静电力做功与外力做功的总和为零,所以A→B外力做负功,C→D外力做正功,D→E外力做负功,E→F外力做正功,根据W=qU可知,C→D静电力做的正功最多,故选B。2.如图所示是两个等量点电荷的电场线分布,虚线是某带电粒子在电场中仅受静电力的运动轨迹,图中A、B是轨迹上其中两点,则(　C　)A.题中等量点电荷左边为正电荷,右边为负电荷B.带电粒子在A处的加速度比在B处的加速度要大C.该粒子在A处的电势能比B处的电势能大D.该粒子在A处的动能比B处的动能大解析:根据等量点电荷电场线的箭头可知,该等量点电荷均为正电荷,A错误;电场线越密集,电场强度越大,带电粒子所受静电力越大,加速度越大,所以带电粒子在A处的加速度比在B处的加速度小,B错误;A点到点电荷的距离远,根据等量正点电荷的电场特点可知,A处电势比B处电势低,根据粒子的运动轨迹可以判断该粒子应该带负电,所以该粒子在A处的电势能比B处的电势能大,C正确;只有静电力做功,粒子的动能和电势能之和不变,所以A处的动能小于B处的动能,D错误。3.如图所示,某次雷雨天气,带电云层和建筑物上的避雷针之间形成电场,图中虚线为该电场的三条等势线,两相邻等势线间的电压相等,实线为某带电粒子从A运动到B的轨迹,A、B为运动轨迹上的两点。带电粒子的重力不计,避雷针带负电。则(　D　)A.带电粒子带负电B.避雷针尖端附近电势较高C.带电粒子在A点的加速度大于在B点的加速度D.带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能解析:根据带电粒子的运动轨迹可知,带电粒子与带负电的避雷针之间相互吸引,带电粒子带正电,A错误;避雷针带负电,电场线指向避雷针,沿着电场线的方向,电势降低,由此可知,避雷针尖端附近电势较低,B错误;等势线越密集的位置,电场强度越强,由此可知,B点的电场强度大于A点,则带电粒子在B点的加速度大于在A点的加速度,C错误;由于A>B,根据Ep=q,又因为粒子带正电,则带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能,D正确。4.(2022·浙江G12名校联盟模拟)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　)A.O、C、D三点电势相等B.C、D两点电场强度不同C.O点电势高于D点电势D.O点电场强度是D点电场强度的2倍解析:根据等量异种点电荷的电场线可知,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;根据电场强度的叠加原理,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;设正四面体的边长为L,根据电场强度的叠加可得D点电场强度为ED=2×kcos 60°=k,O点的电场强度为EO=2kcos 30°=,可知O点电场强度是D点电场强度的3倍,故D错误。5.电容式加速度传感器在安全气囊、手机移动设备等方面应用广泛,其工作原理简化为如图所示的示意图。质量块左侧连接轻质弹簧,右侧连接电介质。弹簧与电容器固定在外框上,质量块可带动电介质移动以改变电容器的电容,则下列说法正确的是(　B　)A.电介质插入极板间越深,电容器的电容越小B.若传感器运动时向右的加速度逐渐增大,则电路中有由b向a的电流C.若传感器以恒定加速度向左运动,则电路中有由a向b的电流D.若传感器以恒定加速度向右运动,则电路中有由a向b的电流解析:由公式C=可知,电介质插入极板间越深,电容器电容越大,故A错误;若传感器运动时向右的加速度逐渐增大,则弹力变大,即电介质插入极板间长度变小,电容减小,根据Q=CU,带电荷量减小,电容器放电,则电路中有由b向a的电流,故B正确;若传感器以恒定加速度运动,弹簧长度不变,电容不变,则电容器带电荷量不变,回路没有电流,故C、D错误。6.如图所示,真空中有一等边三角形ABC,在三角形顶点A、B处各固定一正电荷,另一顶点C处固定一负电荷,且三个电荷所带的电荷量均相等,其中a、b、c为等边三角形三边的中点,d为三角形的中心。则下列说法正确的是(　C　)A.b、c两点电场强度相同B.中心d点处的电场强度为零C.将电子从b处移到c处静电力不做功D.将电子从b处移到a处静电力不做功解析:根据题意可知,b、c两点的电场强度为三个点电荷在该处电场强度的矢量和,其中A、C两处的点电荷在b点的电场强度的矢量和沿bC方向,B处电荷在b点的电场强度沿Bb方向,同理可得出A、B、C三处的点电荷在c点的电场方向如图所示,因此b、c两处叠加后的电场强度方向是不同的,故电场强度不同,故A错误;根据点电荷电场强度的叠加规律很容易判断出中心d处的电场强度不为零,方向沿dC方向,故B错误;根据三个点电荷的位置分布可知,b、c两点电势相等,所以将电子从b处移到c处静电力不做功,故C正确;由题图判断知a点的电势高于b点,所以将电子从b处移到a处静电力做正功,故D错误。7.如图所示,该图像为x轴上各点的电场强度与各点位置坐标关系图像。取x轴正方向为电场强度的正方向,无穷远处电势为零。A、B、C三点均在x轴上,坐标如图。由C点静止释放一个负点电荷,下列判断正确的是(　B　)A.该点电荷将一直沿x轴正方向运动B.该点电荷在坐标原点的电势能最小C.A、B两点间电势差为-0.2 VD.x轴上坐标原点电势最低解析:由电场强度与各点位置坐标关系图像可知,由C点静止释放一个负点电荷,该点电荷将围绕x轴上O点做往复运动,A错误;该点电荷从C点到O点的过程中,静电力做正功,电势能减小,从O点再向右运动的过程中,静电力做负功,电势能增加,故在坐标原点的电势能最小,B正确;由E-x图像与坐标轴所围的面积表示电势差可得UAB=0,C错误;由于无穷远处电势为零,由图像可知,x轴上坐标原点电势最高,D错误。8.如图所示为某电场中x轴上电势随x变化的图像,静电场方向平行于x轴。一质量为m、带电荷量为+q的粒子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动,则下列说法正确的是(　D　)A.在x1～x4之间,电场方向先沿x轴负方向,后沿x轴正方向B.若粒子在x1处由静止释放,则粒子在x2处和x4处不受静电力作用C.若粒子在x1处由静止释放,则粒子运动到x3处时的动能为q0D.若粒子在x1处由静止释放,则粒子运动到x3处时的速度最大解析:在x1～x4之间,电场方向先沿x轴正方向,再沿x轴负方向,选项A错误;由于x图像的斜率大小表示电场强度大小,所以x2处和x4处电场强度不为零,粒子仍受静电力作用,选项B错误;粒子在x1处由静止释放,运动到x3的过程中,根据能量守恒定律有q·20=Ek,选项C错误;粒子在x1处由静止释放,粒子从x1运动到x3的过程中电势能减小,动能增大,从x3运动到x4的过程中,电势能增大,动能减小,所以粒子运动到x3时速度最大,选项D正确。9.如图,在匀强电场中,有边长为2 cm的正六边形ABCDEF,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,O点为该正六边形的中心,B、D、F三点电势分别为2 V、6 V、4 V,下列说法不正确的是(　D　)A.A点电势为2 VB.UAF等于UCDC.匀强电场的电场强度大小为 V/mD.将电子由A点移到C点,静电力做功为-2 eV解析:如图所示,连接BD和CF交于G点,由于G为BD的中点,则G的电势为G== V=4 V,可知F、G电势相等,故CF为等势线,电场方向垂直于CF向上,可知AB也为等势线,则有A=B=2 V,A正确;A、F两点的电势差为UAF=A-F=2 V-4 V=-2 V,C、D两点的电势差为UCD=C-D=4 V-6 V=-2 V,故有UAF=UCD,B正确;匀强电场的电场强度大小为E== V/m= V/m,C正确;将电子由A点移到C点,静电力做功为WAC=-eUAC=2 eV,D错误。10.(多选)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点的电场强度大小为Ea,方向与ab连线成30°角;b点的电场强度大小为Eb,方向与ab连线成60°角,粒子只受静电力的作用。下列说法正确的是(　BC　)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点的电势解析:根据题图所示的电场强度方向,可知点电荷带负电,A错误;a、b点电场强度方向交点就是点电荷的位置,可以发现a点到点电荷的距离大于b点到点电荷的距离,根据E=k可知,Ea小于Eb,所以粒子在a点的加速度小于在b点的加速度,B正确;以点电荷为圆心作出过a、b点的同心圆等势面,沿电场线方向,电势降低,a>b,根据Ep=q可知,从a到b,系统的电势能减小,C正确,D错误。高分强化练11.如图所示,水平放置的充电平行金属板相距为d,其间形成匀强电场,一带正电的油滴从下极板边缘射入,并沿直线从上极板边缘射出,油滴质量为m,带电荷量为q。现仅将上极板上移些许,其他条件保持不变,则下列分析错误的是(　C　)A.上移后油滴的运动轨迹仍然是直线B.上移后电场强度大小为,方向竖直向上C.上移后下板和上板之间的电势差为D.上移后油滴穿越两板之间的电场电势能减少了mgd解析:由于油滴沿直线从上极板边缘射出,可知一定做匀速直线运动,可得qE=mg,E=,根据公式E=,C=,C=可得E=,将上极板向上移动,E不变,方向竖直向上,仍有qE=mg,所以油滴的运动轨迹仍然是直线,A、B正确;综上分析,由于E不变,根据U=Ed,将上极板向上移动些许,d变大,所以U变大,不再是,C错误;将上极板向上移动,E不变,所以粒子射出电场时的位置也不变,重力做负功mgd,则静电力做正功mgd,根据功能关系可知,油滴的电势能减少了mgd,D正确。12.(多选)在x轴上O、P两点分别放置电荷量为q1、q2的点电荷,一个带正电的试探电荷在两电荷连线上的电势能Ep随x变化关系如图所示,其中A、B两点电势能为零,BD段中C点电势能最大,则(　BD　)A.q1和q2都是正电荷且q1>q2B.B、C间电场强度方向沿x轴负方向C.C点的电场强度大于A点的电场强度D.将一个负点电荷从B点移到D点,静电力先做正功后做负功解析:由题图知从O到P电势能一直减小,试探电荷带正电,则电势一直降低,两个点电荷必定是异种电荷,故A错误;从B到C,电势能增加,试探电荷带正电,则电势升高,根据沿电场线方向电势降低可知,B、C间电场强度方向沿x轴负方向,故B正确;根据Epx图像的切线斜率的绝对值表示静电力的大小,可知C点电场强度为零,A点的电场强度不等于零,则A点的电场强度大于C点的电场强度,故C错误;将一个负点电荷从B点移到D点,电势先升高后降低,电势能先减小后增大,静电力先做正功后做负功,故D正确。13.(2021·浙江6月选考)某书中有如图所示的图,用来表示横截面是“<”形导体右侧的电场线和等势面,其中a、b是同一条实线上的两点,c是另一条实线上的一点,d是导体尖角右侧表面附近的一点。下列说法正确的是(　D　)A.实线表示电场线B.离d点最近的导体表面电荷密度最大C.“<”形导体右侧表面附近电场强度方向均相同D.电荷从a点到c点再到b点静电力做功一定为零解析:处于静电平衡的导体,是个等势体,则整个导体为等势体,由于电场线方向总是与等势面垂直,所以实线不是电场线,是等势面,A错误;根据等势面的疏密表示电场强度的强弱,则d点的电场强度较弱,并且电场强度越大的地方电荷密度越大,所以离d点最近的导体表面电荷密度较小,B错误;在“<”形导体右侧表面上下部分附近电场强度方向不相同,C错误;由于a、b在同一等势面上,则电荷从a点到c点再到b点静电力做功一定为零,D正确。14.(2022·北仑中学模拟)为了测定某平行于纸面的匀强电场的电场强度,某同学进行了如下操作:取电场内某一位置为坐标原点O建立x轴,选取x轴上到O点距离为r的P点,以O为圆心、r为半径作圆,如图甲所示。DIS电压传感器的一个黑表笔保持与基准点接触,红表笔从P点起沿圆周逆时针逐点测量圆上各点的电势并记录相应转过的角度θ,再用此数据绘制-θ图像。当半径r分别取r0、2r0、3r0时,分别绘制出如图乙中所示的三条曲线,三条曲线均在θ=θ0时达到最大值,最大值分别为0、20、30,下列说法正确的是(　C　)A.曲线①对应的r取值为r0B.对应θ=θ0处的电场强度为0C.电场强度的大小为D.半径为r0的圆周上,电势为0的位置有且只有一处解析:当最大时,红、黑表笔间电势差最大,即红、黑表笔连线与电场强度方向在同一直线上,根据U=Ed可知此时红、黑表笔之间距离最大,所以曲线①对应的r取值为3r0,且电场强度大小为E=,故A错误,C正确;根据前面分析可知对应θ=θ0处电场强度与匀强电场的电场强度相等,不为零,故B错误;半径为r0的圆周上,电势为0的位置有且有两处,这两个位置的连线恰好与电场强度方向垂直,故D错误。15.(多选)通常把离场源电荷无限远处的电势规定为零,已知场源电荷Q的电场中某点电势的表达式为=(式中k为静电力常量,r为该点到场源电荷间的距离)。真空中有两个点电荷Q1、Q2,分别固定在x坐标轴的x=0和x=8 cm的位置上。x轴上各点的电势随x的变化关系如图所示。A、B是图线与x轴的交点,A点的x坐标是 6.4 cm,图线上C点的切线水平。下列说法正确的是(　BD　)A.电荷Q1、Q2的电性相同B.电荷Q1、Q2的电荷量之比为4∶1C.B点的x坐标是10.4 cmD.C点的x坐标是16 cm解析:根据=结合图像可知场源电荷附近电势正负和场源电荷正负一致,故由题图可知原点处电荷Q1带正电,x=8 cm处电荷Q2带负电,故A错误;A点处电势为零,故有-=0,所以,电荷Q1、Q2的电荷量之比===4∶1,故B正确;B点处电势为零,根据电势为零可得-=0,可得==,解得xB= cm,故C错误;C点电势变化为零,故C点电场强度为零,根据电场强度叠加原理可得两场源电荷在C点电场强度大小相等,故有=,解得xC=16 cm,故D正确。