高三物理电场的基本性质.docx
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高三物理电场的基本性质
电场的基本性质
【题组1】 电场的基本性质
1.(单选)下列是某同学对电场中的概念、公式的理解,其中正确的是( ).
A.根据电场强度E=F/q,电场中某点的电场强度和试探电荷q的电荷量无关
B.根据电容C=Q/U,电容器极板上的电荷量每增加1C,电压就增加1V
C.根据电场力做功W=qU,一个电子在1V电压下加速,电场力做功为-1eV
D.根据电动势E=W/q,电源电动势在数值上等于静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功
解析 E=F/q为电场的定义式,不能说E由F和q决定,即电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量无关,选项A正确;根据电容C=Q/U,应该说电容器极板的电压每增加1V,电荷量就增加1C,选项B错误;根据电场力做功W=qU,一个电子在1V电压下加速,电场力做正功,为1eV,选项C错误;根据电动势E=W/q,电源电动势在数值上应该是等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功,选项D错误,因此答案选A.
答案 A
2.(多选)如图1所示,a、b为某电场线上的两点,那么以下结论正确的是( ).
A.把正电荷从a移到b,电场力做正功,电荷的电势能减小
B.把负电荷从a移到b,电场力做负功,电荷的电势能增加
C.把负电荷从a移到b,电场力做正功,电荷的电势能增加
D.不论正电荷还是负电荷,从a到b电势能都逐渐减小
解析 若正电荷从a移到b,由于电场力方向和位移方向同向,电场力做正功,电荷的电势能减小,A对;若把负电荷从a移到b,电场力做负功,电荷的电势能增加,B对,C、D错.
答案 AB
3.(多选)如图2所示,在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷+Q,在x轴上C点有电荷-Q,且CO=OD,∠ADO=60°.下列判断正确的是( ).
A.O点电场强度为零
B.D点电场强度为零
C.将点电荷-q从O移向C的过程中,则电势能增大
D.将点电荷+q从O移向C的过程中,则电势能增大
解析 由对称性和电场的叠加可知:
ED=0,所以B正确.负电荷从O到C,电场力指向于O点,即电场力做负功,电势能增大,所以C正确.反之,正电荷从O到C电场力做正功,电势能减小.
答案 BC
4.(单选)如图3所示,矩形区域内有水平方向的匀强电场,一个带负电的粒子从A点以某一速度vA射入电场中,最后以另一速度vB从B点离开电场,不计粒子所受的重力,A、B两点的位置如图所示,则下列判断中正确的是( ).
A.电场强度的方向水平向左
B.带电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能
C.粒子在电场中运动的全过程中,电势能最大处为B点
D.粒子在电场中运动的全过程中,动能最大处为B点
解析 根据力和运动的关系,可判定电场强度的方向水平向右,A错;粒子在电场中运动的全过程中,电场力先做负功,后做正功,电势能先增大后减小,所以带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能,粒子在电场中运动的全过程中,电势能最大处应在A点的右下方,粒子在电场中运动的全过程中,动能最大处应为B点,故D对,B、C错.
答案 D
【题组二】 电容器及带电粒子在电场中的运动
5.(多选)如图4所示,两块平行金属板正对着水平放置,两板分别与电源正、负极相连.当开关闭合时,一带电液滴恰好静止在两板间的M点.则( ).
A.当开关闭合时,若减小两板间距,液滴仍静止
B.当开关闭合时,若增大两板间距,液滴将下降
C.开关再断开后,若减小两板间距,液滴仍静止
D.开关再断开后,若增大两板间距,液滴将下降
解析 液滴受G和Eq二力平衡,液滴能否再次平衡取决于E的变化情况,当开关闭合时,由E=U/d知d增而E减,液滴向下运动,A错,B对.
,当Q/S恒定时,E与d无关,所以C对,D错.
答案 BC
6.(单选)如图5所示,真空中O点处固定一点电荷,同时在O点通过长为L的绝缘细线悬挂一带电荷量为q、质量为m的小球,开始时细线与小球处在水平位置且静止,释放后小球摆到最低点时,细线的拉力为4mg,速度v=eq\r(2gL),则固定电荷Q在最低点B处产生的场强大小为( ).
解析 B点处,对小球进行受力分析可得:
4mg-Eq-mg=m(v2/L),解得E=mg/q,选项A正确.
答案 A
7.(多选)如图6所示,足够长的两平行金属板正对着竖直放置,它们通过导线与电源E、定值电阻R、开关S相连.闭合开关后,一个带电的液滴从两板上端的中点处无初速度释放,最终液滴落在某一金属板上.下列说法中正确的是( ).
A.液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线
B.电源电动势越大,液滴在板间运动的加速度越大
C.电源电动势越大,液滴在板间运动的时间越短
D.定值电阻的阻值越大,液滴在板间运动的时间越长
解析 带电液滴在两板间受重力和电场力,二力皆为恒力,其合力也恒定,所以液滴在两板间做匀加速直线运动,其轨迹为一直线,A错;液滴的加速度为
,可见电源电动势越大,a越大.运动时间也就越短,B、C都对.定值电阻在电路中不起作用,D错.
答案 BC
8.(单选)如图7甲所示,直线上固定两个正点电荷A与B,其中B带+Q的电荷量,C、D两点将AB连线三等分.现使一个带负电的粒子从C点开始以某一速度向右运动,不计粒子的重力,并且已知该负电荷在CD间运动的速度v与时间t的关系如图乙所示,则A点电荷的带电荷量为( ).
A.+QB.+2Q
C.+3QD.+4Q
解析 根据vt图象可知,该负电荷在CD间运动的速度逐渐减小,到D点时速度减为零,加速度为零,合外力也为零,根据平衡条件有
,代入数据,可得QA=+4Q.
答案 D
9.(单选)如图8所示为示波管的示意图,以屏幕的中心为坐标原点,建立如图所示的直角坐标系xOy,当在XX′这对电极上加上恒定的电压UXX′=2V,同时在YY′电极上加上恒定的电压UYY′=-1V时,荧光屏上光点的坐标为(4,-1),则当在XX′这对电极上加上恒定的电压UXX′=1V,同时在YY′电极上加上恒定的电压UYY′=2V时,荧光屏上光点的坐标为( ).
A.(2,-2)B.(4,-2)
C.(2,2)D.(4,2)
答案 C
10.(单选)在空间有正方向水平向右、大小按如图9所示的图线变化的电场,位于电场中A点的电子在t=0时速度为零,在t=1s时,电子离开A点的距离大小为s,那么在t=2s时,电子将处在( ).
A.A点B.A点左方s处
C.A点右方2s处D.A点左方2s处
解析 因为电场正方向向右,根据图象可知,第1s内场强方向向右,所以电子所受电场力方向向左,电子将做初速度为零的匀加速运动,根据牛顿第二定律,电子的加速度为a=qE/m,根据运动学公式,电子的位移为
;第2s内,电场方向向左,电子受力向左,根据牛顿定律和运动学公式可知,在第2s内位移也是s,所以t=2s时,电子将处于A点左方2s处.正确选项为D.
答案 D
11.(单选)一个带负电荷量为q,质量为m的小球,从光滑绝缘的斜面轨道的A点由静止下滑,小球恰能通过半径为R的竖直圆形轨道的最高点B而做圆周运动.现在竖直方向上加如图10所示的匀强电场,若仍从A点由静止释放该小球,则( ).
A.小球不能过B点
B.小球仍恰好能过B点
C.小球通过B点,且在B点与轨道之间的压力不为0
D.以上说法都不对
解析 小球从光滑绝缘的斜面轨道的A点由静止下滑,恰能通过半径为R的竖直圆形轨道的最高点B而做圆周运动,则
;加匀强电场后仍从A点由静止释放该小球,则
,联立解得
,满足小球恰好能过B点的临界条件,选项B正确.
答案 B
12.(单选)绝缘水平面上固定一正点电荷Q,另一质量为m、电荷量为-q(q>0)的滑块(可看做点电荷)从a点以初速度v0沿水平面向Q运动,到达b点时速度减为零.已知a、b间距离为s,滑块与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.以下判断正确的是( ).
A.滑块在运动过程中所受Q的库仑力有可能大于滑动摩擦力
B.滑块在运动过程的中间时刻,速度的大小等于v0/2
C.此过程中产生的内能为
D.Q产生的电场中,a、b两点间的电势差为
解析 由于滑块在运动过程中受到的库仑力是变力,而到达b点时速度刚好为零,则在此过程中,其受到的库仑力一定小于滑动摩擦力,选项A错误;由于滑块不是做匀变速直线运动,则利用匀变速运动公式得到平均速度v0/2与本运动中平均速度不相等,选项B错误;由能量守恒定律可知:
在此过程中,滑块的动能和电势能转化为系统的内能,即此过程中产生的内能大于
,选项C错误;对此过程由动能定理可得:
,则
,选项D正确.
答案 D
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- 关 键 词:
- 物理 电场 基本 性质