2015年高考物理二轮电场复习(人教版)
物理
1.(2014江苏,4,3分)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
[答案] 1.B
[解析] 1.由微元法和对称的思想分析可知,均匀带电圆环内部O点的场强为零,电势为标量,且正电荷周围的电势为正,在x轴上O点离带电体最近,故O点电势最高,选项A错B对;从O点沿x轴正方向电场强度先增大后减小,电势降低,选项C、D错误。
2.(2014重庆,3,6分)如题3图所示为某示波管内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线。两电子分别从a、b两点运动到c点,设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb,a、b点的电场强度大小分别为Ea和Eb,则( )
题3图
A.Wa=Wb,Ea>Eb
B.Wa≠Wb,Ea>Eb
C.Wa=Wb,Ea Ec=Ed,A正确;沿着的电场线的方向电势降低,故a点电势高于b点电势,B错;将一带正电的粒子从c点沿cad折线移动到d点,由于c、d两点的电势相同,故该过程中电场力不做功,C错;将一带正电的粒子(不计粒子重力)由a点释放,粒子在水平向右的电场力的作用下向右运动,由于场强先减小后增大,所以粒子做非匀变速直线运动,粒子动能与粒子运动时间的平方不成正比,D错。
20.(2014江西省红色六校高三第二次联考,19)空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示,x轴上B、C两点电场强度在x方向上的分量分别是EBx、ECx,下列说法中正确的有( )
A.EBx的大小大于ECx的大小
B.EBx的方向沿x轴负方向
C.电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大
D.负电荷沿x轴从B移到C的过程中,电场力一直做负功
[答案] 20.19. AD
[解析] 20.:φ-x图象上某点的斜率表示该位置的场强在x方向上的分量,故EBx的大小大于ECx的大小,A正确;由B点向O点靠近,电势逐渐减小,故EBx在x方向上的分量的方向沿x轴正方向,B错;φ-x图象上O点斜率最小,故该点的场强在x方向上的分量最小,电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最小,C错;负电荷沿x轴从B移到C的过程中,电势能增大,故电场力一直做负功,D正确。
21.(2014江苏南通高三2月第一次调研测试物理试题,9)如图所示,光滑绝缘细管与水平面成30°角,在管的上方P点固定一个点电荷+Q,P点与细管在同一竖直平面内,管的顶端A与P点连线水平.电荷量为一q的小球(小球直径略小于细管内径) 从管中A处由静止开始沿管向下运动,在A处时小球的加速度为a.图中PB⊥AC,B是AC的中点,不考虑小球电荷量对电场的影响.则在+Q形成的电场中( )
A.A点的电势高于B点的电势
B.B点的电场强度大小是A点的4倍
C.小球从A到C的过程中电势能先减小后增大
D.小球运动到C处的加速度为g-a
[答案] 21.9.BCD
[解析] 21.:正点电荷的电场线发散型,由于沿着电场线方向,电势降低,因此A点的电势低于B点的电势,故A错误;结合几何关系:PA=2PB,由点电荷电场强度公式E=,可知,电场强度的大小与间距的平方成反比,则B点的电场强度大小是A点的4倍,故B正确;根据电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加,可知:小球带负电,从A到C的过程中,电场力先做正功,后做负功,则电势能先减小后增大,故C正确;在A处时小球的加速度为a,对A点受力分析,电场力、重力与支持力,由力的合成法则可知,合外力由重力与电场力沿着细管方向的分力之和提供的;当在B处时,小球仍受到重力、电场力与支持力,合外力是由重力与电场力沿着细管方向的分力之差提供的,即为g-a.故D正确;
22.(2014吉林实验中学高三年级第一次模拟,19)如图所示,在正方形ABCD区域内有平行于AB边的匀强电场,E、F、G、H是各边中点,其连线构成正方形,其中P点是EH的中点。一个带正电的粒子(不计重力)从F点沿FH方向射入电场后恰好从D点射出。以下说法正确的是( )
A.粒子的运动轨迹一定经过P点
B.粒子的运动轨迹一定经过PE之间某点
C.若将粒子的初速度变为原来的一半,粒子会由ED之间某点射出正方形ABCD区域
D.若将粒子的初速度变为原来的一半,粒子恰好由E点射出正方形ABCD区域
[答案] 22.19.BD
[解析] 22.:粒子从F点沿FH方向射入电场后恰好从D点射出,其轨迹是抛物线,则过D点做速度的反向延长线一定与水平位移交于FH的中点,而延长线又经过P点,所以粒子轨迹一定经过PE之间某点,故A错误,B正确;由平抛知识可知,当竖直位移一定时,水平速度变为原来的一半,则水平位移也变为原来的一半,粒子恰好由E点射出正方形ABCD区域,故C错误,D正确。
23.(武汉市2014届高中毕业生二月调研测试) 如图所示,在光滑绝缘的水平桌面上方固定着电荷量大小相等的两个点电荷q1、q2,一个带电小球(可视为点电荷)恰好围绕O点在桌面上做匀速圆周运动。已知O、q1、q2在同一竖直线上,下列判断正确的是:
A.圆轨道上的电势处处相等
B.圆轨道上的电场强度处处相等
C.点电荷q1对小球的库仑力是吸引力
D.q1、q2可能为异种电荷
[答案] 23.21.ACD
[解析]
23.根据两个点电荷q1、q2电场中等势面分布的对称性可知,圆轨道上的电势处处相等,故A正确;根据电场线的分布情况可知:圆轨道上电场线疏密处处相同,电场强度的大小相等,但方向不同,所以电场强度不相同,故B错误;带电小球做匀速圆周运动,合外力提供向心力,由于两个电荷的电荷量相等,q1离带电小球比q2近,库仑力较大,水平方向的分力较大,则q1对小球的库仑力必定是吸引力,故C正确;小球所受两个电荷的库仑力的合外力指向圆心的分力提供向心力,由于q1对带电小球的库仑力较大,水平方向的分力较大,q1、q2可能为异种电荷,故D正确。
24.(武汉市2014届高中毕业生二月调研测试) 关于相互作用,下列说法正确的是:
A.在相对静止的时候,互相接触的物体之间不可能产生摩擦力
B.维持月球绕地球运动的力与使苹果下落的力是不同性质的力
C.在微观带电粒子的相互作用中,万有引力比库仑力强得多
D.由于强相互作用的存在,尽管带正电的质子之间存在斥力,但原子核仍能紧密的保持在一起
[答案] 24.14.D
[解析] 24.静摩擦力可以在相互接触且保持相对静止的两物体之间,A项错;维持月球绕地球运动的力与使苹果下落的力都是万有引力,B项错;在微观带电粒子的相互作用中,万有引力比库仑力弱得多。可以忽略不计,C项错;由于强相互作用的存在,尽管带正电的质子之间存在斥力,但原子核仍能紧密的保持在一起,D项正确。
25.(湖北省八校2014届高三第二次联考) 真空中有一正四面体ABCD,如图MN分别是AB和CD的中点。现在A、B两点分别固定电荷量为+Q、-Q的点电荷,下列说法中正确的是
A.将试探电荷+q从C点移到D点,电场力做正功,试探电荷+q的电势能降低
B.将试探电荷-q从M点移到N点,电场力不做功,试探电荷-q的电势能不变
C.C、D 两点的电场强度相等
D.N点的电场强度方向平行AB且跟CD垂直
[答案] 25.20.BCD
[解析] 25.CD是AB的中垂线,等量异种电荷在此处的电势为零,所以从C点移到D点,电场力不做功,A错误;M点的电势等于N点的电势,所以将试探电荷-q从M点移到N点,电场力不做功,试探电荷-q的电势能不变,B正确;根据等量异种电荷在空间的电场线分布特点知道C、D 两点的电场强度相等,C正确;根据电场叠加原理知道N点的电场强度方向平行AB且跟CD垂直,D正确。
26.(2014年哈尔滨市第三中学第一次高考模拟试卷) 如图所示,静止的电子在加速电压U1的作用下从O经P板的小孔射出,又垂直进入平行金属板间的电场,在偏转电压U2的作用下偏转一段距离后离开电场。现使U1加倍,则下列说法正确的是:
A.要想使电子的运动轨迹不发生变化,应该使U2变为原来的2倍
B.要想使电子的运动轨迹不发生变化,应该使U2变为原来的倍
C.要想使电子离开电场时速度的偏转角变大,应该使U2变为原来的倍
D.要想使电子离开电场时速度的偏转角变大,应该使U2变为原来的2倍
[答案] 26.16.A
[解析] 26.设偏转电极的长度为L,板间距离为d,则根据推论可知,偏转距离,要使U1加倍,想使电子的运动轨迹不发生变化时,y不变,则必须使U2加倍.故A正确,B错误;根据推论可知,偏转角度的正切,根据此式可知U1加倍,要想使电子离开电场时速度的偏转角变大,应该使U2的倍数大于2倍,故CD错误。
27.(桂林中学2014届三年级2月月考)如图所示,一边长为l的正方形,其中a、b、c三个顶点上分别固定了三个电荷量相等的正点电荷Q,O点为正方形的中心,d点为正方形的另一个顶点。以下关于O点和d点说法正确的是:
A.O点和d点的场强方向相同
B.d点比O点的电势高
C.同一试探电荷+q在d点比在O点受到的电场力大
D.同一试探电荷+q在d点比在O点的电势能大
[答案] 27.20.A
[解析] 27.由点电荷的电场及场的叠加可知,在O点b、c两处的点电荷产生的电场相互抵消,O点处的场强方向沿ad指向d点,在d点b、c两处的点电荷产生的电场合成方向也是沿ad指向d点,所以三个正点电荷在O点和d点的场强方向相同,故A正确; ad是b、c两处点电荷连线的中垂线,由两等量正电荷的电场中电势分布可知在b、c两点电荷的电场中O点电势高于d点电势,而在点电荷a的电场中O点电势也高于d点电势,再由电势叠加可知O点电势高, 故B错误; 由点电荷的电场及场的叠加可知,在O点b、c两处的点电荷产生的电场相互抵消,O点处的场强等于
a处点电荷所产生的场强,即EO=,方向由a指向O;而在d点处Ed=
×cos45°×2+=<EO,方向也沿aO方向,故C错误; O点电势高,正电荷在电势越高处电势能越大,所以同一试探电荷+q在d点比在O点的电势能小,故D错误。
28.(河北省石家庄市2014届高中毕业班教学质量检测(二)) 均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示,在半球面AB上均匀分布正电荷,总电荷量为q,球面半径为R, CD为通过半球顶点与球心O的轴线,在轴线上有M, N两点,OM=ON=2R,已知M点的场强大小为E,则N点的场强大小为
[答案] 28.15.B
[解析] 28.利用等效法这样分析。均匀带电半球相当于一个均匀带正电的球和半个均匀带负电的球,这个半球放在图的另一边。M点的场强E=K+E′,E′=E-K为带负电的半球在M点产生的场强,所以,N点正电半球产生的电场强度相当于负电半球在M点产生的电场强度,而与M点的环境比较,唯一的区别是电荷符号相反,从而电场大小相同,方向相反,故N点电场强度为-E′=K-E,D正确。
29.(广州市2014届高三年级调研测试) 如图,C为平行板电容器,开关S先接a对C充电.当S接b后,电容器
A.电容减小
B.电压减小
C.所带电量减少
D.板间电场强度不变
[答案] 29.21.BC
[解析] 29.由于变化过程,电容器没有发生变化,故电容不变;故A错误;当开关将电容与电源断开后接到b端时,电容器与电源断开;此时电容器通过灯泡放电,则电容器上所带电量减小;由可知,电压也减小,由得,板间电场强度也减小;故BC正确,D错误。
30.(广州市2014届高三年级调研测试) 如图,,在c点固定一正电荷,将另一负电荷从a点移到b点,负电荷在a、b两点的电势能分别为Epa、Epb,所受电场力分别为Fa、Fb,则
A.Epa> Epb B.4Fa=Fb
C.Epa< Epb D.9Fa=Fb
[答案] 30.17.AD
[解析] 30.在c点固定一正电荷,电场线的方向从C指向a,将另一负电荷从a点移到b点,电场力做正功,所以电荷的电势能减小.故A正确,C错误;B、D、根据库仑定律F=得:,故B错误,D正确。
31.(广州市2014届高三年级调研测试) 如图,S接a,带电微粒从P点水平射入平行板间,恰能沿直线射出.若S接b,相同微粒仍从P水平射入,则微粒
A.电势能减小
B.电势能不变
C.偏离直线向上偏转
D.偏离直线向下偏转
[答案] 31.16.D
[解析] 31.S接a,电容器板间的电压等于两个R串联的总电压,微粒原来沿直线通过平行板,电场力与重力二平衡,说明电场力竖直向上;当S接b,电容器板间电压等于下面R的电压,板间电压减小,场强减小,微粒所受的电场力减小,小于重力,所以微粒将向下偏转,电场力做负功,则微粒的电势能应该增大,故ABC错误,D正确。
32.(甘肃省兰州一中2014届高三上学期期末考试) 如图甲所示,Q1、Q2为两个被固定的点电荷,其中Q1带负电,a、b两点在它们连线的延长线上. 现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用),粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb,其速度图象如图乙所示. 以下说法中正确的是
A.Q2一定带负电
B.Q2的电量一定大于Q1的电量
C.b点的电场强度一定为零
D.整个运动过程中,粒子的电势能先增大后减小
[答案] 32.20.CD
[解析] 32.从速度图象上看,可见a到b做加速度减小的减速运动,在b点时粒子运动的加速度为零,则电场力为零,所以该点场强为零,Q1对负电荷的电场力向右,则Q2对负电荷的电场力向左,所以Q2带正电,故A错,C正确;b点场强为零,可见两点电荷在b点对负电荷的电场力相等,根据F=,b到Q1的距离大于到Q2的距离,所以Q1的电量大于Q2的电量,故B错误;整个过程动能先减小后增大,根据能量守恒电势能先增大后减小,故D正确。
33.(甘肃省兰州一中2014届高三上学期期末考试) 如图所示,A、B两导体板平行放置,在t=0时将电子从A板附近由静止释放(电子的重力忽略不计)。分别在A、B两板间加四种电压,它们的UAB—t图线如下列四图所示。其中可能使电子到不了B板的是
[答案] 33.17.B
[解析] 33.加A图电压,电子从A板开始向B板做匀加速直线运动一定能到达B板,故A错误;加B图电压,开始向B板匀加速,再做相同大小加速度的匀减速,但时间是2倍,然后为相同加速度大小的匀加速,做出一个周期的v-t图,可知有可能到不了B板,故B正确;加C图电压,由v-t图,电子一直向前运动,可知一定能到达,故C错误;加D图电压,可以知道电子在一个周期内速度的方向不变,一直向前运动,一定能到达能到达,故D错误。
34.(2014年福州市高中毕业班质量检测) 如图,在固定的正点电荷Q所形成的电场中,一重力不计的试探电荷从a点运动到c点,运动轨迹如图中实线所示。a、b和c为轨迹上的三点,b点离Q最近,a点离Q最远。该试探电荷
A.带负电 B.在a点受到的电场力最大
C.在b点的速率最小 D.在c点的电势能最小
[答案] 34.14.C
[解析] 34.粒子的所受合力的方向大致指向轨迹的弯曲的方向,且b点离Q最近,知试探电荷所受的电场力背离正点电荷Q向外,知试探电荷为正电荷,故A错误;根据库仑定律,在b点受到的电场力最大,B项错;从a处运动b处过程中试探电荷不断靠近正点电荷Q,电场力一直对其做负功,故在b点的速率最小,C项正确;由于a点离Q最远,故试探电荷在a点的电势能最小,D项错。
35.(2014年安徽省江南十校高三联考)
一均匀带正电的半球壳,球心为O点,AB为其对称轴,平面L垂直AB把半球壳一分为二,且左右两侧球壳的表面积相等,L与AB相交于M点。如果左侧部分在M点的电场强度为E1,电势为Ф1,右侧部分在M点的电场强度为E2,电势为Ф2。(已知一均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零。取无穷远处电势为零,一点电荷q在距离其为r处的电势为),则
A.E1>E2 Ф1>Ф2 B.E1<E2 Ф1<Ф2
C.El>E2 Фl=Ф2 D.E1=E2 Фl<Ф2
[答案] 35.20.A
[解析] 35.由题知,一均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零,是由于左右两侧球壳在同一点产生的场强大小、方向相反,右侧球壳在M点产生的场强方向向左,可知,左侧球壳在M点产生的场强方向向右,则根据电场的叠加可知左侧部分在M点产生的场强比右侧电荷在M点产生的场强大,E1>E2 ;根据题设条件:点电荷q在距离其为r处的电势为φ=k,由于左侧各个点电荷离M点的距离比右侧近,则左侧部分在M点的电势比右侧高,即Ф1>Ф2。
36.(重庆市五区2014届高三学生学业调研抽测) 在题2图所示的坐标系内,带有等量正电荷的两点电荷A、B固定在x轴上,并相对于y轴对称。有一带正电的粒子,其重力忽略不计,从y轴正方向上的M点处以竖直向下的初速度沿y轴向下运动,那么粒子从M点向O点运动的过程中
A.电势能逐渐变大
B.电势能先变大后变小,最后为零
C.小球一定先做加速运动后做减速运动
D.始终做加速运动,到达O点时加速度为零
[答案] 36.2.A
[解析] 36.等量正电荷的两点电荷A、B形成的电场中,从M点向O点,场强可能先增大后减小,也可能一直减小,其方向都是沿y轴正方向性的,故粒子从M点向O点运动的过程中始终受到沿y正方向的电场力的作用而做减速直线运动,根据功能关系可知其电势能逐渐增大,A项正确,B、C、D项错。
37.(浙江省金丽衢十二校2014届高三第一次联考) 如图所示,实线a、b、c代表电场中的三条电场线,虚线为一带电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条电场线上的两点,据此可知
A. P点的电势高于Q点的电势
B. 带电质点通过P点时的电势能较大
C. 带电质点通过P点时的加速度较大
D. 带电质点的带电性质不能确定
[答案] 37.9.CD
[解析] 37.由于电场线越密等势线越密,由图可知P点的场强大于Q点的场强,故带电微粒在P处所受的电场力大于在Q点所受的电场力,故带电微粒通过P点时的加速度大.故C项正确;若带电微粒从P点进入电场,由图可知带电微粒所受电场力如图甲所示,由于微粒带性质不确定,故无法确定电场线的方向,P与Q两点的电势无法确定;同理若带电微粒从Q点进入电场,由图可知带电微粒所受电场力如图乙所示,电场线的方向及P与Q两点的电势仍无法确定,A项错,D项正确;由于带电微粒在从P向Q运动的过程中电场力做负功,故微粒在P点时的电势能小于在Q点的电势能,故B项错。
38.(浙江省金丽衢十二校2014届高三第一次联考) 如图所示,两个固定的相同金属薄板相距一定的距离,同轴放置,O1、O2分别为两圆板圆心的小孔,两圆板分别带有等量异种电荷。一带正电的粒子从很远处沿轴线飞来并穿过两圆板圆心的小孔。则在带电粒子运动过程中
A从O1到O2过程粒子加速度方向向右
B从O1到O2过程中粒子电势能一直增加
C在O1、O2点粒子加速度都不为零
D轴线上O1点右侧、O2点左侧的场强都为零
[答案] 38.5.C
[解析] 38.从O1到O2过程粒子加速度方向向左,粒子做加速直线运动,电场力对其做正功,电势能减小,A、B两项错;根据场强的叠加原理可知,在O1场强的方向水平向左,O2点场强的方向水平向右,故粒子在这两个点的加速度都不为零,C项正确;轴线上O1点右侧场强方向水平向右,O2点左侧的场强方向水平向左,故D项错。
39.(浙江省金丽衢十二校2014届高三第一次联考) 一个外半径为R,内半径为r的带正电空心金属球壳,球心在x轴上的O点,金属球壳在周围空间产生静电场,则其电场强度的大小E在x轴上的分布情况是
[答案] 39.2.D
[解析] 39.带正电空心金属球壳所带电荷均分布在球壳的外表面,其内部场强处处为零,故ABC均错,D项正确。
40.(山东省济南市2014届高三上学期期末考试) 如图所示,两个相同的绝缘细圆环带有等量正电荷,电荷在圆环上的分布是均匀的,两圆环相隔一定距离同轴平行固定放置,B、D分别为两环圆心,C为BD中点。一带负电的粒子从很远处沿轴线飞来向下顺次穿过两环。若粒子只受电场力作用,则在粒子运动过程中
A.粒子经过B点时加速度为零
B.粒子经过B点和D点时动能相等
C.粒子从A到C的过程中,电势能一直增大
D.粒子从B到D的过程中,速度先减小再增大
[答案] 40.10.BD
[解析] 40.根据场强的叠加原理可知B点场强方向竖直向上,故A项错;B、D两点电势相等,故粒子由B点运动至D点过程中电场力做功为零,根据动能定理,可得粒子经过B点和D点时动能相等,B项正确;AB段场强方向竖直向上,BC段场强方向竖直向下,故粒子从A到C的过程中,电场力先对其做负功后做正功,根据功能关系可得,粒子的电势能先增大后减小,C项错;BC段场强方向竖直向下,CD段场强方向竖直向上,粒子从B到D的过程中,电场力先对其做正功后做负功,由动能定理可得粒子的速度先增大再减小,故D项正确。
41.(山东省济南市2014届高三上学期期末考试) 下列选项中的各绝缘直杆大小相同,所带电荷量已在图中标出,且电荷均匀分布,各直杆间彼此绝缘。坐标原点O处电场强度最大的是
[答案] 41.4.B
[解析] 41.电荷均匀分布各绝缘直杆可以视为无数带等量电荷的点电荷,根据场强的叠加原理可知各选项中项中场强大小。设A选项中坐标原点O处电场强度大小为E,则B选项中坐标原点O处电场强度大小为E,C选项中坐标原点O处电场强度大小也为E,D选项中坐标原点O处电场强度大小也为0,故B选项中坐标原点O处电场强度最大。
42.(山东省德州市2014届高三上学期期末考试) 在两个等量点电荷形成的电场中,一带负电的粒子仅在电场力作用下从x1处沿x轴负方向运动。粒子质量为m,初速度大小为v0,其电势能Ep随坐标x变化的关系如图所示,图线关于纵轴左
右对称,以无穷远处为零电势能点,粒子在原点O处电势能为E0,在x1处电势能为E1,则下列说法中正确的是
A.坐标原点O处电场强度为零
B.粒子经过x1、-x1处速度相同
C.由x1运动到O过程加速度一直减小
D.若粒子能够一直沿x轴负方向运动,一定有
[答案] 42.9.AB
[解析] 42.根据电势能与电势的关系:Ep=qφ,场强与电势的关系:E=,得:E=,Ep-x图象切线的斜率等于,根据数学知识可知,坐标原点O处切线斜率为零,则坐标原点O处电场强度为零,故A正确;由图看出,x1、-x1两处的电势能相等,根据能量守恒定律得知,粒子经过x1、-x1处速度相同,故B正确;由x1运动到O过程,根据数学知识可知,图线的斜率先减小后增大,说明场强先减小后增大,由F=qE知,粒子所受的电场力先减小后增大,根据牛顿第二定律得知,加速度先减小后增大,故C错误;根据公式Ep=qφ,可知,该粒子带负电,从x1处到-x1处,电势先降低后升高,电场方向先沿x轴负方向后沿x轴正方向,电场力先沿x轴正方向后沿x轴负方向,粒子只要能通过原点O,就能一直沿x轴运动,设粒子恰好能到达原点O时的速度为v,则根据能量守恒定律得:mv2=E0-E1,v=,当v0>v时,即v0>,粒子能够一直沿x轴负方向运动,故D错.
43.(山东省德州市2014届高三上学期期末考试) 如图所示,AC、BD为圆的两条相互垂直的直径,圆心为O,半径为R。E、F为圆周上关于BD对称的两点,EOD=30o。将电量均为Q的两个异种点电荷分别放在E、F两点,E点放负电荷。静电力常量为K,下列说法正确的是
A.电子沿圆弧从B点运动到C点,电场力做功为零
B.电子在A点的电势能比C点小
C.A点和C点的场强相同
D.O点的场强大小为
[答案] 43.5.D
[解析] 43.电子沿圆弧从B点运动到C点,由于B、C两点电势不同,故电场力做功不为零,A项错;由于E、F两点的电荷电性未知,故无法判断A、C两点电势,故电子在A、C两点的电势能无法比较,B项错;A点和C点的场强大小相同,方向不同,C项错;根据场强的叠加可得O点的场强大小为E=2E0=2
cos600=, D 项正确。
44.(2014年沈阳市高中三年级教学质量监测(一)) 如图所示,竖直放置的两个平行金属板间存在匀强电场,与两板上边缘等高处有两个质 量相同的带电小球,小球A从紧靠左极板处由静止开始释放,小球B从两板正中央由静止开始释放,两小球最终都能运动到右极板上的同一位置,则从开始释放到运动至有极板的过程中,下列判断正确的是
A、运动时间
B.电荷量之比
C.机械能增加量之比
D.机械能增加量之比
[答案] 44.4.B
[解析] 44.两小球在竖直方向都做自由落体运动,竖直分位移相等,由h=
gt2,得到时间相等,故A错误;两球的水平分运动都是初速度为零的匀加速运动,根据牛顿第二定律,有qE=ma ①根据位移时间关系公式,x=at2 ②由①②两式解得x=••t2 ,由于两球的水平分位移之比为2:1,故电量之比为2:1,故B正确;由F=ma可得电场力有关系FA=2FB,而水平方向SA=2SB,由功的公式知,电场力对两球做功有关系WA=4WB,所以电势能变化是4倍的关系,根据功能关系可得机械能增加量之比,故CD两项均错。
45.(江西省七校2014届高三上学期第一次联考) 如图甲所示,Q1、Q2为两个被固定的点电荷,其中Q1带负电,a、b两点在它们连线的延长线上. 现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用),粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb,其速度图象如图乙所示. 以下说法中正确的是( )
A.Q2一定带负电
B.Q2的电量一定大于Q1的电量
C.b点的电场强度一定为零
D.整个运动过程中,粒子的电势能先减小后增大
[答案] 45.16.C
[解析] 45.从速度图象上看,可见a到b做加速度减小的减速运动,在b点时粒子运动的加速度为零,则电场力为零,所以该点场强为零,Q1对负电荷的电场力向右,则Q2对负电荷的电场力向左,所以Q2带正电。故A错误,C正确;b点场强为零,可见两点电荷在b点对负电荷的电场力相等,根据F=k,b到Q1的距离大于到Q2的距离,所以Q1的电量大于Q2的电量,故B错误;整个过程动能先减小后增大,根据能量守恒电势能先增大后减小,故D错误。
故选C.
46.(江苏省苏北四市2014届高三上期末统考) 如图所示,无限大均匀带正电薄板竖直放置,其周围空间的电场可认为是匀强电场。光滑绝缘细管垂直穿过板中间小孔,一个视为质点的带负电小球在细管内运动。以小孔为原点建立x轴,规定x轴正方向为加速度a和速度v的正方向,下图分别表示x轴上各点的电势φ,小球的加速度a、速度v和动能随x的变化图象,其中正确的是
[答案] 46.3.D
[解析] 46.匀强电场中x轴上各点的电势φ随x均匀变化,故A项错;带负电小球在沿x轴正方向运动过程中受到水平向左的电场力作用,加速度水平向左,沿x轴负方向运动过程中受到水平向右的电场力作用,加速度水平向右,故B项错;根据动能定理可得(q> 0),解得(q> 0),可知D项正确,C项错。
47.(2014福建,20,15分)如图,真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形,边长L=2.0 m。若将电荷量均为q=+2.0×10-6 C的两点电荷分别固定在A、B点,已知静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,求:
(1)两点电荷间的库仑力大小;
(2)C点的电场强度的大小和方向。
[答案] 47. (1)9.0×10-3 N (2)7.8×103 N/C 方向:沿y轴正方向
[解析] 47.(1)根据库仑定律,A、B两点电荷间的库仑力大小为
F=k①
代入数据得
F=9.0×10-3 N②
(2)A、B点电荷在C点产生的场强大小相等,均为
E1=k③
A、B两点电荷形成的电场在C点的合场强大小为
E=2E1 cos 30°④
由③④式并代入数据得
E=7.8×103 N/C⑤
场强E的方向沿y轴正向
48.(2014安徽,22,14分)如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中有一小孔。质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g)。求:
(1)小球到达小孔处的速度;
(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量;
(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间。
[答案] 48.(1) (2) C
(3)
[解析] 48.(1)由v2=2gh得v=
(2)在极板间带电小球受重力和电场力作用,有
qE-mg=ma且v2-0=2ad,得E=
由U=Ed、Q=CU得Q=C
(3)由题得h=g、0=v+at2、t=t1+t2,综合可得t=
49.(2014课标全国卷Ⅰ,25,20分)如图,O、A、B为同一竖直平面内的三个点,OB沿竖直方向,∠BOA=60°,OB=OA。将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出,小球在运动过程中恰好通过A点。使此小球带电,电荷量为q(q>0),同时加一匀强电场,场强方向与△OAB所在平面平行。现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球,该小球通过了A点,到达A点时的动能是初动能的3倍;若该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出,恰好通过B点,且到达B点时的动能为初动能的6倍,重力加速度大小为g。求
(1)无电场时,小球到达A点时的动能与初动能的比值;
(2)电场强度的大小和方向。
[答案] 49.(1) (2) 方向:与竖直向下成30°夹角
[解析] 49.(1)设小球的初速度为v0,初动能为Ek0,从O点运动到A点的时间为t,令OA=d,则OB=d,根据平抛运动的规律有
d sin 60°=v0t①
d cos 60°=gt2②
又有Ek0=m③
由①②③式得Ek0=mgd④
设小球到达A点时的动能为EkA,则
EkA=Ek0+mgd⑤
由④⑤式得=⑥
(2)加电场后,小球从O点到A点和B点,高度分别降低了和,设电势能分别减小ΔEpA和ΔEpB,由能量守恒及④式得
ΔEpA=3Ek0-Ek0-mgd=Ek0⑦
ΔEpB=6Ek0-Ek0-mgd=Ek0⑧
在匀强电场中,沿任一直线,电势的降落是均匀的。设直线OB上的M点与A点等电势,M与O点的距离为x,如图,则有=⑨
解得x=d。MA为等势线,电场必与其垂线OC方向平行。设电场方向与竖直向下的方向的夹角为α,由几何关系可得
α=30°⑩
即电场方向与竖直向下的方向的夹角为30°。
设场强的大小为E,有qEd cos 30°=ΔEpA
由④⑦式得E=
50.(汕头市2014年普通高考模拟考试试题) (18分)如图所示,质量为M的导体棒ab的电阻为r,水平放在相距为l的竖直光滑金属导轨上.导轨平面处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向外的匀强磁场中.左侧是水平放置、间距为d的平行金属板.导轨上方与一可变电阻R连接,导轨电阻不计,导体棒与导轨始终接触良好.重力加速度为g.
(1)调节可变电阻的阻值为R1=3r,释放导体棒,当棒沿导轨匀速下滑时,将带电量为+q的微粒沿金属板间的中心线水平射入金属板间,恰好能匀速通过.求棒下滑的速率v和带电微粒的质量m.
(2)改变可变电阻的阻值为R2=4r,同样在导体棒沿导轨匀速下滑时,将该微粒沿原来的中心线水平射入金属板间,若微粒最后碰到金属板并被吸收.求微粒在金属板间运动的时间t.
[答案] 50.查看解析
[解析] 50.35.(1)棒匀速下滑,有
①
回路中的电流
②
将R=3r代入棒下滑的速率
③
金属板间的电压
④
带电微粒在板间匀速运动,有
⑤
联立解得带电微粒的质量
⑥
(2)导体棒沿导轨匀速下滑,回路电流保持不变,金属板间的电压
⑦
电压增大使微粒射入后向上偏转,有
⑧
⑨
联立解得微粒在金属板间运动的时间