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2019-2020年高考物理1.5輪資料匯編 專題08 靜電場
一、單選題
1.如圖,在水平向右的勻強電場中有一絕緣斜面,斜面上有一帶電金屬塊沿斜面滑下,已知在金屬塊滑下的過程中動能增加了14J,金屬塊克服摩擦力做功10J,重力做功22J,則以下判斷正確的是 ( )
A. 金屬塊帶正電荷
B. 金屬塊克服電場力做功8J
C. 金屬塊的電勢能減少2J
D. 金屬塊的機械能減少10J
【答案】 C
【點睛】根據動能定理求出電場力做功.即可判斷電場力方向與場強的關系,分析金屬塊的電性.知道電場力做功量度電勢能的改變.知道重力做功量度重力勢能的改變.除重力以外的力做功等于機械能的變化.
2.質量為m、電荷量為+Q的帶電小球A固定在絕緣天花板上,帶電小球B,質量也為m,在空中水平面內的某一圓周上繞O點做半徑為R的勻速圓周運動,如圖所示,已知小球A、B間的距離為,重力加速度大小為g,靜電力常量為k,則 ( )
A. 小球A和B一定帶同種電荷
B. 小球B轉動的線速度為
C. 小球B所帶的電荷量為
D. A、B兩球間的庫侖力對B球做正功
【答案】 B
【解析】依據題意,小球B在小球A和B的庫侖引力與小球B的重力的合力作用下,做勻速圓周運動,因此兩球帶異種電荷,A錯誤;對小球B受力分析,如圖所示:
由幾何關系可知: ,故合力,由牛頓第二定律得: ,聯(lián)立解得: ,B正確;由受力分析圖得庫侖力,根據庫侖定律有: ,聯(lián)立解得: ,C錯誤;由題意可知,庫侖引力總與速度垂直,庫侖力不做功,D錯誤;選B.
3.如圖所示,虛線a、b、c是電場中的三個等勢面,相鄰等勢面間的電勢差相同,實線為一個帶正電的粒子僅在電場力作用下,通過該區(qū)域的運動軌跡,P、Q是軌跡上的兩點。下列說法正確的是 ( )
A. 三個等勢面中,等勢面a的電勢最高
B. 帶電質點一定是從P點向Q點運動
C. 帶電質點通過P點時的速率比通過Q點時小
D. 帶電質點通過P點時的加速度比通過Q點時小
【答案】 C
【解析】作出電場線,根據軌跡彎曲的方向和正電荷可知,電場線向下.故a點電勢最低.A錯誤.根據已知條件無法判斷粒子的運動方向.B錯誤.從P到Q過程中電場力做正功,電勢能降低,動能增大,故P點的速率小于Q點的速率,C正確.等勢面在P處密,故P處電場強度大,電場力大,加速度大.D錯誤.選C.
【點睛】作出電場線,根據軌跡彎曲的方向可知,電場線向下.故a點電勢最低;根據推論,正電荷在電勢高處電勢能大,可知電荷在P點的電勢能大,總能量守恒;由電場線疏密確定出P點場強大,電場力大,加速度大.
4.如圖所示,電荷量相等的兩個電荷Q1和Q2,兩者連線及中垂線上分別有A點和B點,則下列說法正確的是 ( )
A. 若兩者是同種電荷,則A點的電勢一定高于B點的電勢
B. 若兩者是同種電荷,則A點的場強一定大于B點的場強
C. 若兩者是異種電荷,則A點的電勢一定高于B點的電勢
D. 若兩者是異種電荷,則A點的場強一定大于B點的場強
【答案】 D
【點睛】若兩電荷是同種電荷,根據電場的對稱性分析電場強度的關系,電場線越密,場強越大.若兩電荷是異種電荷,根據順著電場線方向降低,分析電勢的高低;在兩電荷的連線上,O點場強最小,在連線的中垂線上O點的場強最大.
5.兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置,構成一平行板電容器,與它相連接的電路如圖所示,接通開關K,電源即給電容器充電 ( )
A. 保持K接通,增加兩極板間距,則兩極板間的電場強度增大
B. 保持K接通,在兩極板間插入一塊介質,則極板上的電量減小
C. 斷開K,減小兩極板間距,則兩極板間的電壓減小
D. 斷開K,在兩極板間插入一塊介質,則兩極板間的電壓增大
【答案】 C
【解析】保持K接通,則兩板間的電勢差不變,d增大,由可知,兩極板間的電場強度減小,A錯誤;保持K接通,兩板間的電勢差不變,插入介質后,由可知電容增大,由可知,極板上的電量增大,B錯誤;斷開K,兩板上所帶電量不變,d減小,由可知電容增大,由可知U減小,C正確;斷開K,兩板上所帶電量不變,插入介質后,由可知電容增大,由可知U減小,D錯誤;選C.
【點睛】電容器與電源相連,兩極板間的電勢差不變,通電后斷開,則兩極板上的電量不變; 由平行板電容器電容,根據某些量的變化可知電容的變化,由可知電壓或電量的變化.
6.真空中一點電荷形成的電場中的部分電場線如圖所示,分別標記為1、2、3、4、5,且1、5和2、4分別關于3對稱。以電場線3上的某點為圓心畫一個圓,圓與各電場線的交點分別為a、b、c、d、e,則下列說法中正確的是 ( )
A. 電場強度Ea
φd
C. 將一正電荷由a點移到d點,電場力做正功
D. 將一負電荷由b點移到e點,電勢能增大
【答案】 D
【解析】任意延長兩條線,交與一點,該點就是點電荷的位置,以交點為圓心,做過C點 的圓,如圖,則該圓上的各點的電勢相等,場強的大小也相等.
a比c離點電荷近,所以:Ea>Ec,故A錯誤;bd兩點是對稱的,所以:勢φb=φd,故B錯誤;a比d離點電荷近,所以d點的電勢比a的高,將一正電荷由a點移到d點,電場力做負功,故C錯誤,e比b離點電荷近,所以b點的電勢比e點高,將一負電荷由b點移到e點,電場力做負功,電勢能增大,故D正確.故選D.
7.一段均勻帶電的半圓形細線在其圓心O處產生的場強為E,把細線分成等長的圓弧、、,則圓弧在圓心O處產生的場強為 ( )
A. E B. C. D.
【答案】 D
【解析】如圖所示,B、C兩點把半圓環(huán)等分為三段.
設每段在O點產生的電場強度大小為E′,E′相等,AB段和CD段在O處產生的場強夾角為120,它們的合場強大小為E′,則O點的合場強:E=2E′,則:E′=,故圓弧BC在圓心O處產生的場強為.故選D.
8.如圖所示,在電場強度大小為E0的水平勻強電場中,a、b兩點電荷分別固定在光滑水平面上,兩者之間的距離為l.當a、b的電量均為+Q時,水平面內與兩點電荷距離均為l的O點處有一電量為+q的點電荷恰好處于平衡狀態(tài).如果僅讓點電荷a帶負電,電量大小不變,其他條件都不變,則O點處電荷的受力變?yōu)? ( )
A. B. C. D.
【答案】 D
【解析】開始時,對放在O點的點電荷由平衡知識可知: ;當讓點電荷a帶負電時,則a、b對O點點電荷的庫侖力豎直向上在,則O點處電荷的受力變?yōu)?,故選D.
9.水平面內有一等邊三角形ABC,O點為三角形的幾何中心,D點為O點正上方一點,O點到A、B、C、D四點的距離均為L?,F將三個電荷量均為Q的正點電荷分別固定在A、B、C三處,已知靜電常量為k,則D點的場強大小為 ( )
A. B.
C. D.
【答案】 D
10.如圖所示,水平面MN的下方存在豎直向下的勻強電場,一帶電小球由MN上方的A點以一定初速度水平拋出,從B點進入電場,到達C點時速度方向恰好水平,由此可知 ( )
A. 從B到C,小球的機械能減小
B. 從B到C,小球的電勢能減小
C. 從A到B與從B到C小球的運動時間一定相等
D. 從A到B與從B到C小球的速度變化量相同
【答案】 A
【解析】進入電場前,小球受重力;進入電場后,小球受重力、和豎直方向的電場力;所以小球水平方向做勻速直線運動。由題意得小球豎直方向先加速(A到B)后減速到零(B到C)。
AB:B到C小球豎直方向做減速運動,所以電場力向上;B到C,電場力對小球做負功,小球的電勢能增加,機械能減小。故A項正確,B項錯誤。
C:A到B與B到C水平方向以及豎直方向的位移關系均未知,則從A到B與從B到C小球的運動時間關系不確定。故C項錯誤。
D:從A到B與從B到C小球水平方向速度不變,豎直方向速度變化相反。故D項錯誤。
點睛:將曲線運動分解成簡單的直線運動是常用的解題方法。
11.如圖所示,空間有兩個等量的異種點電荷M、N固定在水平面上,虛線POQ為MN連線的中垂線,a、b為關于POQ對稱的兩點,且aPb在一條直線上,一負的試探電荷在電場力的作用下從P點運動到Q點,其軌跡為圖中的實線,軌跡與MN連線的交點為A。則下列敘述正確的是 ( )
A. 電勢
B. 電勢
C. 電場強度
D. 電場強度
【答案】 A
【解析】N點的點電荷對負試探電荷是排斥的,所以N點放的是負點電荷,M點放置的是正點電荷,等量異種點電荷電場線如圖所示,根據沿電場線方向電勢降低以及電場線越密電場強度越大可知, ,A正確.
12.如圖所示為示波管內的聚焦電場,圖中實線為電場線,虛線為等勢線,a,b,c為靜電場中的三點,b,c在同一條直線的電場線上,則下列說法正確的是 ( )
A. a,b,c三點中,c點電勢最高
B. a,b,c三點中,a點場強最大
C. 正電荷在b點的電勢能大于在c點的電勢能
D. 負電荷在b點由靜止釋放,僅在電場カ的作用下能沿直線由b點運動到c
【答案】 C
【點睛】沿著電場線方向,電勢降低,電場線的疏密程度反映場強的大小,電勢能由求出。
13.如圖所示,在一條直線上有兩個相距0.4 m的點電荷A、B,A帶電+Q,B帶電-9Q?,F引入第三個點電荷C,恰好使三個點電荷均在電場力的作用下處于平衡狀態(tài),則C的帶電性質及位置應為 ( )
A. 正,B的右邊0.4 m處 B. 正,B的左邊0.2 m處
C. 負,A的左邊0.2 m處 D. 負,A的右邊0.2 m處
【答案】 C
【解析】AB:若C帶正電
①若C放在A左邊,B所受庫侖力均向左,B不可能平衡。則不可能;
②若C放在AB連線上,C受力均向右,C不可能平衡。則不可能;
③若C放在B的右邊,A的電荷量小于B且AC距離大于BC距離,據可得A對C的力小于B對C的力,C不可能平衡。則不可能。
綜上,AB兩項均不正確。
CD:若C帶負電
①若C放在B的右邊,A受力均向右,A不可能平衡。則不可能;
②若C放在AB連線上,C受力均向左,C不可能平衡。則不可能;
③若C放在A左邊,設AC間距為x,AB間距為r,則要使三者均平衡,對C分析可得: ,解得:
綜上C項正確,D項錯誤。
點睛:三個點電荷的自平衡可總結為:兩同夾異(從力的方向角度分析),兩大夾小(從力的大小角度分析)。
14.一帶電粒子在電場中僅受靜電力作用,做初速度為零的直線運動.取該直線為x軸,起始點O為坐標原點,其電勢能Ep與位移x的關系如圖所示.下列圖象中合理的是 ( )
A. B.
C. D.
【答案】 D
【解析】粒子僅受電場力作用,做初速度為零的加速直線運動,電場力做功等于電勢能的減小量,故: ,即圖象上某點的切線的斜率表示電場力;
A、 圖象上某點的切線的斜率表示電場力,故電場力逐漸減小,根據,故電場強度也逐漸減小,A錯誤;
B、根據動能定理,有: ,故圖線上某點切線的斜率表示電場力;由于電場力逐漸減小,與B圖矛盾,B錯誤;
C、按照C圖,速度隨著位移均勻增加,根據公式,勻變速直線運動的圖象是直線,題圖圖象是直線;相同位移速度增加量相等,又是加速運動,故增加相等的速度需要的時間逐漸減小,故加速度逐漸增加;而電場力減小導致加速度減??;故矛盾,C錯誤;
D、粒子做加速度減小的加速運動,D正確;
故選D。
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15.如圖所示,一平行板電容器與電源連接,開關S先接通,過一會再斷開,在電容器中間的M點固定一一個正點電荷,用C表示電容器的電容;用E表示兩板間的電場強度; 表示M點的電勢;Ep表示點電荷的電勢能。將B板向上移一小段距離x,則下列圖像關系正確的是 ( )
A. A B. B C. C D. D
【答案】 C
16.x軸上固定兩個點電荷、,其在x軸上產生的電勢隨x變化的關系如圖像所示,M、N、P是x軸上的三點,N為圖像的最低點,且MN=NP,下列說法正確的是 ( )
A. M點的電場強度為零
B. N點的電場強度為零
C. M、N之間的電場方向沿x軸的負方向
D. 將一個帶正電的試探電荷從M點沿x軸移到P點,靜電力先做負功后做正功
【答案】 B
【解析】A.φ?x圖線的切線斜率表示電場強度的大小,可知N處場強為零,M處的場強不為零,故A錯誤,B正確;
C. M點的電勢為零,N電勢小于零,因沿電場線方向電勢降低,故在MN間電場方向由M指向N,沿x軸正方向,故C錯誤;
D. 從M點沿x軸移到P點,電勢先降低后升高,正電荷電勢能先減小后增大,故靜電力先做正功后做負功,故D錯誤。
故選:B。
點睛:φ-x圖線的切線斜率表示電場強度的大小,在φ-x圖象中可以直接判斷各點電勢的大小,并可根據電勢大小關系確定電場強度的方向,根據沿電場線方向電勢降低,由電勢能的變化判斷做功。
17.如圖所示,真空中A、B兩個點電荷的電荷量分別為+Q和-q,放在光滑絕緣水平面上,A、B之間用絕緣輕彈簧連接,當系統(tǒng)靜止時彈簧的壓縮量為,下列過程都在彈性限度內,則下列說法正確的是 ( )
A. 僅將+Q變成-Q,平衡時彈簧伸長量等于
B. 僅將+Q變成-Q,平衡時彈簧伸長量大于
C. 僅將+Q變成+2Q,平衡時彈簧壓縮量等于2
D. 僅將+Q變成+2Q,平衡時彈簧壓縮量大于2
【答案】 D
【解析】設彈簧的勁度系數為K,原長為x.當系統(tǒng)平衡時,彈簧的伸長量為x0,則有:
AB. 保持q不變,將Q變?yōu)?Q,平衡時有: ,由于x+x1>x-x0,則x10)的固定點電荷。已知b點處的場強為零,則d點處場強的大小為(k為靜電力常量) ( )
A. B. C. D.
【答案】 B
【解析】因為圓盤上電荷分布均勻,并且形狀規(guī)則,故可圓盤可等效看做為電荷集中在c點,帶電量為Q的點電荷,q在b點產生的電場強度大小為,Q在b點產生的電場強度大小為,因為b點電場強度為零,所以,解得,Q帶正電,q在d處此時的電場強度大小為,方向向右;Q在d處產生的電場強度大小為,方向向右,故d點的合場強為,B正確.
22.如圖所示,虛線A、B、C為某電場中的三條等勢線,其電勢分別為3 V、5 V、7 V,實線為帶電粒子在電場中運動時的軌跡,P、Q為軌跡與等勢線A、C的交點,帶電粒子只受電場力的作用,則下列說法不正確的是 ( )
A. 粒子可能帶正電
B. 粒子在P點的動能大于在Q點動能
C. 粒子在P點電勢能小于粒子在Q點電勢能
D. 粒子在P點的加速度小于在Q點的加速度
【答案】 A
【解析】A因電場線與等勢面相互垂直,且由高電勢指向低電勢,故電場線如圖所示,
由粒子運動的軌跡彎曲的方向可知粒子受力沿電場線的方向,故粒子帶正電;故A錯誤;
BC、若粒子從P到Q,則電場力做負功,粒子動能減小,電勢能增加,故P點動能大于Q點動能,P點電勢能小于Q點電勢能,故B對,C對;
D、因Q點處的等勢面密集,故Q點的電場強度大,故電荷在Q點受到的電場力大于P點受到的電場力,故D對;本題不正確的是:A
綜上所述本題答案是:A
23.在某勻強電場中有M、N、P三點,在以它們?yōu)轫旤c的三角形中,∠M=30、∠P=90,直角邊NP的長度為4 cm。已知電場方向與三角形所在平面平行,M、N和P點的電勢分別為3 V、15 V和12 V。則電場強度的大小為 ( )
A. B. C. D.
【答案】 A
綜上所述本題答案是:A
24.如圖所示,P、Q是兩個電荷量相等的異種點電荷,在其電場中有a、b、c三點在一條直線上,平行于P、Q的連線,b在P、Q連線的中垂線上,ab=bc,下列說法正確的是 ( )
A. 電勢:φa>φb>φc
B. 電勢:φa>φc>φb
C. 電場強度:Ea>Eb>Ec
D. 電場強度:Eb>Ea>Ec
【答案】 A
【解析】根據等量異種點電荷電場線的分布特點知,a、c兩點對稱,場強大小相等,由a、c兩點處的電場線分布比b點處的密,故a、c兩點處的場強大于b點處的場強,沿著電場線方向電勢逐漸降低,故A正確;
綜上所述本題答案是:A
25.將兩個質量均為m的小球a、b用絕緣細線相連,豎直懸掛于O點,其中球a帶正電、電荷量為q,球b不帶電,現加一電場強度方向平行豎直平面的勻強電場(沒畫出),使整個裝置處于平衡狀態(tài),且繃緊的絕緣細線Oa與豎直方向的夾角為θ=30,如圖所示,則所加勻強電場的電場強度大小可能為 ( )
A. B. C. D.
【答案】 B
【解析】取小球a、b整體作為研究對象,則受重力2mg、懸線拉力FT和電場力F作用處于平衡,此三力滿足如圖所示的三角形關系,
由圖知F的最小值為,由,知 ,故B對
綜上所述所述本題答案是:B
26.一對正、負電子可形成一種壽命比較短的稱為“電子偶素”的新粒子。電子偶素中的正電子與負電子都以速率v繞它們連線的中點做圓周運動。假定玻爾關于氫原子的理論可用于電子偶素,電子的質量m、速率v和正、負電子間的距離r的乘積也滿足量子化條件,即,式中n稱為量子數,可取整數值1、2、3、,h為普朗克常量。已知靜電力常量為k,電子質量為m、電荷量為e,當它們之間的距離為r時,電子偶素的電勢能,則關于電子偶素處在基態(tài)時的能量,下列說法中正確的是 ( )
A. B. C. D.
【答案】 C
【解析】試題分析:由正負電子的庫侖力提供向心力,從而求出電子的動能;由題意可知,系統(tǒng)的電勢能,及電子的動能,可求得n=1時,“電子偶素”的能量.
設n=1時電子運轉軌道半徑為,此時正負電子間庫侖力,此庫侖作為向心力,由題中量子化理論可知,n=1時,聯(lián)立上式可得,由題意可知,系統(tǒng)的電勢能,每個電子動能,系統(tǒng)的能量,聯(lián)立可得,C正確.
27.在某一靜電場中建立x軸,其電勢隨坐標x變化的圖線如圖所示。若將一帶負電的粒子(重力不計)從坐標原點O處由靜止釋放,電場中P、Q兩點位于x軸上,其橫坐標分別為lcm、4cm。則下列說法正確的是 ( )
A. 粒子經過P點與Q點時,動能相等
B. 粒子經過P、Q兩點時,加速度大小之比1:1
C. 粒子經過P、Q兩點時,電場力功率之比1:1
D. 粒子恰能運動到離原點12cm處
【答案】 A
【解析】A、由圖可知,橫坐標為1cm和4cm的P、Q兩點電勢相等,粒子經過P點到Q點的過程中,電場力做功為零,動能相等,A正確;
B、φ?x圖象的斜率大小等于場強E.,則知P點的場強為Q點的場強的二倍,電場力為二倍,加速度之比為2:1,B錯誤;
C、根據功率P=Fv,功率之比為2:1,C錯誤;
D、根據順著電場線方向電勢降低可知,0?2cm內,電場線沿x軸負方向,粒子所受的電場力方向沿x軸正方向做加速運動;在2?6cm內電場線沿x軸正方向,粒子所受的電場力方向沿x負方向做減速運動,6cm處粒子的速度為零;然后粒子向左先做加速運動后做減速運動。
即在0?6cm間做往復運動。故D錯誤。
故選:A。
28.如圖所示,兩根等長帶電棒放置在第一、二象限,其端點在兩坐標軸上,棒與坐標軸圍成等腰直角三角形.兩棒帶電量相等,且電荷均勻分布,此時O點電場強度大小為2E.撤去其中一根帶電棒后,O點的電場強度大小變?yōu)? ( )
A. B. C. E D.
【答案】 D
【解析】兩根等長帶電棒等效成兩個正點電荷如圖:
設每一根帶電棒產生的場強為E1,兩正點電荷在O點產生的場強的小為2E=E1,故撤走一根帶電棒后,在O點產生的場強為E1= ,故選:D。
點睛:先把帶電棒等效成點電荷,利用點電荷產生的場強進行矢量求解解可。
29.如圖所示,在光滑絕緣的水平面上固定兩個等量負點電荷A和B,O點為AB連線的中點,C、D為AB連線上關于O點對稱的兩個點,且CO=OD=L.一帶正電的可視為點電荷的小球以初速度v0從C點運動到D點.設O點的電勢φ0=0,取C點為坐標原點,向右為x軸的正方向,下列關于小球的電勢能Ep、小球的動能Ek、電勢φ、電場強度E隨小球運動的位移x變化的圖象,可能正確的是 ( )
A. A B. B C. C D. D
【答案】 B
【解析】AC、從C點到D點,電場線方向先向左后向右,則電勢先升高后降低,則小球的電勢能先增大后減小,小球在C、D兩點處的電勢能相同,故A、C錯誤;
B、由于小球的電勢能先增大后減小,在C、D兩點處的電勢能相同,由能量守恒定律得知,動能先減小后增大,在C、D兩點處的動能相同,故B正確;
D、設AC=BD=r,點電荷A和B的電荷量大小為Q,則當位移為x時,由數學知識得知E與x是非線性關系,圖象是曲線,故D錯誤。
故選:B。
30.如圖所示,在真空中電荷量相等的離子P1、P2分別以相同初速度從O點沿垂直于電場強度的方向射入勻強電場,粒子只在電場力的作用下發(fā)生偏轉,P1打在極板B上的C點,P2打在極板B上的D點.G點在O點的正下方,已知GC=CD,則離子P1、P2的質量之比為 ( )
A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 1∶4
【答案】 D
【解析】設離子的初速度為v0,電荷量為q,質量為m,加速度為a,運動的時間為t,則加速度a=,離子運動的時間,由于GC=CD,所以飛行的時間之比t1∶t2=1∶2,離子的偏轉量,因為P1帶電荷量與P2的帶電荷量相同,可得P1、P2的質量之比m1∶m2為1∶4,D正確,ABC錯誤
故選:D。
31.如圖所示在光滑、絕緣的水平面上,沿一直線依次排列三個帶電小球A、B、C(可視為質點).若它們恰能處于平衡狀態(tài).那么這三個小球所帶的電荷量及電性的關系,下面的情況可能的是 ( )
A. 3、-2、6
B. -9、4、-36
C. -3、2、8
D. 4、9、36
【答案】 B
【解析】題中要求三個小球均能處于平衡狀態(tài),則要使A平衡,BC所帶電性相反(BC對A的力方向必須相反);同理,則要使C平衡,AB所帶電性相反;綜上,電荷電性需滿足“兩同夾異”,排除CD
A:若A選項正確:
對小球B受力分析,則 ,代入數據得:
對小球A受力分析,則,代入數據得:
兩式相互矛盾,故A錯誤
B:若B選項正確:
對小球B受力分析,則 ,代入數據得:
對小球A受力分析,則,代入數據得:
兩式一致,故B正確。
點睛:三個電荷的自平衡問題,從力的方向角度滿足“兩同夾異”,從力的大小角度滿足“兩大夾小”。
32.在x軸上有兩個點電荷q1、q2,其靜電場的電勢φ在x軸上分布如圖所示。下列說法正確的是 ( )
A. x1處的電場強度為零
B. q1、q2一定為異種電荷
C. 負電荷從x1移到x2,電勢能增大
D. 負電荷從x1移到x2,受到的電場力增大
【答案】 B
33.如圖所示,A、B是兩個帶異號電荷的小球,其質量分別為m1和m2,所帶電荷量分別為+q1和﹣q2,A用絕緣細線L1懸掛于O點,A、B間用絕緣細線L2相連.整個裝置處于水平方向的勻強電場中,平衡時L1向左偏離豎直方向,L2向右偏離豎直方向,則可以判定 ( )
A. m1=m2 B. m1>m2 C. q1>q2 D. q1<q2
【答案】 C
【解析】試題分析:把兩小球看成整體分析,兩球之間的庫侖力為內力,整體上受到重力向左的電場力和向右的電場力、的拉力,根據平衡條件判斷兩電場力的大小,從而可知電荷量的大小.
兩球整體分析,如圖所示,根據平衡條件可知, ,即,而兩球的質量無法比較其大小,故C正確.
34.如圖所示,某一空間存在正交的勻強電場和勻強磁場共存的場區(qū),三個速度不同的質子沿垂直電場線和磁感線方向從同一點射入場區(qū),其軌跡為圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三條虛線.設三個質子沿軌跡Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ進入場區(qū)時速度大小分別為v1、v2、v3,射出場區(qū)時速度大小分別為v1′、v2′、v3′,不計質子所受到的重力,則下列判斷正確的是 ( )
A. v1>v2>v3,v1>v1′,v3 QF
B.在M點由靜止釋放一帶正電的檢驗電荷,檢驗電荷將沿電場線運動到N點
C.過N點的等勢面與EF連線垂直
D.負檢驗電荷在M點的電勢能大于在N點的電勢能
【答案】 C
【解析】
試題分析:根據電場線的指向知E帶正電,F帶負電;N點的場強是由E、F兩電荷在N點產生場強的疊加,電荷E在N點電場方向沿EN向上,電荷F在N點產生的場強沿NF向下,合場強水平向右,可知F電荷在N點產生的場強大于E電荷在N點產生的場強,而,所以由點電荷場強公式知,A錯誤;只有電場線是直線,且初速度為0或初速度的方向與電場平行時,帶電粒子的運動軌跡才與電場線重合.而該電場線是一條曲線,所以運動軌跡與電場線不重合.故在M點由靜止釋放一帶正電的檢驗電荷,不可能沿電場線運動到N點,B錯誤;因為電場線和等勢面垂直,所以過N點的等勢面與過N點的切線垂直,C正確;沿電場線方向電勢逐漸降低,,再根據,q為負電荷,知,D錯誤;故選C。
考點:勻強電場中電勢差和電場強度的關系、電勢、電勢能。
【名師點睛】只有電場線是直線,且初速度為0或初速度的方向與電場平行時,帶電粒子的運動軌跡才與電場線重合.電場線和等勢面垂直.N點的切線與EF連線平行,根據電場線的方向和場強的疊加,可以判斷出E、F的電性及電量的大小.先比較電勢的高低,再根據,比較電勢能。
二、多項選擇題
51.(多選)如圖所示的水平勻強電場中,將兩個帶電小球M和N分別沿圖示路徑移動到同一水平線上的不同位置,釋放后,M、N保持靜止,不計重力,則 ( )
A. M的帶電量比N的大
B. M帶負電荷,N帶正電荷
C. 靜止時M受到的合力比N的大
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