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专题08 电场
1.(2021·山东青岛高三调研)某电场的等势面如图所示,图中a、b、c、d、e为电场中的5个点,其中b、c、d、e点位于同一直线上,下列说法正确的是( )
A.正电荷从a点运动到b点,电场力做正功
B.电子从b点运动到e点,电场力做功为4eV
C.b点电场强度垂直于该点所在等势面,方向向右
D.从b点由静止释放一个电子,电子将沿直线依次经过c、d、e三点
【答案】C
【解析】A.a点电势比b点电势低,正电荷从a点运动到b点,电场力做负功,故A错误;B.电子从b点运动到e点,电场力做功为
,故B错误;C.电场强度方向垂直于等势面并指向电势降低的方向,所以b点电场强度垂直于该点所在等势面,方向向右,故C正确;D.由题图可知电场强度方向向右,所以从b点由静止释放一个电子,电子将沿直线向左运动,故D错误。故选C。
2.(2021·浙江杭州中学高三调研)在光滑绝缘水平面上固定着两个等量点电荷Q,它们连线的中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示。一质量m=0.01kg、电荷量q=1.0×10-6C的带正电小物块由A点静止释放,并以此时为计时起点,沿光滑水平面经过B、C两点,其运动过程的v-t图象如图乙所示,其中图线在B点位置时斜率最大,根据图线可以确定( )
A.两点电荷是负电荷
B.B点是A、C连线的中点
C.UBC=UAB
D.中垂线上B点电场强度最大且EB=2.0×104N/C
【答案】D
【解析】A.小物块从B到C动能增大,电场力做正功,小物块带正电,可知两点电荷是正电荷,故A错误;BC. A到B根据动能定理
,B到C根据动能定理
,可得UBC>UAB。根据
可知,由于中垂线上电场线分布不是均匀,B点不在连线中点,故BC错误;D.根据v-t图线的斜率等于加速度,可得物块在B点的加速度最大
,根据牛顿第二定律
,联立可得E=2.0×104N/C,故D正确。故选D。
3.(2021·浙江舟山一中高三月考)两等量异种电荷静置于以
为圆心的直径
两端,其电场线如图所示,
、
、
、
、
、
为圆周的等分点。则( )
A.
、
两点的电势相同
B.同一电荷在
、
两点受到的电场力大小相等
C.一电荷从
点沿圆周逆时针移至
点电场力做正功
D.一正电荷从
点沿圆周逆时针移至
点,电势能不变
【答案】B
【解析】A.由图像可知,
、
两点的电势相同,而
点电势比
点大,A错误;B.
、
两点电场线疏密程度相同,电场强度大小相等,同一电荷所受的电场力大小相等,B正确;C.因电性未知,电场力做功正负未知,C错误;D.一正电荷从
点沿圆周逆时针移至
点,电场力做负功,电势能增加,D错误。
故选B。
4.(2021·河北衡水中学高三月考)范德格拉夫静电加速器是一种可通过产生粒子束(射线)来治疗某些癌症的直线加速器。它由两部分组成,一部分是产生高电压的装置,叫做范德格拉夫起电机;另一部分是利用高压加速带电粒子的加速管。其起电机部分结构如图所示,金属球壳固定在绝缘支柱顶端,绝缘材料制成的传送带套在两个转轮上,由电动机带动循环运转。E和F是两排金属针(称做电刷),与传送带靠近但不接触,其中电刷F与金属球壳内壁相连。当电刷E与几万伏的直流高压电源的正极接通时,正电荷将被喷射到传送带上,并被传送带带着向上运动。当正电荷到达电刷F附近时,由于感应起电和电晕放电作用,最终使得球壳上集聚大量电荷,从而在金属球壳与大地之间形成高电压、强电场,用以加速带电粒子。根据以上信息,下列说法错误的是( )
A.正电荷从电刷E上被喷射到传送带,其实质是尖端放电
B.由于感应起电,电刷F上将集聚大量负电荷
C.最终球壳上集聚的是正电荷,且分布在球壳的外表面
D.整个起电过程满足电荷守恒定律
【答案】B
【解析】A.由于电刷E是金属针状的,故正电荷从电刷E上被喷射到传送带,其实质是尖端放电,A正确,不符合题意;BC.由于感应起电和电晕放电作用,电刷F上将集聚大量正电荷,最终球壳上集聚的是正电荷,且分布在球壳的外表面,B错误,符合题意,C正确,不符合题意;D.整个起电过程满足电荷守恒定律,D正确,不符合题意。故选B。
5.(2021·山东东营一中高三月考)如图所示,某空间区域的竖直平面内存在电场,其中竖直的一条电场线如图甲中虚线所示。一个质量为m、电荷量为q的带正电小球,在电场中从O点由静止开始沿电场线竖直向下运动。以O为坐标原点,取竖直向下为x轴的正方向,小球的机械能E与位移x的关系如图乙所示,不计空气阻力。则( )
A.沿x轴方向电场强度变大,方向沿x轴正方向
B.从O到
的过程中,小球的速率越来越小,加速度越来越大
C.从O到
的过程中,相等的位移内,小球克服电场力做的功变大
D.到达
位置时,小球速度的大小为
【答案】C
【解析】A.小球机械能的变