内容正文:
考点1 电场、带电
粒子在电场中的运动
1
经典特训题组
2
真题调研题组
28
模拟冲刺题组
92
本课结束
131
1. (多选)两个相同的负点电荷和一个正点电荷附近的电场线分布如图所示,c点是两负点电荷连线的中点,d点在正点电荷的正上方,c、d到正点电荷的距离相等,则( )
A.a点的电场强度比b点的大
B.a点的电势比b点的高
C.c点的电场强度比d点的大
D.c点的电势比d点的低
答案 ACD
解析 由图知,a点附近的电场线比b点附近的电场线密集,则a点的电场强度比b点的大,故A正确;过a点画等势线,与b点所在电场线的交点设为e,则φe=φa,由沿电场线方向电势降低可知:φb>φe,所以b点的电势高于a点的电势,故B错误;两个负点电荷在c点处的合场强为0,设在d点处的合场强大小为E1,方向竖直向下,正点电荷在c、d两点处的场强大小均为E2,c点处方向竖直向下,d点处方向竖直向上,由电场强度的叠加原理知Ec=E2,Ed=E2-E1,且E2>E1,则Ec>Ed,故C正确;将一个
正试探电荷从d移到c,由正点电荷的等势面分布知正点电荷对其不做功,两个负点电荷对其做正功,则其电势能减小,根据φ= eq \f(Ep,q),可得d点电势高于c点电势,故D正确。
2. (2017·江苏高考)(多选)在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有( )
A.q1和q2带有异种电荷
B.x1处的电场强度为零
C.负电荷从x1移到x2,电势能减小
D.负电荷从x1移到x2,受到的电场力增大
答案 AC
解析 两个点电荷在x轴上,且x1处的电势为零,x>x1处的电势大于零,0<x<x1处的电势小于零,如果q1、q2为同种电荷,x正半轴上各点的电势不会有正、负之分,故q1、q2必带有异种电荷,A正确。根据E=- eq \f(\a\vs4\al(Δφ),Δx)可知x1处的电场强度不为零,B错误。负电荷从x1移动到x2的过程,电势升高,根据Ep=qφ可知,负电荷的电势能减小,C正确。根据E=- eq \f(\a\vs4\al(Δφ),Δx),从x1到x2电场强度减小,所以负电荷从x1移动到x2,所受电场力减小,D错误。
3.(2017·全国卷Ⅲ) (多选)一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V。下列说法正确的是( )
A.电场强度的大小为2.5 V/cm
B.坐标原点处的电势为1 V
C.电子在a点的电势能比在b点的低7 eV
D.电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV
答案 ABD
解析 如图所示,由匀强电场中两平行线上距离相等的两点间电势差相等知,O、a间电势差与b、c间电势差相等,故O点电势为1 V,B正确;则在x轴上,每0.5 cm长度对应电势差为1 V,10 V对应的等势线与x轴的交点e坐标为(4.5,0),△aOe中,Oe∶Oa=4.5∶6=3∶4,
由几何知识得:Od长度为3.6 cm,代入公式E= eq \f(U,d)得,E=2.5 V/cm,A正确;电子带负电,电势越高,其电势能越小,电子在a点的电势能比在b点的高7 eV,C错误;电子从b点运动到c点,电场力做功W=-eUbc=9 eV,D正确。
4.(2018·全国卷Ⅰ)(多选)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b上的电势为2 V。一电子经过a时的动能为10 eV,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV。下列说法正确的是( )
A.平面c上的电势为零
B.该电子可能到达不了平面f
C.该电子经过平面d时,其电势能为4 eV
D.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍
答案 AB
解析 匀强电场内a、b、c、d、f间距相等,则电子每通过相邻两个等势面电场力做功相同,则Wad=3Wbc,即Wbc=-eUbc=-2 eV,Ubc=φb-φc=2 V,所以φc=0,A正确;根据动能定理从a到d:Wad=Ekd-Eka,可得:Ekd=4 eV,电子在d时具有动能4 eV,速度可能沿各个方向,取极端情况分析:①电子沿电场线方向运动,从d到f电场力做功Wdf=Wbc=-2 eV,Ekf=Ekd+Wdf=2 eV>0,可到达;②电子到d时速度方向沿等势面d,将不能到达平面f,B正确;同理电子到达等势面c的动能Ekc=6 eV,由于等势面c的电势为零,电子在等势面c的电势能为零,根据能量守恒定律,电子
在运动过程中电势能和动能的总和保持一个定值,即Epd+Ekd=Epc+Ekc=6 eV,故电子经过平面d时,其电势能为Epd=2 eV,C错误;电子经过平面b和d时的动能分别为:Ekb=8 eV和Ekd=4 eV,由Ek