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专题突破练(八) 电场的基本性质
1.(2021·浙江卷)如图所示是某一带电导体周围的电场线与等势面,A、C是同一等势面上的两点,B是另一等势面上的一点。下列说法正确的是( )
A.导体内部的场强左端大于右端
B.A、C两点的电势均低于B点的电势
C.B点的电场强度大于A点的电场强度
D.正电荷从A点沿虚线移到B点的过程中电场力做正功,电势能减小
D 解析:带电导体处于静电平衡状态,导体内部的场强处处为0,导体表面为等势面,整个导体为一个等势体,A错误;沿电场线方向电势降低,所以A、C两点的电势大于B点的电势,B错误;电场线的疏密程度表示电场强度的弱强,所以B点的电场强度小于A点的电场强度,C错误;根据Ep=qφ可知,正电荷从高电势A点沿虚线移动到低电势B点,电势能减小,电场力做正功,D正确。
2.(2022·广东佛山一中模拟)如图所示,两个固定的等量异种电荷相距为4L,其连线中点为O,以O为圆心、L为半径的圆与两点电荷间的连线及连线的中垂线分别交于a、b和c、d。则( )
A.a、b两点的电场强度大小相等,方向相反
B.c、d两点的电场强度大小相等,方向相同
C.将一带正电的试探电荷从a点沿直线移到b点,其电势能先减小后增大
D.将一带正电的试探电荷从c点沿直线移到d点,其电势能先增大后减小
B 解析:根据两等量异种点电荷电场特点可知,a、b两点和c、d两点的电场强度大小相同,方向相同,A错误,B正确;将一带正电的试探电荷从a点沿直线移到b点,电场力一直做正功,则其电势能一直减小,C错误;cd连线上电势均为零,将一带正电的试探电荷从c点沿直线移到d点,其电势能不变,D错误。
3.(2022·天津河东一模)(多选)美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴,准确地测定了电子的电荷量。如图,平行板电容器两极板M、N 与电压为U的恒定电源两极相连,板的间距为d。现通过显微镜观察到有一质量为m的带电油滴在两极板间处于平衡状态,则( )
A.油滴带电荷量为q=
B.将极板N向下缓慢移动一小段距离,油滴将向上运动
C.将极板N 向下缓慢移动一小段距离,M 板的电荷量减小
D.若在MN板间插入电介质,则M板的电荷量减小
AC 解析:油滴平衡时有q=mg,解得油滴带电荷量为q=,A正确;极板N向下缓慢移动一小段距离,则两板间场强减小,向上的电场力减小,则油滴将向下运动,B错误;将极板N向下缓慢移动一小段距离,根据C=可知电容C减小,根据Q=CU可知,M 板的电荷量减小,C正确;在MN板间插入电介质,根据C=可知电容C变大,根据Q=CU可知,则M 板的电荷量增大,D错误。
4.(2020·全国卷Ⅱ)(多选)如图,竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。a、b为圆环水平直径上的两个点,c、d为竖直直径上的两个点,它们与圆心的距离均相等。则( )
A.a、b两点的场强相等 B.a、b两点的电势相等
C.c、d两点的场强相等 D.c、d两点的电势相等
ABC 解析:如图所示,为等量异种电荷周围空间的电场分布图。本题的带电圆环,可拆解成这样无数对等量异种电荷的电场,沿竖直直径平行放置。它们有共同的对称轴PP′,PP′所在的水平面与每一条电场线都垂直,即为等势面,延伸到无限远处,电势为零。故在PP′上的点电势为零,即φa=φb=0;而从M点到N点,电势一直在降低,即φc>φd,故B正确,D错误;上下两侧电场线分布对称,左右两侧电场线分布也对称,由电场的叠加原理可知A、C正确。
5.(2019·江苏卷)一匀强电场的方向竖直向上,t=0时刻,一带电粒子以一定初速度水平射入该电场,电场力对粒子做功的功率为P,不计粒子重力,则Pt关系图像是( )
A 解析:由于带电粒子在电场中做类平抛运动,在电场力方向上做匀加速直线运动,加速度为,经过时间t,电场力方向速度为t,功率为P=Fv=qE×t,所以P与t成正比,故A正确。
6.(2021·山东高三三模)如图所示的传感器可以监控生产流水线材料的厚度,其中甲、乙为平行板电容器的上、下两个固定极板,分别接在电源的两极上,当通过极板间的材料厚度增大时,极板间的介电常数增大,下列说法正确的是( )
A.当通过极板间的材料厚度减小时,电流从a流向b
B.极板间的材料厚度变化时,极板间电场强度不变
C.当通过极板间的材料厚度增大时,极板上的电荷量变小
D.当通过极板间的材料厚度增大时,极板间的电压增大
B 解析:电容器两极板间的电压始终保持不变,板间的距离也保持不变,根据E= 可知,极板间电场强度保持不变;根据C= 可知,厚度增大时介电常数增大,电容器的电容增大,极板上的电量增加,电源对电容器充电,电流从a流向b,故B正确,A、C、D错误。
7.(2022·湖南长沙联