第三部分 特色练 第9练 电场的性质（Word练习）-【优化指导】2023高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（老教材）

第9练　电场的性质 【母题探源】—高考真题指明热点 1．(2022·山东卷)半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电荷量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距O点为2R的D点，O点的电场强度刚好为零。已知圆环上剩余电荷的分布不变，q为(　　) A．正电荷，q＝　　　　　 B．正电荷，q＝ C．负电荷，q＝ D．负电荷，q＝ C　解析：在取走A、B处两段小圆弧上的电荷之前，整个圆环上的电荷在O点产生的场强为零，而取走的A、B处的电荷的电荷量qA＝qB＝ΔL，qA、qB在O点产生的合场强为EAB＝＝，方向为从O指向C，故取走A、B处的电荷之后，剩余部分在O点产生的场强大小为，方向由C指向O，而点电荷q放在D点后，O点场强为零，故q在O点产生的场强与qA、qB在O点产生的合场强相同，所以q为负电荷，即有k＝k，解得q＝，C正确。 2．(2021·湖南卷)(多选)如图所示，圆心为O的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，ab和cd为该圆直径。将电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点，电场力做功为2W(W>0)；若将该粒子从c点移动到d点，电场力做功为W。下列说法正确的是(　　) A．该匀强电场的场强方向与ab平行 B．将该粒子从d点移动到b点，电场力做功为0.5W C．a点电势低于c点电势 D．若只受电场力，从d点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动 AB　解析：由于该电场为匀强电场，可采用矢量分解的思路，沿cd方向建立x轴，垂直于cd方向建立y轴，如图所示 在x方向有W ＝ Exq×2R，在y方向有2W＝ Eyq× R＋ExqR，经过计算有Ex ＝，Ey＝，E＝，tan θ＝＝；由于电场方向与水平方向成60°，则电场与ab平行，且沿a指向b，A正确；该粒子从d点运动到b点，电场力做的功为W′＝ Eq＝0.5W，B正确；沿电场线方向电势逐渐降低，则a点的电势高于c点的电势，C错误；若粒子的初速度方向与ab平行则粒子做匀变速直线运动，D错误。 3.(2022·全国乙卷)(多选)一种可用于卫星上的带电粒子探测装置，由两个同轴的半圆柱形带电导体极板(半径分别为R和R＋d)和探测器组成，其横截面如图(a)所示，点O为圆心。在截面内，极板间各点的电场强度大小与其到O点的距离成反比，方向指向O点。4个带正电的同种粒子从极板间通过，到达探测器。不计重力。粒子1、2做圆周运动，圆的圆心为O、半径分别为r1、r2(R＜r1＜r2＜R＋d)；粒子3从距O点r2的位置入射并从距O点r1的位置出射；粒子4从距O点r1的位置入射并从距O点r2的位置出射，轨迹如图(b)中虚线所示。则(　　) A．粒子3入射时的动能比它出射时的大 B．粒子4入射时的动能比它出射时的大 C．粒子1入射时的动能小于粒子2入射时的动能 D．粒子1入射时的动能大于粒子3入射时的动能 BD　解析：在截面内，极板间各点的电场强度大小与其到O点的距离成反比，则有Er＝k，带正电的同种粒子1、2在均匀辐向电场中做匀速圆周运动，则有qE1＝m，qE2＝m，可得mv＝＝，即粒子1、2入射时的动能相等，故C错误；粒子3从距O点r2的位置入射并从距O点r1的位置出射，做向心运动，电场力做正功，则粒子3入射时的动能比它出射时的小，故A错误；粒子4从距O点r1的位置入射并从距O点r2的位置出射，做离心运动，电场力做负功，则粒子4入射时的动能比它出射时的大，故B正确；粒子3入射后的一小段时间做向心运动，有qE2>m，可得mv＜＝mv，则粒子1入射时的动能大于粒子3入射时的动能，故D正确。 [衍生演练]—名校模拟引领趋势 4．(2022·山东菏泽模拟)(多选)如图所示，图甲是某电场中的一条方向未知的电场线，从电场中的P点由静止先后释放a、b两个比荷相同的带电粒子，仅在电场力作用下，a粒子沿电场线向左运动，b粒子沿电场线向右运动，从释放时刻计时，两粒子的速率随时间变化的图像如图乙中的实线所示，虚线为直线，则(　　) A．a一定带正电，b一定带负电 B．a、b两粒子的电势能都减小 C．P点左侧的电场强度比右侧大 D．P点左侧的电势比右侧高 BC　解析：由于电场线的方向未知，则粒子a、b的电性不能确定，A错误；由题图乙可知粒子a、b均做加速运动，则动能均增大，电场力对两粒子均做正功，粒子的电势能均减小，B正确；粒子a向左做加速度增大的加速运动，粒子b向右做加速度减小的加速运动，则由牛顿第二定律有a＝，粒子的比荷相同，则P点左侧的电场强度比右侧大，C正确；由于粒子a、b的电性未知，则P点左、右两侧的电势高低不能确定，D错误。 5．(2022·浙江温州模拟)(多选)如图所示，均匀带电的半圆环在