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专题突破练习(七)
1.(多选)如图所示,绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球(不计重力)。开始时,两小球分别静止在A、B位置。现外加一匀强电场E,在静电力作用下,小球绕轻杆中点O转到水平位置。取O点的电势为0。下列说法正确的有( )
A.电场E中A点电势低于B点
B.转动中两小球的电势能始终相等
C.该过程静电力对两小球均做负功
D.该过程两小球的总电势能增加
AB [沿电场线方向电势降低,则B点的电势比A点的电势高,A正确;由对称性可知,两小球所处位置的电势的绝对值始终相等,则由Ep=qφ可知两小球的电势能始终相等,B正确;该过程中,带正电荷的小球所受的电场力方向向右,带负电荷的小球所受的电场力方向向左,则电场力对两小球均做正功,C错误;电场力做正功,电势能减少,所以该过程中两小球的总电势能减少,D错误。]
2.(2022·四川省成都市高三模拟)如图所示,倾角为θ的绝缘光滑斜面和斜面底端电荷量为Q的正点电荷均固定,一质量为m、电荷量为q的带正电小滑块从A点由静止开始沿斜面下滑,刚好能够到达B点。已知A、B间距为L,Q≫q,重力加速度大小为g。则A、B两点间的电势差UAB等于( )
A.- B.
C.- D.
C [从A到B由动能定理可知mgLsin θ+UABq=0,解得UAB=-,故选项C正确。]
3.(多选)如图所示,一倾角θ=30°的光滑绝缘斜槽,放在方向竖直向下的匀强电场中。有一质量为m、电荷量为q的带负电小球从斜槽顶端A处,以初速度v0沿斜槽向下运动,能到达斜面底端B处。则运动过程中( )
A.小球不可能做减速运动
B.小球的电势能增加
C.电场力做的功等于小球的机械能增量
D.电场力的冲量可能与重力的冲量相同
ABC [能到达斜面底端B处,说明电场力小于或等于小球自身重力,则小球做加速或匀速运动,不会做减速运动,故A正确;小球所受电场力与位移方向夹角为钝角,则电场力做负功,所以其电势能增加,故B正确;根据除重力外其他力做功为机械能的改变量,可知电场力做的功等于小球的机械能增量,故C正确;根据冲量的定义式,有I=Ft,电场力的冲量大小可能与重力的冲量大小相等,但二者冲量的方向恰好相反,故D错误。]
4.(2022·山西师大附中高三检测)如图所示为一匀强电场,某带电粒子从A点运动到B点,在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J,静电力做的功为1.5 J。下列说法中正确的是( )
A.粒子带负电
B.粒子在A点的电势能比在B点少1.5 J
C.粒子在A点的动能比在B点少0.5 J
D.粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J
D [由粒子运动的轨迹可知粒子带正电,A错误;粒子从A到B的过程中静电力做正功,所以电势能减小,B错误;根据动能定理得W+WG=ΔEk=-0.5 J,所以粒子在A点的动能比在B点多0.5 J,C错误;静电力做正功,机械能增加,所以粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J,D正确。]
5.(2021·山东卷)如图甲所示,边长为a的正方形,四个顶点上分别固定一个电荷量为+q的点电荷;在0≤x<a区间,x轴上电势φ的变化曲线如图乙所示。现将一电荷量为-Q的点电荷P置于正方形的中心O点,此时每个点电荷所受库仑力的合力均为零。若将P沿x轴向右略微移动后,由静止释放,以下判断正确的是( )
甲 乙
A.Q=q,释放后P将向右运动
B.Q=q,释放后P将向左运动
C.Q=q,释放后P将向右运动
D.Q=q,释放后P将向左运动
C [因为每个点电荷所受库仑力的合力均为零,对最上边的点电荷,其他三个电荷给它的受力分别是
F1=F3=,
F2=,因为F1、F3大小相等,所以F1、F3的合力是,而Q对最上边点电荷的库仑力是k,由平衡知识可得+=k,解得Q=q,因在0≤x<a区间内沿x轴正向电势升高,则电场强度方向沿x轴负向,则将P沿x轴正向向右略微移动后释放,P受到向右的电场力而向右运动。故选C。]
6.(多选)(2023·福建厦门市质检)某空间存在沿x轴方向的电场,电场强度沿x轴的变化情况如图所示,有一个质量为m、电荷量为+q的点电荷从A点以初速度v0沿x轴正方向运动,到B点时速度恰好减到零,点电荷只受电场力的作用,则( )
A.A点电势低于B点电势
B.点电荷在A、B两点的电势能相等
C.从A到B的过程中,电场力先做负功后做正功
D.若点电荷只受电场力作用,则A、B两点的电势差为-
AD [根据动能定理,从A到B的过程中,电场力做负功,电势能增加,在B点的电势能大,由于带电粒子带正电荷, 因此B点的电势高于A点的电势,A正确,B错误;从A到B过程中,由于电场强度方向没变,因此电场力始终做负功,C错误;根据动能定理UABq=0-mv,可得UAB=-,D正确。]
7.(多选)如图所示,竖