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章末提升(九) 重要题型集中练
授课提示:对应学生用书第439页
题型一 电场的性质
1.如图所示的实线为某静电场的电场线,虚线是仅在电场力作用下某带负电粒子的运动轨迹,A、B、C、D是电场线上的点,其中A、D两点在粒子的轨迹上,下列说法正确的是( )
A.该电场可能是正点电荷产生的
B.由图可知,同一电场的电场线在空间是可以相交的
C.将该粒子在C点由静止释放,它可能一直沿电场线运动
D.该粒子在A点的速度一定大于在 D点的速度
解析:正点电荷周围的电场线是从正点电荷出发,呈辐射状分布的,A错误;同一电场的电场线在空间不能相交,否则同一点具有两个电场强度方向,B错误;电场中的带电粒子受力的方向沿电场线的切线方向,由于C点所在电场线为曲线,所以将该粒子在C点由静止释放,它一定不能沿电场线运动,C错误;由于做曲线运动的物体受力的方向指向曲线的内侧,该粒子带负电,可知场强方向应是从B到C,A点的电势高于D点的电势,故从A到D电场力对粒子做负功,粒子的动能减少,则粒子在A点的速度较大,D正确。
答案:D
2.(2023·山东烟台模拟)如图所示,在Oxy平面内有一匀强电场,以坐标原点O为圆心的圆,与x、y轴的交点分别为a、b、c、d,从坐标原点O向纸面内各个方向以等大的速率射出电子,可以到达圆周上任意一点,而到达b点的电子动能增加量最大,则 ( )
A.电场线与x轴平行
B.a点电势大于c点电势
C.在圆周上的各点中,b点电势最高
D.电子从O点射出至运动到b点过程中,其电势能增加
解析:从坐标原点O向纸面内各个方向以等大的速率射出电子,可以到达圆周上任意一点,而到达b点的电子动能增加量最大,说明b、O两点间电势差最大,电场线与y轴平行,沿y轴负方向,所以b点电势最高,a点电势等于c点电势,故C正确,A、B错误;电子带负电,从O点射出至运动到b点过程中,电势升高,其电势能减小,故D错误。
答案:C
3.(2023·山东聊城一模)内陆盐矿中开采的氯化钠称为岩盐。如图所示,岩盐晶体结构中相邻的四个离子处于正方形的四个顶点,O点为正方形中心,A、B为两边中点,取无穷远处电势为0,关于这四个离子形成的电场,下列说法正确的是( )
A.O点电场强度不为0
B.O点电势不为0
C.A、B两点电场强度相等
D.A、B两点电势相等
解析:两等量正离子在O点的合电场强度为0,两等量负离子在O点的合电场强度也为0,则四个离子在O点的合电场强度为0,所以A错误;由于等量异种点电荷连线的中垂线为等势线,则A、O、B都在同一等势线上,电势都为0,所以B错误,D正确;A、B两点电场强度大小相等,方向相反,所以C错误。
答案:D
4.(多选)如图,∠M是锐角三角形PMN最大的内角,电荷量为q(q>0)的点电荷固定在P点。下列说法正确的是( )
A.沿MN边,从M点到N点,电场强度的大小逐渐增大
B.沿MN边,从M点到N点,电势先增大后减小
C.正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大
D.将正电荷从M点移动到N点,电场力所做的总功为负
解析:点电荷的电场以点电荷为中心,向四周呈放射状,如图所示,∠M是最大内角,所以PN>PM,根据点电荷的电场强度公式E=k(或者根据电场线的疏密程度)可知从M→N电场强度先增大后减小,A错误;电场线与等势面(图中虚线)处处垂直,沿电场线方向电势降低,所以从M→N电势先增大后减小,B正确;M、N两点的电势大小关系为φM>φN,根据电势能的公式Ep=qφ可知正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能,C正确;正电荷从M→N,电势能减小,电场力所做的总功为正功,D错误。
答案:BC
题型二 电容器的动态分析
5.如图,一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连,极板水平放置,在下极板上叠放一金属板,其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中。当把金属板从电容器中快速抽出后,下列说法正确的是( )
A.电容器的电容增大
B.电容器的带电荷量减小
C.P仍将静止
D.P向上运动
解析:金属板在电容器中会在金属板上下感应出正负电荷,等价于电容器的距离减小,抽出金属板,d变大,由电容决定式C=可知,电容器的电容减小,故A错误;依题意可知,电容器极板间电压不变,根据C=,当电容器的电容减小时,极板的带电荷量减小,故B正确;因为极板间电压不变,d增大,根据公式U=Ed,F=qE可知电场力减小,P向下运动,故C、D错误。
答案:B
题型三 电场中的图像问题
6.空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度E随x变化的图像如图所示,x1和-x1为x轴上对称的两点。下列说法正确的是( )
A.x1处电场强度大于-x1处电场强度
B.若电子从x1处由静止释放后向x轴负方向运动,到达-x1处时速度为零
C.电子在x1处的电势能大于在-x1处的电势能
D.