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[A组 基础达标练]
1.(2023·全国甲卷,18)在一些电子显示设备中,让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电场,可以使发散的电子束聚集.下列4幅图中带箭头的实线表示电场线,如果用虚线表示电子可能的运动轨迹,其中正确的是( )
解析:A [A.电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧,A正确;B.电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧,对电子受力分析有,可见与电场力的受力特点相互矛盾,B错误;C.电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧,对电子受力分析有,可见与电场力的受力特点相互矛盾,C错误;D.电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧,对电子受力分析有
可见与电场力的受力特点相互矛盾,D错误;故选A.]
2.(多选)(2023·全国乙卷,19)在O点处固定一个正点电荷,P点在O点右上方.从P点由静止释放一个带负电的小球,小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动,其一段轨迹如图所示.M、N是轨迹上的两点,OP>OM,OM=ON,则小球( )
A.在运动过程中,电势能先增加后减少
B.在P点的电势能大于在N点的电势能
C.在M点的机械能等于在N点的机械能
D.从M点运动到N点的过程中,电场力始终不做功
解析:BC [ABC.由题知,OP>OM,OM=ON,则根据点电荷的电势分布情况可知φM=φN>φP,则带负电的小球在运动过程中,电势能先减小后增大,且EpP>EpM=EpN,
则带负电的小球在M点的机械能等于在N点的机械能,A错误,B、C正确;D.从M点运动到N点的过程中,电场力先做正功后做负功,D错误.故选BC.]
3.(多选)(2023·安徽芜湖市高三期末)如图所示,一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连,两极板水平放置,下极板接地,极板间距为d,在上极板紧贴一厚度为l的金属板,其下部空间有一带电质点P静止在电容器中.当把金属板从电容器中快速抽出后,质点P开始运动,空气阻力不计,已知重力加速度为g.下列说法正确的是( )
A.抽出金属板后电容器所带电荷量增加
B.抽出金属板瞬间带电质点P的电势能增加
C.抽出金属板后带电质点P的加速度大小为g
D.抽出金属板后带电质点P的加速度大小为g
解析:BC [根据平行板电容器电容的决定式和定义式分别有C=和C=,抽出金属板后x增大,则C减小,而U不变,所以Q减小,故A错误;两金属板间电场强度大小为E=,抽出金属板瞬间,x增大,U不变,所以E减小,因为质点P所在位置到下极板的距离不变,且下极板的电势为零,所以质点P所在位置的电势降低,分析可知质点P带负电,所以其电势能增加,故B正确;设质点P的质量为m,抽出金属板前,根据平衡条件有q=mg,抽出金属板后设带电质点P的加速度大小为a,根据牛顿第二定律有mg-q=ma,联立可得a=g,故C正确,D错误.]
4.(2023·安徽芜湖市高三期末)如图所示,真空中两个等量同种正点电荷放置在M、N两点,MN连线上的中点为D,以MD为棱构成一个空间正方体,A、B、C是该正方体上三个顶点.则下列说法正确的是( )
A.A、C两点的电场强度相同
B.B、D两点的电势相等
C.将电子从C点沿CB方向射出,电子可能做匀速圆周运动
D.将电子从B点沿BC方向射出,电子可能做匀速圆周运动
解析:C [由对称性可知,A、C两点的电场强度大小相等,方向不同,选项A错误;因D点距离两正电荷比B点更近,可知D点的电势高于B点电势,选项B错误;电子在以D为圆心、以正方体棱长为半径的圆周上所受的静电力大小相等且都指向D点,则将电子从C点沿CB方向射出,因该方向与静电力方向垂直,若静电力提供电子所需的向心力,则电子可能做匀速圆周运动,选项C正确;因BC方向与电子在B点受的静电力方向不垂直,将电子从B点沿BC方向射出,则电子不可能做匀速圆周运动,选项D错误.]
5.(2023·山东省济南市期末测试)两个点电荷位于x轴上,在它们形成的电场中,若取无限远处的电势为零,则在x轴正半轴上各点的电势如图中曲线所示,当x→0时,电势φ→∞,当x→∞时,电势φ→0.电势为零的点的横坐标为x1,电势为最小值-φ0的点的横坐标为x2,根据图线提供的信息,下列判断正确的是( )
A.这两个点电荷一定是同种电荷
B.这两个点电荷一定是等量的异种电荷
C.在x1处的电场强度为零
D.在x2处的电场强度为零
解析:D [若这两个点电荷是同种电荷,则在x1处的电势不可能为零,因此这两个点电荷一定是异种电荷,选项A错误;当x→0时,电势φ→∞,可知在原点一定有正点电荷,负点电荷只能在x轴负半轴上,且负点电荷所带电荷量的绝对值一定大于正点电荷所带电荷量,可知这两个点电荷必定是不等量的异种电荷,选项B错误;根据电场强度与电势的关系可知E=,故在x2处的电场强度为零,在x1处的