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选择题专练(四) 电 场
1.(2022·四川宜宾二模)内陆盐矿中开采的氯化钠称为岩盐。如图,把岩盐晶体结构中相邻的四个离子放在圆弧的四个等分点,O点为圆心,A、B为两段圆弧的中点,且A、O、B在一条直线上,取无穷远处电势为零,下列说法正确的是( )
A.在A、O、B三点中,O点的电势最大
B.在A、O、B三点中,O点的电场强度最小
C.同一点电荷在A、B两点所受到的电场力相同
D.将一负点电荷从A点沿AOB直线移动到B点电势能增加
答案:B
解析:由对称性可知,A、O、B三点电势相等,均为零,则将一负点电荷从A点沿AOB直线移动到B点电势能不变,A、D错误;两个Cl-和两个Na+在O点的场强叠加后为零,则O点的电场强度为零,最小,B正确;A、B两点场强等大反向,则同一点电荷在A、B两点所受到的电场力等大反向,C错误。
2.如图所示,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点,a和b、b和c、c和d的距离均为R,在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷。已知b点处的电场强度为零,则d点处的电场强度大小为(静电力常量为k)( )
A.k B.k
C.k D.k
答案:C
解析:由题意,b点处的电场强度为零说明点电荷和圆盘在b点产生的电场强度等大反向,即圆盘在b点产生的电场强度大小为EQ=,故圆盘在距离为R的d点产生的电场强度大小也为EQ=,点电荷在d点产生的电场强度大小为Eq=,方向与圆盘在d点产生的电场强度方向相同,d点的合电场强度为二者之和,即E合=+=,C项正确。
3.如图所示,实线为方向未知的三条电场线,虚线1、2、3分别为三条等势线,三条等势线与其中一条电场线的交点依次为M、N、Q点,已知MN=NQ,电荷量相等的a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出,仅在电场力作用下,两粒子的运动轨迹如图中虚线a′、b′所示,则( )
A.a粒子一定带正电,b粒子一定带负电
B.MN两点电势差|UMN|等于NQ两点电势差|UNQ|
C.a粒子的加速度逐渐增大,b粒子的加速度逐渐减小
D.a粒子从出发到等势线3过程的动能变化量比b粒子从出发到等势线1过程的动能变化量小
答案:D
解析:由题图可知,a粒子的轨迹方向向右弯曲,a粒子所受电场力方向向右,b粒子的轨迹向左弯曲,b粒子所受电场力方向向左,由于电场线方向未知,无法判断粒子的电性,故A错误;由题可知,a所受电场力逐渐减小,加速度减小,b所受电场力增大,加速度增大,故C错误;已知MN=NQ,由于MN段场强大于NQ段场强,所以MN两点电势差|UMN|大于NQ两点电势差|UNQ|,故B错误;根据电场力做功公式W=qU,|UMN|>|UNQ|,a粒子从等势线2到3电场力做的功小于b粒子从等势线2到1电场力做的功,所以a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小,故D正确。
4.(2023·广东省普宁适应性质检)1909~1913年,密立根用油滴实验测得了电子电量的精确数值。如图所示,当油滴喷出时,因与喷雾器摩擦而带负电,油滴通过小孔进入平行板电容器A、B之间,调节两板间的电压,让油滴缓慢匀速下落,并测定油滴直径等相关物理量,可推算出该油滴的电荷量,不计油滴间相互作用。下列相关说法正确的是( )
A.油滴由于失去正电荷而带负电
B.若仅增大A、B间电压,油滴将加速下落
C.若仅增大A、B间距离,油滴将减速下落
D.若在A、B间同时悬停着两颗油滴,则直径大的带电量一定大
答案:D
解析:油滴与喷雾器摩擦得到电子从而带负电荷,A错误;由于液滴带负电,受电场力向上,若仅增大A、B间电压,油滴将加速上升,B错误;若仅增大A、B间距离,电压不变,根据E=,可知电场强度减小,电场力小于重力,油滴将加速下落,C错误;若在A、B间同时悬停着两颗油滴,直径大的质量一定大,根据mg=Eq,可知质量大的带电量一定大,因此半径大的带电量一定大,D正确。
5.在某电场中,沿x轴上的电势分布如图所示,由图可以判断( )
A.x=2 m处电场强度一定为零
B.沿x轴正方向,电场强度先增大后减小
C.x=2 m处电场方向一定沿x轴正方向
D.某负电荷沿x轴正方向移动,电势能始终增大
答案:D
解析:φ -x图象的斜率表示电场强度,则知x=2 m处的电场强度不为零,A错误;由斜率可以看出,从0到3 m,图象的斜率先减小后增大,则电场强度先减小后增大,B错误;从0到x=3 m处电势不断降低,但x=2 m点的电场方向不一定沿x轴正方向,C错误;沿x轴正方向电势降低,某负电荷沿x轴正方向移动,受力的方向始终指向x轴的负方向,电场力做负功,电势能始终增大,D正确。
6.(2023·湖南省衡阳市二模)匀强电场中有一与电场方向平行的扇形