4 选择题专练(4) 电场-【金版新学案】2024高考物理大二轮专题复习与测试（新教材，B版）

选择题专练(四)　电场 1．(2023·福建泉州质检)心脏骤停最有效的抢救方式是尽早通过AED自动除颤机给予及时治疗。如图所示，某型号AED模拟治疗仪器内有一电容为15 μF的电容器，某次使用过程中，该电容器在10 s内充电至5 000 V电压，之后在3 ms时间内完成放电，则(　　) A．电容器充电后所带的电荷量为75 C B．电容器充电过程中电容一直增大 C．电容器放电过程中放电电流一直增大 D．电容器放电过程中平均电流为25 A 答案：D 解析：电容器充电后的电量为Q＝CU＝15×10-6×5×103 C＝0.075 C，故A错误；电容器的电容是电容器本身的性质，与电容器的带电量无关，充电过程中电容不变，故B错误；电容器放电过程中放电电流一直减小，故C错误；电容器放电过程的平均电流为I＝＝ A＝25 A，故D正确。 2．(2023·江苏苏州二模)2022年北京冬奥会开幕式上，由一朵朵代表各个参赛国家的“小雪花”组成一朵“大雪花”后，奥运圣火在其中央点燃，如图甲所示，让全世界惊叹。某同学发现每朵“小雪花”的基本形状如图乙所示，并利用绝缘弧形细条摆成模型，若其左右分别均匀分布着等量异种电荷。a、b、c、d四点均位于对称轴上，且它们与中心点的距离均相等。则(　　) A．ab两点电势差Uab大于bc两点电势差Ubc B．a、c两点的电势相等 C．b、d两点的场强相等 D．正的试探电荷从b点到d点电势能增加 答案：C 解析：根据对称性可知Uab＝Ubc，故A错误；沿着电场线方向电势降低，靠近正电荷附近的电势高，则a的电势比c的电势高，故B错误；根据对称性可知，b、d两点的场强相等，故C正确；根据对称性可知，b、d两点电势相等，正的试探电荷从b点到d点电场力不做功，电势能不变，故D错误。故选C。 3．(多选)(2023·深圳第二次调研)范德格拉夫静电加速器结构如图所示，其工作原理是先通过传送带将正电荷传送到金属球壳(电荷在金属球壳均匀分布)，使金属球与地面间产生几百万伏的高压，然后利用高压给绝缘管中的带电粒子加速。在加速管顶端A点无初速度释放一带电粒子，粒子经过B、C两点到达管底(B为AC中点)。不计粒子重力，仅考虑球壳产生电场的影响，下列说法正确的是(　　) A．B点电势比C点电势高 B．粒子从B点到C点的过程中电势能增大 C．粒子在B点的加速度大于在C点的加速度 D．粒子在AB与BC间的动能变化量相同 答案：AC 解析：根据题意可知，电场方向由A→C，沿电场线方向电势降低可知，B点电势比C点电势高，故A正确；粒子从静止开始运动，电场力做正功，则电势能减小，故B错误；根据题意可知，B点附近的电场强度大于C点的电场强度，则粒子在B点的加速度大于在C点的加速度，故C正确；根据题意可知，在AB间电场强度的平均值大于BC间电场强度的平均值，则由动能定理可知，粒子在AB间的动能变化量比BC间的动能变化量大，故D错误。故选BC。 4．(2023·浙江温州高三二模)如图甲为粒子直线加速器原理图，它由多个横截面积相同的同轴金属圆筒依次组成，序号为奇数的圆筒与序号为偶数的圆筒分别和交变电源相连，交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。在t＝0时，奇数圆筒比偶数圆筒电势高，此时和偶数圆筒相连的金属圆板(序号为0)的中央有一自由电子由静止开始在各间隙中不断加速。若电子的质量为m，电荷量为e，交变电源的电压为U，周期为T。不考虑电子的重力和相对论效应，忽略电子通过圆筒间隙的时间。下列说法正确的是(　　) A．电子在圆筒中也做加速直线运动 B．电子离开圆筒1时的速度为2 C．第n个圆筒的长度应满足Ln＝T D．保持加速器筒长不变，若要加速比荷更大的粒子，则要调大交变电压的周期 答案：C 解析：由于金属圆筒处于静电平衡状态，圆筒内部场强为零，则电子在金属圆筒中做匀速直线运动，故A错误；电子在金属圆板与圆筒1之间运动时，由动能定理得eU＝mv2，又电子在圆筒中做匀速直线运动，所以电子离开圆筒1时的速度为v＝，故B错误；电子从金属圆筒出来后要继续做加速运动，在金属圆筒中的运动时间为交变电源周期的一半，即，电子在圆筒中做匀速直线运动，所以第n个圆筒长度为Ln＝vn·＝ ＝T，故C正确；由C项分析可知，保持加速器筒长不变，若要加速比荷更大的粒子，则要调小交变电压的周期，故D错误。故选C。 5．(2023·浙江诸暨高三二模)如图为某静电除尘装置的简化原理图。矩形通道的上下两平行金属板长为L，间距为d，后面板为绝缘材料，分布均匀的带负电的尘埃质量为m、电荷量为q、以水平速度v进入通道，单位时间内进入通道的带电尘埃数为n。已知两金属极板之间的电压恒为U＝，带电尘埃碰到极板立即被收集中和，不计尘埃重力及尘埃间的相互作用，下列说法正确的是(　　) A．带电尘埃被收集到下