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“四翼”检测评价(六) 电场能的性质
组—重基础·体现综合
1.一个带正电的质点所带的电荷量q=2.0×10-9 C,在静电场中由a点移到b点,在这个过程中,除静电力外,其他力做正功为6.0×10-5 J,质点的动能增加了8.0×10-5 J,则a、b两点间的电势差为( )
A.3×104 V B.1×104 V
C.4×104 V D.7×104 V
解析:选B 由动能定理,WF+qUab=ΔEk,则Uab=1×104 V,选项B正确。
2.如图所示,在两等量异种点电荷的电场中,MN为两点电荷连线的中垂线,a、b、c三点所在直线平行于两点电荷的连线,且a与c两点关于MN对称,b点位于MN上,d点位于两点电荷的连线上,以下判断正确的是( )
A.b点电场强度大于d点电场强度
B.b点电势高于d点电势
C.试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能
D.a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差
解析:选D 在两等量异种点电荷的连线上,中间点电场强度最小;在两等量异种点电荷连线的中垂线上,中间点电场强度最大,所以b点电场强度小于d点电场强度,A错误;等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线,与在两等量异种点电荷连线上的点相比较,d点的电势要高,所以d点电势高于b点电势,B错误;因a点的电势高于c点的电势,故试探电荷+q在a点的电势能大于在c点的电势能,C错误;由对称性可知,a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差,D正确。
3.如图所示,两个相同的绝缘细圆环带有等量正电荷,电荷在圆环上的分布是均匀的,两圆环相隔一定距离同轴平行固定放置,B、D分别为两环圆心,C为BD中点。一带负电的粒子从很远处沿轴线向下依次穿过两环,若粒子只受电场力作用,则在粒子运动过程中下列说法正确的是( )
A.粒子经过B点时加速度为零
B.粒子经过B点和C点时动能相等
C.粒子从A到C的过程中,电势能一直增大
D.粒子从B到D的过程中,电场力做的总功为0
解析:选D 两个相同的绝缘细圆环带有等量正电荷,电荷在圆环上的分布是均匀的,所以两个圆环产生的电场关于C点是对称的,结合矢量合成的方法可得,C点的合场强为零,带负电的粒子在B点受到的电场力的方向向下,加速度不为零,故A错误;由于两个圆环产生的电场关于C点是对称的,所以粒子从B到C电场力做功的绝对值与粒子从C到D电场力做功的绝对值大小相等,总功等于零,所以粒子经过B点与经过D点时的动能相等,故D正确,B错误;粒子从A到B的过程中,受到的电场力的方向向下,电场力做正功,电势能减小,故C错误。
4.如图所示为一个点电极A与平板电极B 接入电源时的空间电场分布图,C为A到B垂线的中点,D、E为同在A、B 垂线上的两点,DC=CE,F、G处在DE的中垂线上,FC=CG,下列说法正确的是( )
A.A 电极的带电量小于B电极的带电量
B.F点的电场强度大于C点的电场强度
C.DC两点间电势差小于CE 两点间电势差
D.电子从F 点沿直线移动到G点,电场力先做正功,后做负功
解析:选D 由题意可得,AB分别接在电源两极,则带上等量的异种电荷,故A错误;由电场线的疏密表示电场强度的大小,从题图可知,F点的电场强度小于C点的电场强度,故B错误;虽然DC=CE,但从D到E,电场强度逐渐变小,则DC两点间电势差大于CE两点间电势差,故C错误;电子受到电场力的方向与该点切线方向相反,则电子从F 点沿直线移动到G点,电场力先做正功,后做负功,故D正确。
5.(多选)如图甲所示,真空中有一半径为R、电荷量为+Q的均匀带电球体,以球心为坐标原点,沿半径方向建立x轴。理论分析表明,x轴上各点的场强随x变化的关系如图乙所示,则( )
A.c点处的场强和a点处的场强大小相等、方向相同
B.球内部的电场为匀强电场
C.a、c两点处的电势相等
D.假设将一个带正电的试探电荷沿x轴移动,则从a点处移动到c点处的过程中,电场力一直做正功
解析:选AD 根据题图乙所示的x轴上各点的电场强度随x变化的关系知c点处场强和a点处场强大小相等、方向相同,球内部的电场为非匀强电场,选项A正确,选项B错误;沿电场线方向电势逐渐降低,由题图乙易判断a点的电势大于c点的电势,选项C错误;假设将一个带正电的试探电荷沿x轴移动,电场力与运动方向相同,电场力一直做正功,选项D正确。
6.(2022·广东1月学考)如图所示,在阴极射线管的阴、阳两极间加上电压U,电子电量为-e,电子从阴极出发,到达阳极时( )
A.动能不变 B.动能减少了eU
C.电势能减少了eU D.电势能增加了eU
解析:选C 因为电子从阴极出发到达阳极过程中,电场力做功为W=eU,即电场力做正功,则电势能减少,动能增加,且电势能减少了eU,动能增加了eU