内容正文:
专题10 静电场中的能量
考点01:电势 电势能
1.(2024·江苏)如图所示虚线、、是电场中一组等电势差的等势线,实线是正点电荷仅在电场力作用下的运动轨迹,、是轨迹上的两点,则下列说法正确的是( )
A.等势线的电势比等势线的电势低
B.点电荷在点的速率一定比它在点的大
C.点电荷在点的加速度大小一定比它在点的大
D.点电荷一定是从点运动到点的
【答案】C
【详解】A.由于点电荷做曲线运动,电场力必然指向轨迹弯曲的内侧,点电荷带正电,电场强度方向与指向轨迹弯曲的内侧,根据沿电场线方向电势降低,可知等势线的电势比等势线的电势高,故A错误;
B.由电势能,a等势线的电势比等势线的电势高,故正点电荷在点电势能大于点电势能,由于仅受电场力作用,故电势能和动能之和不变,所以在点动能小,速度小,在点的速率一定比它在点的小,故B错误;
C.等差等势面密集的区域电场强度大,电场力就大,加速度大小也大,故点电荷在点的加速度大小一定比它在点的大,故C正确;
D.由题目条件无法判断电荷是由向还是由向运动,故D错误。
故选C。
2.(2022·江苏)如图所示,纸面内水平向右的匀强电场中有、、三点,且、连线垂直电场,则三点的电势( )
A.点最低 B.点最高 C.点最高 D.两点相等
【答案】D
【详解】沿电场线方向电势降低,等势线垂直于电场线,故匀强电场中a、b、c三点的电势中a点最高,b、c两点相等。
故选D。
3.(2021·江苏)粒子加速器可以使带电粒子获得高能量,当带电粒子经过加速器的电场时,电场力一直对它做正功,则粒子在电场中的电势能( )
A.减小 B.增大 C.保持不变 D.先增大后减小
【答案】A
【详解】电场力一直对它做正功,则粒子在电场中的电势能一直减小,故A正确,BCD错误。
故选A。
4.(2023·江苏)天气干燥的时候脱衣服,有时会看到火花,并伴有“噼啪”的声音,这是因为( )
A.人体本身带电 B.空气带电,通过衣服放电
C.衣服由于摩擦而产生了静电 D.以上说法均不对
【答案】C
【详解】因为衣服之间的相互摩擦,产生了静电,通过干燥的空气放电而产生电火花。
故选C。
5.(2024·江苏)如图所示,在匀强电场中,A、B为同一条电场线上的两点。已知电场强度E=2.0×104 N/C,A、B 两点间的距离d=0.20 m。将电荷量q=+1.0 ×10-8 C的试探电荷由A点移到B点。在此过程中静电力对试探电荷所做的功W= 。
【答案】4×10-5 J
【详解】由F=Eq,得F=2.0×10-4 N,由W=Fd,得W=2.0×10-4 ×0.20 J=4×10-5 J
6.(2023·江苏)如图所示,a、b是匀强电场中的两点,把电子从a点移到b点,电子的电势能将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】增大
【详解】电子所受电场力与电场强度方向相反,从a点移到b点,电场力做负功,电子的电势能将增大。
7.(2023·江苏)在电场中移动电荷时,电场力所做的功与电荷的运动路径 (选填“有关”或“无关”)。
【答案】无关
【详解】在电场中移动电荷时,电场力所做的功与电荷量和电势差有关,与运动路径无关。
考点02:电势差
1.(2019·江苏)对公式U =Ed的理解,下列说法正确的是
A.在相同的距离上的两点,电势差大的其场强也必定大
B.匀强电场中,沿着电场线方向相等的距离上的电势降落必定相等
C.此公式适用于所有电场
D.公式中的 d 是任意两点间的距离
【答案】B
【详解】A.在相同距离上的两点,电势差大,场强不一定大。若两点沿电场线方向相同距离上的两点,电势差大的其场强才必定大。故A错误。
B.匀强电场中,沿着电场线方向相等的距离上的电势降落必定相等,选项B正确;
C.此公式只适用于匀强电场,选项C错误;
D.公式中的 d 是沿电场线方向的距离,选项D错误;
故选B.
2.(2022·江苏)如图所示,、是匀强电场中同一条电场线上的两点,则下列说法正确的是( )
A.点的场强小于点的场强
B.点的场强大于点的场强
C.点电势低于点电势
D.点电势高于点电势
【答案】D
【详解】AB.匀强电场中场强处处相同,则知、两点场强相等,故AB错误。
CD.顺着电场线方向电势逐渐降低,则知点电势高于点电势,故C错误,D正确。
故选:D。
3.(2023·江苏)电场中沿着电场线方向电势逐渐 (选填“升高”或“降低”)。
【答案】降低
【详解】电势沿着电场线方向逐渐降低。
考点03:电容 电容器
1.(2022·江苏)有一个已充电的电容器,两极板之间的电压为,所带电荷量为,此电容器的电容是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据电容定义式可得
故选A。
2.(2021·江苏)心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种心脏除颤器如图所示,它通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电,让一部分电荷通过心脏,使心脏完全停止跳动,再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。电容器在放电时,它的电容( )
A.减小 B.增大 C.保持不变 D.无法确定
【答案】C
【详解】电容器电容由本身结构决定,与带电量无关,所以电容器在放电时,它的电容保持不变,故C正确ABD错误。
故选C。
3.(2017·江苏)真空中一匀强电场中有一质量为0.01g,电荷量为-1×10-8C的尘埃沿水平方向向右做匀速直线运动,取g=10m/s2,如果考虑尘埃的重力,则( )
A.场强方向水平向左 B.场强方向水平向右
C.场强方向竖直向上 D.场强的方向竖直向下
【答案】D
【详解】尘埃在匀强电场中沿水平方向向右做匀速直线运动,受到的电场力与重力平衡,且根据平衡条件得,则电场力方向竖直向上,而尘埃带负电,所以电场强度方向竖直向下。
故选D。
4.(2023·江苏)如图所示的电路,当开关与a相连时,通过灵敏电流表G的电流方向 (选填“向左”或“向右”)。
【答案】向右
【详解】当开关与a相连时,电容器充电,故电流方向向右。
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专题10 静电场中的能量
考点01:电势 电势能
1.(2024·江苏)如图所示虚线、、是电场中一组等电势差的等势线,实线是正点电荷仅在电场力作用下的运动轨迹,、是轨迹上的两点,则下列说法正确的是( )
A.等势线的电势比等势线的电势低
B.点电荷在点的速率一定比它在点的大
C.点电荷在点的加速度大小一定比它在点的大
D.点电荷一定是从点运动到点的
2.(2022·江苏)如图所示,纸面内水平向右的匀强电场中有、、三点,且、连线垂直电场,则三点的电势( )
A.点最低 B.点最高 C.点最高 D.两点相等
3.(2021·江苏)粒子加速器可以使带电粒子获得高能量,当带电粒子经过加速器的电场时,电场力一直对它做正功,则粒子在电场中的电势能( )
A.减小 B.增大 C.保持不变 D.先增大后减小
4.(2023·江苏)天气干燥的时候脱衣服,有时会看到火花,并伴有“噼啪”的声音,这是因为( )
A.人体本身带电 B.空气带电,通过衣服放电
C.衣服由于摩擦而产生了静电 D.以上说法均不对
5.(2024·江苏)如图所示,在匀强电场中,A、B为同一条电场线上的两点。已知电场强度E=2.0×104 N/C,A、B 两点间的距离d=0.20 m。将电荷量q=+1.0 ×10-8 C的试探电荷由A点移到B点。在此过程中静电力对试探电荷所做的功W= 。
6.(2023·江苏)如图所示,a、b是匀强电场中的两点,把电子从a点移到b点,电子的电势能将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
7.(2023·江苏)在电场中移动电荷时,电场力所做的功与电荷的运动路径 (选填“有关”或“无关”)。
考点02:电势差
1.(2019·江苏)对公式U =Ed的理解,下列说法正确的是
A.在相同的距离上的两点,电势差大的其场强也必定大
B.匀强电场中,沿着电场线方向相等的距离上的电势降落必定相等
C.此公式适用于所有电场
D.公式中的 d 是任意两点间的距离
2.(2022·江苏)如图所示,、是匀强电场中同一条电场线上的两点,则下列说法正确的是( )
A.点的场强小于点的场强
B.点的场强大于点的场强
C.点电势低于点电势
D.点电势高于点电势
3.(2023·江苏)电场中沿着电场线方向电势逐渐 (选填“升高”或“降低”)。
考点03:电容 电容器
1.(2022·江苏)有一个已充电的电容器,两极板之间的电压为,所带电荷量为,此电容器的电容是( )
A. B. C. D.
2.(2021·江苏)心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种心脏除颤器如图所示,它通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电,让一部分电荷通过心脏,使心脏完全停止跳动,再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。电容器在放电时,它的电容( )
A.减小 B.增大 C.保持不变 D.无法确定
3.(2017·江苏)真空中一匀强电场中有一质量为0.01g,电荷量为-1×10-8C的尘埃沿水平方向向右做匀速直线运动,取g=10m/s2,如果考虑尘埃的重力,则( )
A.场强方向水平向左 B.场强方向水平向右
C.场强方向竖直向上 D.场强的方向竖直向下
4.(2023·江苏)如图所示的电路,当开关与a相连时,通过灵敏电流表G的电流方向 (选填“向左”或“向右”)。
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