内容正文:
8.5电势差和等势面
满分:75
班级:
姓名:
考号:
一、单选题(共13小题,共52分)
1.在点电荷Q产生的电场中,将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点,虚线为等势线,
取无穷远处为零电势点。若将q1、q2移动到无穷远的过程中克服静电力做功相等,则下列说法正确的是
02
(4分)
A.点电荷Q带正电
B.A点电势高于B点电势
C.q1电荷量等于q2电荷量
D.q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能
2.如图所示,0、A、B、C为一粗糙绝缘水平面上的四点,不计空气阻力,一个电荷量为
Q的点电荷固定在0点,现有一块质量为m、电荷量为-q的小金属块(可视为质点),
从A点由静止释放沿OA连线向右运动,到B点时速度最大,其值为vm,小金属块最后停在C点。
己知小金属块与水平面间的动摩擦因数为μ、AB间距离为L、静电力常量为k,则()
(4分)
7777777777777777777777777777
A
B
C
A.0B间的距离为/
kQq
umg
B.从B点到C点的过程中,小金属块的动能全部转化为电势能
C.从A点到C点的过程中,小金属块的电势能先增大后减小
D.在点电荷-Q形成的电场中,A,B两点间的电势差U
2μmgL+mv
m
AB
2q
3.在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点.其中a、b两点电场强度大小相等、
方向相同且电势相等的是(
(4分)
甲
A.甲图中与点电荷等距的a、b两点
B.乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C.丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
D.丁图中非匀强电场中的a、b两点
4.如图所示,在两等量异号点电荷的电场中,MN为两电荷连线的中垂线,ā、b、
c三点所在直线平行于两电荷的连线,且a、c关于MMN对称,b点位于MN上,d点位于两电荷的连线上。
下列判断正确的是(
)
M
-g----
(4分)
⊙4
A.a、c两点电势相等
B.b点电场强度大于d点电场强度
C.a、b、c三点电场强度方向一致
D.a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差
5.关于静电场,下列说法正确的是()
(4分)
A.在电场中某点的电势为0,则该点的电场强度一定为0
B.电荷在电场中电势高的地方电势能大,在电势低的地方电势能小
C.正电荷从电势高的地方运动到电势低的地方,电势能一定减少
D.根据公式U=Ed,可知在匀强电场中两点间的距离越大,电势差就越大
6.如图所示,一圆环上均匀分布着正电荷x轴垂直于环面且过圆心0。
下列关于x轴上的电场强度和电势的说法正确的是()
Q
(4分)
A.0点的电场强度为0,电势最高
B.0点的电场强度为0,电势最低
C.从0点沿x轴正方向,电场强度减小,电势升高
D.从0点沿x轴负方向,电场强度增大,电势降低
7.某小山坡的等高线如图,M表示山顶,A、B是同一等高线上两点,MA、B分别是沿左、
右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下,不考虑阻力,则()
(4分)
00
10
20
B
A.小球沿MA运动的加速度比沿MB的大
B.小球分别运动到A、B点时速度大小不同
C.若把等高线看成某静电场的等势线,则A点电场强度比B点大
D.若把等高线看成某静电场的等势线,则右侧电势比左侧降落得快
8.某介电电泳实验使用非匀强电场,该电场的等势线分布如图所示。a、b、c、
d四点分别位于电势为-2V、-1V、1V、2V的等势线上,则()
-2V
a
OV
(4分)
2y.
c.IV.…
A.a、b、c、d中a点电场强度最小
B.a、b、c、d中d点电场强度最大
C.一个电子从b点移动到c点电场力做功为2eV
D.一个电子从a点移动到d点电势能增加了4eV
9.如图所示,三个同心圆是点电荷Q周围的三个等势面,A、B、C分别是同一条电场线与等势面的交点,
且满足|AB=|BC,已知UaC=-12V。现有一电子,从C点沿图中方向射入电场,初动能为12eV,则
(
B
(4分)
A.UBA=6V
B.UBA>6V
C.电子的动能一直增加
D.电子能运动到A所在的等势面
10.取无限远处电势为0,不等量异种电荷附近,存在一个电势为0的等势球面。如图所示,
两点电荷Q1和Q2分别位于x轴上的x1和x2处,B点为两点电荷连线中点,
以x轴上A点为圆心的虚线圆上各点的电势均为0,B点的电势Φ.>0。下列说法正确的是()
Q
→x(4分)
x2
A.Q1带负电,Q2带正电,Q1所带电荷量大于Q2所带电荷量
B.虚线圆上各点的电场强度大小相等,方向均沿半径指向圆心A
C.若仅减小Q所带电荷量,则虚线圆的半径将减小
D.若仅增大Q2所带电荷量,则虚线圆圆心A的位置将远离Q1
11.如图所示,边长为L的正四面体ABCD的中心为0,A、B两点分别固定等量异种点电荷-q、+q。
已知0点到A、B的距离均为V6L,下列说法正确的是()
4
0°
(4分)
A.C、D两点电场强度大小相等,方向不同
16v6 kg
B.0点场强大小为
9%3
C.C点电势小于D点电势
D.将一试探电荷+Q从C点沿直线移到D点,电势能先增大后减小
12.如图所示的直角梯形ABCD,其中AB=BC=√3cm,∠A=60°,
整个空间存在平行于梯形平面的匀强电场,A、B、D三点的电势分别为ΦA18V、中B=6V、中DOV。
下列说法正确的是(
B
C
(4分)
A-.....---.--..........D
A.电场方向由A指向D
B.C点的电势为-6V
C.B、C中点的电势为-6V
D.电场强度的大小为400/3Vm
13.如图所示为某静电纺纱工艺中的电场分布示意图,虚线是电场线,
实线是某试探电荷只在电场力作用下从A点运动到B点的轨迹,则下列判断正确的是()
B
电源
(4分)
A.该试探电荷带正电
B.试探电荷在A点的加速度大于在B点的加速度
C.试探电荷在A点的速度大于在B,点的速度
D.A点的电势高于B点的电势
二、多选题(共2小题,共12分)
14.一匀强电场的方向平行于x0y平面,平面内A点和B点的位置如图所示。电荷量为+q、-q和
+2q的三个试探电荷先后分别置于0点、A点和B点时,电势能均为E。(E,>0)。下列说法正确的是
(
y↑
…B(d,
(6分)
6
A(d,0)z
A.0A中点的电势为零
B.电场的方向与x轴正方向成60°角
C.电场强度的大小为
Ep
qd
2V2 E
D.电场强度的大小为
qd
15.如图所示,在xOy平面有匀强电场,一群质子(不计重力)从P点出发,可以到达圆O
上任一个位置,比较圆上这些位置,发现到达圆与X轴正半轴的交点A时,动能增加量最大。
已知圆的半径为R,∠PAO=37°,PP'垂直于X轴,电场强度的大小为E,A点电势为零,
sin37°=0.6,cos37°=0.8。则下列说法正确的是()
(6分)
A.电场强度的方向沿PA方向
B.P和P'是等势点
C.P点的电势比B点高
32ER
D.P、A间的电势差为
25
三、计算题(组)(共1小题,共11分)
16.带电粒子绕着带电量为+Q的源电荷做轨迹为椭圆的曲线运动,源电荷固定在椭圆左焦点F上,
带电粒子电量为-g:已知椭圆焦距为c,半长轴为a,电势计算公式为0=但
r
带电粒子速度的平方与其到电荷的距离的倒数满足如图关系。
B
(11分)
2a
(1)求在椭圆轨道半短轴顶点B的电势:
(3分)
(2)求带电粒子从A到B的运动过程中,电场力对带电粒子做的功:
(4分)
(3)用推理论证带电粒子动能与电势能之和是否守恒;若守恒,求其动能与电势能之和:
若不守恒,说明理由。(4分)
8.5电势差和等势面
满分:75
班级:________ 姓名:________ 成绩:________
一、单选题(共13小题,共52分)
1. 在点电荷Q产生的电场中,将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点,虚线为等势线,取无穷远处为零电势点。若将q1、q2移动到无穷远的过程中克服静电力做功相等,则下列说法正确的是( )
(4分)
· A.点电荷Q带正电 B.A点电势高于B点电势
· C.q1电荷量等于q2电荷量 D.q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能
1. 如图所示,O、A、B、C为一粗糙绝缘水平面上的四点,不计空气阻力,一个电荷量为-Q的点电荷固定在O点,现有一块质量为m、电荷量为-q的小金属块(可视为质点),从A点由静止释放沿OA连线向右运动,到B点时速度最大,其值为vm,小金属块最后停在C点。已知小金属块与水平面间的动摩擦因数为μ、AB间距离为L、静电力常量为k,则( )
(4分)
· A.OB间的距离为
· B.从B点到C点的过程中,小金属块的动能全部转化为电势能
· C.从A点到C点的过程中,小金属块的电势能先增大后减小
· D.在点电荷-Q形成的电场中,A,B两点间的电势差
1. 在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b 两点.其中a、b 两点电场强度大小相等、方向相同且电势相等的是( )
(4分)
· A.甲图中与点电荷等距的a、b 两点
· B.乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b 两点
· C.丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b 两点
· D.丁图中非匀强电场中的a、b 两点
1. 如图所示,在两等量异号点电荷的电场中,MN为两电荷连线的中垂线,a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线,且a、c关于MN对称,b点位于MN上,d点位于两电荷的连线上。下列判断正确的是( )
(4分)
· A.a、c两点电势相等
· B.b点电场强度大于d点电场强度
· C.a、b、c三点电场强度方向一致
· D.a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差
1. 关于静电场,下列说法正确的是( )(4分)
· A.在电场中某点的电势为0,则该点的电场强度一定为0
· B.电荷在电场中电势高的地方电势能大,在电势低的地方电势能小
· C.正电荷从电势高的地方运动到电势低的地方,电势能一定减少
· D.根据公式U=Ed,可知在匀强电场中两点间的距离越大,电势差就越大
1. 如图所示,一圆环上均匀分布着正电荷x轴垂直于环面且过圆心O。下列关于x轴上的电场强度和电势的说法正确的是( )
(4分)
· A.O点的电场强度为0,电势最高
· B.O点的电场强度为0,电势最低
· C.从O点沿x轴正方向,电场强度减小,电势升高
· D.从O点沿x轴负方向,电场强度增大,电势降低
1. 某小山坡的等高线如图,M表示山顶,A、B是同一等高线上两点,MA、MB分别是沿左、右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下,不考虑阻力,则( )
(4分)
· A.小球沿MA运动的加速度比沿MB的大
· B.小球分别运动到A、B点时速度大小不同
· C.若把等高线看成某静电场的等势线,则A点电场强度比B点大
· D.若把等高线看成某静电场的等势线,则右侧电势比左侧降落得快
1. 某介电电泳实验使用非匀强电场,该电场的等势线分布如图所示。a、b、c、d四点分别位于电势为-2V、-1V、1V、2V的等势线上,则( )
(4分)
· A.a、b、c、d中a点电场强度最小
· B.a、b、c、d中d点电场强度最大
· C.一个电子从b点移动到c点电场力做功为2eV
· D.一个电子从a点移动到d点电势能增加了4eV
1. 如图所示,三个同心圆是点电荷Q周围的三个等势面,A、B、C分别是同一条电场线与等势面的交点,且满足|AB|=|BC|,已知UAC=-12V。现有一电子,从C点沿图中方向射入电场,初动能为12eV,则( )
(4分)
· A.UBA=6V B.UBA>6V
· C.电子的动能一直增加 D.电子能运动到A所在的等势面
1. 取无限远处电势为0,不等量异种电荷附近,存在一个电势为0的等势球面。如图所示,两点电荷Q1和Q2分别位于x轴上的x1和x2处,B点为两点电荷连线中点,以x轴上A点为圆心的虚线圆上各点的电势均为0,B点的电势φB>0。下列说法正确的是( )
(4分)
· A.Q1带负电,Q2带正电,Q1所带电荷量大于Q2所带电荷量
· B.虚线圆上各点的电场强度大小相等,方向均沿半径指向圆心A
· C.若仅减小Q1所带电荷量,则虚线圆的半径将减小
· D.若仅增大Q2所带电荷量,则虚线圆圆心A的位置将远离Q1
1. 如图所示,边长为L的正四面体ABCD的中心为O,A、B两点分别固定等量异种点电荷-q、+q。已知O点到A、B的距离均为L,下列说法正确的是( )
(4分)
· A.C、D两点电场强度大小相等,方向不同
· B.O点场强大小为
· C.C点电势小于D点电势
· D.将一试探电荷+Q从C点沿直线移到D点,电势能先增大后减小
1. 如图所示的直角梯形ABCD,其中AB=BC=cm,∠A=60°,整个空间存在平行于梯形平面的匀强电场,A、B、D三点的电势分别为φA=18V、φB=6V、φD=0V。下列说法正确的是( )
(4分)
· A.电场方向由A指向D B.C点的电势为-6V
· C.B、C中点的电势为-6V D.电场强度的大小为
1. 如图所示为某静电纺纱工艺中的电场分布示意图,虚线是电场线,实线是某试探电荷只在电场力作用下从A点运动到B点的轨迹,则下列判断正确的是( )
(4分)
· A.该试探电荷带正电
· B.试探电荷在A点的加速度大于在B点的加速度
· C.试探电荷在A点的速度大于在B点的速度
· D.A点的电势高于B点的电势
二、多选题(共2小题,共12分)
1. 一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内A点和B点的位置如图所示。电荷量为+q、-q和+2q的三个试探电荷先后分别置于O点、A点和B点时,电势能均为Ep(Ep>0)。下列说法正确的是( )
(6分)
· A.OA中点的电势为零 B.电场的方向与x轴正方向成60°角
· C.电场强度的大小为 D.电场强度的大小为
1. 如图所示,在 平面有匀强电场,一群质子(不计重力)从 点出发,可以到达圆 上任一个位置,比较圆上这些位置,发现到达圆与 轴正半轴的交点 时,动能增加量最大。已知圆的半径为 ,, 垂直于 轴,电场强度的大小为 , 点电势为零,,。则下列说法正确的是( )
· (6分)
· A.电场强度的方向沿 方向 B. 和 是等势点
· C. 点的电势比 点高 D.、 间的电势差为
三、计算题(组)(共1小题,共11分)
1. 带电粒子绕着带电量为+Q的源电荷做轨迹为椭圆的曲线运动,源电荷固定在椭圆左焦点F上,带电粒子电量为-q;已知椭圆焦距为c,半长轴为a,电势计算公式为,带电粒子速度的平方与其到电荷的距离的倒数满足如图关系。
(11分)
· (1) 求在椭圆轨道半短轴顶点B的电势;(3分)
· (2) 求带电粒子从A到B的运动过程中,电场力对带电粒子做的功;(4分)
· (3) 用推理论证带电粒子动能与电势能之和是否守恒;若守恒,求其动能与电势能之和;若不守恒,说明理由。(4分)
第2页
第2页
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$8.5电势差和等势面
满分:75
班级:
姓名:
考号:
一、单选题(共13小题,共52分)
1.在点电荷Q产生的电场中,将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点,虚线为等势线,
取无穷远处为零电势点。若将q1、q2移动到无穷远的过程中克服静电力做功相等,则下列说法正确的是
B
(4分)
A.点电荷Q带正电
B.A点电势高于B点电势
C.q1电荷量等于q2电荷量
D.q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能
正确答案:D
答案解析:由WA∞=q1U4∞,W3∞=q2UB∞,由于Wa∞=WB∞,由图可知|Ua∞>UB∞,故有q1<
q2,C错误;由于WA=W<0,则有Ua<0,UB<0,根据电势高低有中A<中B<0,可见点电荷Q带负电,故
A,C错误;电荷在无穷远处的电势能为0,由于q1、q2移动到无穷远的过程中克服静电力做功相等,故q1
在A点的电势能等于q2在B点的电势能且均小于0,故D正确。
2.如图所示,0、A、B、C为一粗糙绝缘水平面上的四点,不计空气阻力,一个电荷量为
Q的点电荷固定在0点,现有一块质量为m、电荷量为-q的小金属块(可视为质点),
从A点由静止释放沿0A连线向右运动,到B点时速度最大,其值为Vm,小金属块最后停在C点。
已知小金属块与水平面间的动摩擦因数为μ、AB间距离为、静电力常量为k,则()
(4分)
7777777777777777777
A.0B间的距离为W
kQg
uimg
B.从B点到C点的过程中,小金属块的动能全部转化为电势能
C.从A点到C点的过程中,小金属块的电势能先增大后减小
D.在点电荷Q形成的电场中,A,B两点间的电势差UAB
2umgL +mv2
m
2q
正确答案:A
答案解析:由题意知,小金属块从A点到B点的过程中,金属块做加速运动,从B点到C点的过程中做减速
运动,在B点金属块所受的滑动摩擦力与静电斥力平衡,有umg=k9,得0B间的距离r=√
kQq
umg
故A正确;
从B点到C点的过程中,小金属块的动能和电势能全部转化为内能,故B错误:
小金属块从A点向C点运动的过程中,静电力一直做正功,电势能一直减小,故C错误;
小金属块从A点那点的过程中,由动能定理有-q心AB一mgL=m况-0,得A、B两点间的电势差
2
2μmgL+m
UAB=
m,故D错误。
2q
3.在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点.其中a、b两点电场强度大小相等、
方向相同且电势相等的是(
(4分)
甲
丙
A.甲图中与点电荷等距的a、b两点
B.乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C.丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
D.丁图中非匀强电场中的a、b两点
正确答案:B
答案解析:A、a、b两点处于同一等势线上,电势相等,电场强度大小相等,但方向不同。故A错误。
B、两等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线,则、b两点的电势相等,根据对称性和电场线的分布可
知,a、b两点的电场强度大小相等、方向相同。故B正确。
C、两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的、b两点,电势相等,电场强度大小相等,但方向
不同。故C错误。
D、电场线的疏密表示电场强度的大小,由图可知,ab两点的场强大小不同同时,a、b两点在同一条电场
线上,所以二者的电势也不同。故D错误。
故选:B。
4.如图所示,在两等量异号点电荷的电场中,MN为两电荷连线的中垂线,ā、b、
c三点所在直线平行于两电荷的连线,且a、c关于MN对称,b点位于MN上,d,点位于两电荷的连线上。
下列判断正确的是()
M
b
(4分)
⊙4
A.a、c两点电势相等
B.b点电场强度大于d点电场强度
C.a、b、c三点电场强度方向一致
D.a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差
正确答案:D
答案解析:基于对称性分析,0点的电场强度不为0,方向沿A0方向,故A错误:
A点电势最高,B、D两点其次,C点电势最低,故B错误;B、D两点等势,B、D两点的连线为等势线,故将
一试探电荷从B点移到D点,静电力做功为O,故C正确;
由于A点电势高于C点电势,故将一试探电荷从A点移到C点,静电力要做功,若是正试探电荷,静电力做
正功,反之则做负功,故D错误。
5.关于静电场,下列说法正确的是()
(4分)
A.在电场中某点的电势为0,则该点的电场强度一定为0
B.电荷在电场中电势高的地方电势能大,在电势低的地方电势能小
C.正电荷从电势高的地方运动到电势低的地方,电势能一定减少
D.根据公式U=Ed,可知在匀强电场中两点间的距离越大,电势差就越大
正确答案:C
答案解析:电场强度与电势之间没有必然的联系,在电场中某点的电势为0,该点的电场强度不一定为
0,故A错误;正电荷在电场中电势高的地方电势能大,反之负电荷在电势高的地方电势能小,故B错误;
正电荷从电势高的地方运动到电势低的地方,静电力做正功,电势能减小,故C正确:公式U=Ed中d是指
沿电场强度方向的两点间的距离,故D错误。
6.如图所示,一圆环上均匀分布着正电荷x轴垂直于环面且过圆心0。
下列关于x轴上的电场强度和电势的说法正确的是()
Q
(4分)
A.0点的电场强度为0,电势最高
B.0点的电场强度为0,电势最低
C.从0点沿x轴正方向,电场强度减小,电势升高
D.从0点沿x轴负方向,电场强度增大,电势降低
正确答案:A
答案解析:圆环上均匀分布着正电荷,可以将圆环等效为由很多正点电荷组成,同一条直径上的两端点
的点电荷的合电场强度类似于两个等量同号点电荷的合电场强度,故圆环中心0点的合电场强度一定为
0。x轴上在圆环右侧的合电场强度方向沿x轴向右,左侧的合电场强度方向沿x轴向左,电场强度的大小
都呈现由0开始增大至最大后再减小到0的特征,由于沿电场线方向电势降低,可得0点的电势最高,综上
分析A正确。
7.某小山坡的等高线如图,M表示山顶,A、B是同一等高线上两点,MA、B分别是沿左、
右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下,不考虑阻力,则()
(4分)
040
20
10
A.小球沿MA运动的加速度比沿MB的大
B.小球分别运动到A、B点时速度大小不同
C.若把等高线看成某静电场的等势线,则A点电场强度比B点大
D.若把等高线看成某静电场的等势线,则右侧电势比左侧降落得快
正确答案:D
答案解析:解:A.等高线越密集,坡面越陡,根据牛顿第二定律可得:ma=mgsin0,可得加速度
a=gsin0,(0为坡面与水平面夹角)。MB对应的等高线较密集,坡面较陡,即0较大,可得小球沿着
MB运动时加速度比沿着MA运动时加速度大,故A错误;
B.A、B在同一等高线上,小球沿MA和MB下落的高度相同,根据机械能守恒易知运动到A、B点时速度大小
相同,故B错误;
C.根据等差等势线越密集,电场强度越大。因B处等势线较密集,故A点电场强度比B点小,故C错误:
D.等势线越密集,电势降落越快,右侧等势线较密集,右侧电势比左侧降落得快,故D正确。
故选:D。
8.某介电电泳实验使用非匀强电场,该电场的等势线分布如图所示。a、b、c、
d四点分别位于电势为-2V、-1V、1V、2V的等势线上,则()
(4分)
C。、
A.a、b、c、d中a点电场强度最小
B.a、b、c、d中d点电场强度最大
C.一个电子从b点移动到c点电场力做功为2eV
D.一个电子从a点移动到d点电势能增加了4eV
正确答案:C
答案解析:解:AB.电场中等差等势面的疏密表示场强的大小,等势面越密的地方场强越大,因此、
b、c、d中a点电场强度最大,故AB错误;
C.根据动能定理,一个电子从b点移动到c点电场力做功为W=-e(Φb中。)=-e×(-1-1)V=2eV,故C正
确;
D.根据动能定理,一个电子从a点移动到d点电场力做功W=-e(Φa-Φd)=-e×(-2-2)V=4eV
根据电场力做功与电势能变化的关系可知,电场力做正功,电势能减小了4V,故D错误。
故选:C。
9.如图所示,三个同心圆是点电荷Q周围的三个等势面,A、B、C分别是同一条电场线与等势面的交点,
且满足AB=|BC|,已知Uac=-12V。现有一电子,从C点沿图中方向射入电场,初动能为12eV,则
(4分)
B
A.UBA=6V
B.UBA>6V
C.电子的动能一直增加
D.电子能运动到A所在的等势面
正确答案:B
答案解折:解:B、靠近点电荷的电场越大,根Ed可知A>号e-6,故A错误,B正确:
C、由于A点电势较低,则电子从C点沿图中方向射入电场,电势能会先增大,动能减小,故C错误;
D、电子初动能为12eV,Uac=-12V,在最靠近点电荷Q时,电子还有动能,所以电子不可能运动到A所在的
等势面,故D错误;
故选:B。
10.取无限远处电势为0,不等量异种电荷附近,存在一个电势为0的等势球面。如图所示,
两点电荷Q1和Q2分别位于x轴上的x1和x2处,B点为两点电荷连线中点,
以x轴上A点为圆心的虚线圆上各点的电势均为0,B点的电势中B>0。下列说法正确的是()
Q
→x(4分)
B
T.
A.Q1带负电,Q2带正电,Q1所带电荷量大于Q2所带电荷量
B.虚线圆上各点的电场强度大小相等,方向均沿半径指向圆心A
C.若仅减小Q所带电荷量,则虚线圆的半径将减小
D.若仅增大Q2所带电荷量,则虚线圆圆心A的位置将远离Q1
正确答案:C
答案解析:解:A.因为等势球面上电势为0,且B点电势大于0,沿电场方向电势降低,所以电场线方向
大致从Q2指向Q1,则Q1带负电,Q2带正电。根据点电荷电场的特点,等势面为0的地方,离电荷量小的地
方近,离电荷量大的地方远,所以Q,所带电荷量小于Q2所带电荷量,故A错误;
B.等势面与电场线垂直,虚线圆是等势面,那么圆上各点电场强度方向均沿半径方向,故一定是指向圆
心A,但是大小不一定相同。故B错误;
C.取无限远处电势为0,等势球面电势为0,假设Q1电场做功为W1,Q2电场做功为W2,因为W1+W2=0,其中
W,为负值,若仅减小Q所带电荷量,由于W2不变,所以要想W1也不变,虚线圆的半径需要减小,故C正
确;
D.由前面可知W,+W2=0,若仅增大Q2所带电荷量,则虚线圆半径需要减小,圆心A的位置将靠近Q,故D
错误。
故选:C。
11.如图所示,边长为L的正四面体ABCD的中心为0,A、B两点分别固定等量异种点电荷-q、+q。
已知O点到A、B的距离均为YEL,下列说法正确的是()
0
(4分)
B…C
D
A.C、D两点电场强度大小相等,方向不同
16v6 kq
B.0点场强大小为
929
C.C点电势小于D点电势
D.将一试探电荷+Q从C点沿直线移到D点,电势能先增大后减小
正确答案:B
答案解析:解:A、A、B两点分别固定等量异种点电荷,则C、D两点电场强度大小相等,方向也相同,
故A错误;
8kg
B、十q在0点场强大小为E
16v6 kq
3L2,
根据几何关系可知合成后0点场强大小为E=
93
,故B正确;
CD、C、D两点连线在等量异种点电荷连线的垂直平分面上,故在同一个等势面上,将一试探电荷十Q从C
点沿直线移到D点电场力一直不做功,故CD错误:
故选:B。
12.如图所示的直角梯形ABCD,其中AB=BC=√3cm,∠A=60°,
整个空间存在平行于梯形平面的匀强电场,A、B、D三点的电势分别为中A=18V、ΦB=6V、Φp0V。
下列说法正确的是(
B.-C
(4分)
D
A.电场方向由A指向D
B.C点的电势为-6V
C.B、C中点的电势为-6V
D.电场强度的大小为400/3Vm
正确答案:B
答案解析:解:A.图中A、B、D三点的电势分别为中A=18V、中B6V、Φp=OV,将线段AD三等分,等分
点分别为F、G,如图所示,则G点的电势与B点电势相等,都为6V,连接B、G,则B、G的连线所在直线为
匀强电场的等势线,连接A、C,根据几何关系可知,AC垂直于BG,故场强方向垂直于BG(即平行于AC)
指向C的方向,故A错误;
B GV
E
C
A…
D
18V
G
6V
B.由题意得A与B、B与C沿场强方向的距离相等,故
UAB=UBC
即
中A中B=中B中C
所以
φc=2Φ中B-φA=(2×6-18)V=-6V
故B正确;
C.B、C中点为H,则其电势为
B+
9H=
2=6+(-6)V=0
2
故C错误;
D.电场强度的大小为
U
18-6
E=
AB
AB·C0s30°
-V/m=800V/m
V3×102x
2
故D错误。
故选:B。
13.如图所示为某静电纺纱工艺中的电场分布示意图,虚线是电场线,
实线是某试探电荷只在电场力作用下从A点运动到B点的轨迹,则下列判断正确的是()
电源
(4分)
A.该试探电荷带正电
B.试探电荷在A点的加速度大于在B点的加速度
C.试探电荷在A点的速度大于在B点的速度
D.A点的电势高于B点的电势
正确答案:B
答案解析:解:A、因为右端是和电源的正极连接,所以电场线的方向是从右指向左的,试探电荷的受
力方向指向轨迹的内侧,受力方向大致向右,与电场线方向相反,所以该试探电荷带负电,故A错误:
B、电场线的疏密程度表示场强的大小,则A点的场强大于B点的场强,即试探电荷在A点受到的电场力大
于在B点受到的电场力,根据牛顿第二定律可知试探电荷在A点的加速度大于在B点的加速度,故B正确:
C、试探电荷从A点移到B点的过程中,电场力做正功,动能增大,所以试探电荷在A点的速度小于在B点的
速度,故C错误;
D、沿电场线方向电势逐渐降低,电场线方向向左,所以A点的电势低于B点的电势,故D错误。
故选:B。
二、多选题(共2小题,共12分)
14.一匀强电场的方向平行于x0y平面,平面内A点和B点的位置如图所示。电荷量为+q、-q和
+2q的三个试探电荷先后分别置于0点、A点和B点时,电势能均为E。(E。>0)。下列说法正确的是
(
y个
B(d.3d)
4
(6分)
A(d,0)x
A.0A中点的电势为零
B.电场的方向与x轴正方向成60°角
C.电场强度的大小为
√2Ep
gd
2V2E,
D.电场强度的大小为
gd
正确答案:AD
答案解析:
解:A、根据题意可知0点、A点和B点的电势分别为0O=
E
CB:B
q
q
2q
故OA中点的电势为9M
0O+9A
二0
2
故A正确;
B、根据等势线与电场线垂直,
由A的分析可知,OA中点M点的电势为0
E
9A=-
q
9B=24
设N点为AB的三等分点,同理易知N点电势为O,
连接MN为一条等势线,过A点做N的垂线,可知电场线沿该垂线方向,指向右下方,
如图,
y个
…B(d,
E
M
A(d,0)文
由AM=AN可知∠NMA=45°,故电场的方向与x轴正方向成45°角,故B错误:
①、根据电场强度定义式号可知。
0-(-2)
2V2E
电场强度的大小为,E=
q
2dcos45°
1
qd
故C错误,D正确。
故选:AD。
15.如图所示,在xOy平面有匀强电场,一群质子(不计重力)从P点出发,可以到达圆O
上任一个位置,比较圆上这些位置,发现到达圆与X轴正半轴的交点A时,动能增加量最大。
已知圆的半径为R,∠PAO=37°,PP'垂直于X轴,电场强度的大小为E,A点电势为零,
sin37°=0.6,cos37°=0.8。则下列说法正确的是()
B
(6分)
0
A
A.电场强度的方向沿PA方向
B.P和P'是等势点
C.P点的电势比B点高
D.P、A间的电势差为25
32ER
正确答案:BD
答案解析:A.到达A点的质子动能增加量最大,电场力做功最大,说明等势面在A点与圆相切(否
则一定还可以在圆上找到与A点电势相等的点),电场线沿X轴正向,A项错;
B.因电场线与等势面垂直,等势面与y轴平行,P和P是等势点,B正确:
C.沿电场线方向电势逐渐降低,故B点的电势比P点高,C错:
D.P、A间的电势差UpA=E-2Rcog2370=32
25
,D项正确。
三、计算题(组)(共1小题,共11分)
16.带电粒子绕着带电量为+Q的源电荷做轨迹为椭圆的曲线运动,源电荷固定在椭圆左焦点F上,
带电粒子电量为-g:己知椭圆焦距为c,半长轴为a,电势计算公式为0=kQ
带电粒子速度的平方与其到电荷的距离的倒数满足如图关系。
(11分)