内容正文:
专题01 电场力的性质
地 城
考点01
库仑定律
一、单选题
1.(24-25高二上·安徽省蚌埠市怀远县·期中)如图,一轻小滑轮正下方固定着一个带正电小球A,用一绝缘轻质细线跨过滑轮拴接另一个质量为m的带+q小球B,悬停于同一竖直面内某处;现用力拉细线一小段距离,当小球B再次平衡在同一竖直面内时,(A、B带电小球可视为点电荷),下列说法中正确的是( )
A.两小球间的距离增大
B.两小球的库仑力大小不变
C.细线拉力增大
D.条件不足,无法判断
2.(24-25高二上·安徽省合肥一六八中学·期中)在水平面内有一固定大圆环,圆心为O,半径为R,大圆环的左右两端A、B分别固定带等量同种电荷+Q的点电荷,大圆环直径CD垂直AB。在大圆环上套了一个质量为m的带正电q的小环,小环与大圆环间存在摩擦,静电力常量为k。下列说法正确的是( )
A.C点的场强为零
B.小环在C点的摩擦力水平向右
C.如果小环在P点处于静止状态,∠PAB=30°,小环受到的摩擦力为
D.将小环从A顺时针方向移至B,小环的电势能先增大后减小
3.(24-25高二上·安徽省六安第二中学·期中)关于静电场,下列说法正确的是( )
A.只适用于点电荷产生的电场
B.沿电场线的方向电势一定降低
C.油滴所带的电荷量可能是
D.根据知,当两个电荷之间的距离趋近于零时库仑力变得无限大
4.(24-25高二上·安徽省A10联盟·期中)如图所示,在光滑定滑轮O的正下方P处固定一带正电的点电荷,不带电的小球M与带正电的小球N通过跨过定滑轮的绝缘轻绳相连。开始时系统在图示位置静止。若N球所带的电荷量缓慢减少(未减为零),则在N球到达O点正下方前的过程中,下列说法正确的是( )
A.轻绳的拉力逐渐减小 B.小球M将缓慢上升
C.点电荷P对小球N的库仑力逐渐变大 D.滑轮受到轻绳的作用力逐渐增大
二、多选题
5.(24-25高二上·安徽省黄山市八校联考·期中)如图所示,带正电小球A放在倾角为的光滑绝缘倾斜轨道上,带正电物块B放在水平粗糙绝缘轨道上,B与轨道间的动摩擦因数,A、B均可视为点电荷,开始时均处于静止状态。现用水平向左外力使物块B缓慢向点靠近,下列关于此过程中A、B受力情况说法正确的是( )
A.A、B间的斥力逐渐增大 B.倾斜轨道对A的支持力逐渐减小
C.水平轨道对B的摩擦力逐渐增大 D.外力逐渐增大
6.(24-25高二上·安徽省池州市贵池区·期中)如图所示,一对电荷量均的点电荷被固定在空间中的A、B两点,O是A、B两点连线的中点,P、N是A、B连线的中垂线上的点,且,在P点放一个电荷量为、质量为m的带电粒子并给它一个初速度,使它恰好绕O点做匀速圆周运动,已知静电力常量为k,不计粒子重力则下列说法正确的是( )
A.A、B电荷在N点电场强度E的大小为
B.该粒子做圆周运动的过程中电势能保持不变
C.该粒子做圆周运动的周期为
D.该粒子做圆周运动形成的等效电流的平均电流强度大小为
三、解答题
7.(24-25高二上·安徽省卓越县中联盟和皖豫名校联盟·期中)如图所示,在光滑绝缘的水平面上有三个孤立带电小球,已知A和C的质量分别为、。此时三个小球恰好位于同一直线,B球位于O点且处于静止状态,A和C恰好以相同的角速度绕B做匀速圆周运动。若将小球B拿掉,使C带上与原来电性相反但电量相等的电荷,此时A、C两球仍能以原来的角速度绕O点做匀速圆周运动。三个小球均视为点电荷,求:
(1)A和C做圆周运动的半径之比;
(2)B、C的电荷量之比。
8.(24-25高二上·安徽省蚌埠市A层高中·期中)如图,V型对接的绝缘斜面M、N固定在水平面上,两斜面与水平面夹角均为,其中斜面N光滑。两个质量均为m的带电小滑块P、Q分别静止在M、N上,P、Q连线垂直于斜面M,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。求:
(1)P与Q间的库仑斥力F;
(2)P与M间的动摩擦因数最小值。
9.(24-25高二上·安徽省宿州市省、市示范高中·期中)如图所示,带等量同种正电荷的绝缘体甲、乙固定在一条水平直线上,两者之间的距离为,两者连线的中点为O,O点的电势为。虚线为竖直平面内过O点的中垂线,M为中垂线上一点,。质量为m、电荷量为的带负电的小球丙从M点由静止释放,释放时受到电场力的大小为F,小球运动到O点的动能为E。已知静电力常量为k,重力加速度大小为g。求:
(1)绝缘体甲的带电量Q;
(2)小球丙在M点的电势能。
地 城
考点02
电场强度
一、单选题
10.(24-25高二上·安徽省鼎尖教育·期中)如图甲、乙所示,半径相同的半圆环和四分之三的圆环带有同种电荷,电荷量比为1∶3,环上电荷分布均匀且环的粗细可忽略不计。图甲中圆心处的电场强度大小为E,图乙中圆心处的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
11.(24-25高二上·安徽省蚌埠市怀远县·期中)如图,空间仅存在沿x轴分布的静电场,其场强E随x的分布图像如图所示,规定x轴正方向为场强的正方向,其中OA段与AB段的曲线左右对称,且OA=AB=BC,一带正电粒子电量为q,质量为m,仅在电场力作用下,沿x轴运动,则下列说法正确的是( )
A.OC段上A处电场强度为0
B.
C.粒子在OB段电场力为变力,在BC段电场力为恒力
D.若B、C坐标分别为,,该粒子到达B点的速度大小为v0,则到达C点的速度大小为
12.(24-25高二上·安徽省江淮名校·期中)如图所示,电荷量为的点电荷与均匀带负电的薄板相距,点电荷处在带电薄板过几何中心的垂线上。垂线上、两点分别位于薄板两侧,与薄板距离均为。已知点的电场强度为,方向从指向,则图中点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
13.(24-25高二上·安徽省合肥市第一中学·期中)如图,在坐标平面内,圆心为、半径为的圆上等距放置三个点电荷,轴上的A点电荷量为,、点电荷量均为。点为圆弧中点。则( )
A.点电场强度方向沿轴正向 B.点电场强度大小为0
C.点电场强度大小为 D.点电场强度大小为
14.(24-25高二上·安徽省蚌埠市怀远县·期中)已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。如图,半径为R的球体上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在过球心O的直线上有A、B两个点,O和B的距离为R、B和A间的距离为R。现以OB为直径在球内挖一球形空腔,若静电力常量为k,球的体积公式为,则( )
A. B. C. D.
二、多选题
15.(24-25高二上·安徽省黄山市八校联考·期中)如图所示,两个带等量异种电荷、半径相同的均匀带电绝缘细圆环平行放置,圆环平面均垂直于圆心、的连线,为的中点。关于连线上电场强度及电势分布,下列说法正确的是( )
A.点的电场强度为零
B.、两点的电场强度相同
C.、分别是中心轴线上的电势最低点和最高点
D.若将一带负电的试探电荷从点由静止释放,该电荷速度最大时的位置出现在的右侧(不计重力)
16.(24-25高二上·安徽省卓越县中联盟和皖豫名校联盟·期中)如图所示,六根绝缘棒构成一个正四面体,每根棒都均匀带有等量的负电荷。规定无穷远处电势为0,每根棒在正四面体中心D点产生的电场强度大小为E0、电势为φ0。则( )
A.D点的电场强度大小为6E0
B.D点的电势为6φ0
C.撤掉一根绝缘棒后,D点的电场强度大小增加
D.撤掉一根绝缘棒后,D点的电势降低
地 城
考点03
电场线
一、单选题
17.(24-25高二上·安徽省江淮名校·期中)下列说法正确的是( )
A.电场看不见摸不着,我们用电场线来描述,而电场线是假想出来的,实际并不存在
B.只要带电体所带电荷量少,就可以将其看成点电荷
C.元电荷指的是电子或质子
D.用验电器检测物体是否带电,被测物体与验电器的金属球必须接触
18.(24-25高二上·安徽省江淮名校·期中)空间中存在一对等量异种点电荷,其电场线如图所示,下列说法正确的是( )
A.电子在D处的电势能比在B处小
B.B处的电场强度比A处大
C.A处和C处的电场强度可能相同
D.电子在C处由静止释放,若仅受电场力,电子将沿电场线运动到D处
19.(24-25高二上·安徽省蚌埠市怀远县·期中)如图,实线是一簇电场线。一带电粒子仅在电场力作用下通过该电场,图中虚线为该带电粒子的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。由此可以判断( )
A.粒子在a点时的动能小于b点时动能
B.粒子在a点电势能大于b点电势能
C.粒子带正电
D.a点场强小于b点场强
20.(24-25高二上·安徽省合肥一六八中学·期中)4月21日,广州塔“小蛮腰”一小时内连续6次接闪电的视频爆火全网,“接闪”其实就是广州塔主动吸引闪电,利用避雷针原理“尖端放电”来引雷,避免建筑物遭到雷击。如图1所示,将“接闪”瞬间,小蛮腰尖端的电场分布简化如图2所示,下列说法正确的是( )
A.M点的电势比N点的高
B.N点的电场强度比P点的大
C.电子从M点移到N点,电场力对其做正功
D.电子在N点的电势能比其在P点的大
21.(24-25高二上·安徽省宿州市省、市示范高中·期中)电偶极子是由一对等量异种电荷组成的。如图,固定在x轴上、带等量异种电荷的带电体M、N,它们连线的中点为O,a、b是过O点的中垂线上与O点对称的两点,c、d是x轴上关于O点对称的两点。下列说法正确的是( )
A.a、b两点的电场强度大小相等,方向相同
B.a、b两点的电场强度大小相等,方向不同
C.电子在c点的电势能小于其在d点的电势能
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专题01 电场力的性质
地 城
考点01
库仑定律
一、单选题
1.(24-25高二上·安徽省蚌埠市怀远县·期中)如图,一轻小滑轮正下方固定着一个带正电小球A,用一绝缘轻质细线跨过滑轮拴接另一个质量为m的带+q小球B,悬停于同一竖直面内某处;现用力拉细线一小段距离,当小球B再次平衡在同一竖直面内时,(A、B带电小球可视为点电荷),下列说法中正确的是( )
A.两小球间的距离增大
B.两小球的库仑力大小不变
C.细线拉力增大
D.条件不足,无法判断
【答案】B
【详解】对球B进行受力分析如图所示
设初始时球B离滑轮的距离为l,A、B小球间的距离为r,两球间的库仑力为
根据相似三角形有
由于用力拉细线一小段距离,mg、h不变,l减小,则细线拉力F减小,r不变,两小球的库仑力不变。
故选B。
2.(24-25高二上·安徽省合肥一六八中学·期中)在水平面内有一固定大圆环,圆心为O,半径为R,大圆环的左右两端A、B分别固定带等量同种电荷+Q的点电荷,大圆环直径CD垂直AB。在大圆环上套了一个质量为m的带正电q的小环,小环与大圆环间存在摩擦,静电力常量为k。下列说法正确的是( )
A.C点的场强为零
B.小环在C点的摩擦力水平向右
C.如果小环在P点处于静止状态,∠PAB=30°,小环受到的摩擦力为
D.将小环从A顺时针方向移至B,小环的电势能先增大后减小
【答案】C
【详解】AB.C点场强沿DC连线,垂直AB向外,。小环受到的电场力也沿DC方向向外(圆的半径方向,与大圆环对小环的弹力等大反向,平衡,无摩擦)f=0,AB错误;
D.小环从A顺时针移动至B,电势先减小后增大(AB两点最大),小环带正电,电势能也先减小后增大,D错误;
C.P点受力分析,沿切线半径两个方向正交分解,得
得
C正确。
故选C。
3.(24-25高二上·安徽省六安第二中学·期中)关于静电场,下列说法正确的是( )
A.只适用于点电荷产生的电场
B.沿电场线的方向电势一定降低
C.油滴所带的电荷量可能是
D.根据知,当两个电荷之间的距离趋近于零时库仑力变得无限大
【答案】B
【详解】A.是电场强度的定义式,适用于任何电场,故A错误;
B.沿电场线的方向电势一定降低,故B正确;
C.任何带电体所带电荷都等于元电荷的整数倍,元电荷的数值为,故油滴所带的电荷量不可能是,故C错误;
D.当两个电荷之间的距离趋近于零时,库仑定律不再适用,所以不能得到库仑力变得无限大的结论,故D错误。
故选B。
4.(24-25高二上·安徽省A10联盟·期中)如图所示,在光滑定滑轮O的正下方P处固定一带正电的点电荷,不带电的小球M与带正电的小球N通过跨过定滑轮的绝缘轻绳相连。开始时系统在图示位置静止。若N球所带的电荷量缓慢减少(未减为零),则在N球到达O点正下方前的过程中,下列说法正确的是( )
A.轻绳的拉力逐渐减小 B.小球M将缓慢上升
C.点电荷P对小球N的库仑力逐渐变大 D.滑轮受到轻绳的作用力逐渐增大
【答案】D
【详解】AB.对N球进行受力分析,由相似三角形可知
定值
其中
所以绳子的拉力大小不变,长度不变,M的位置不变,故AB错误;
C.由于间距离减小,则N球所受库仑力减小且方向改变,故C错误;
D.轻绳的作用力大小为不变,由于减小,可知两绳夹角减小,所以滑轮受到两绳的合力增大,故D正确。
故选D。
二、多选题
5.(24-25高二上·安徽省黄山市八校联考·期中)如图所示,带正电小球A放在倾角为的光滑绝缘倾斜轨道上,带正电物块B放在水平粗糙绝缘轨道上,B与轨道间的动摩擦因数,A、B均可视为点电荷,开始时均处于静止状态。现用水平向左外力使物块B缓慢向点靠近,下列关于此过程中A、B受力情况说法正确的是( )
A.A、B间的斥力逐渐增大 B.倾斜轨道对A的支持力逐渐减小
C.水平轨道对B的摩擦力逐渐增大 D.外力逐渐增大
【答案】BC
【详解】A.假设B缓慢向点靠近过程中,A球不动,则A、B间的斥力逐渐增大,再对A受力分析,由矢量三角形的图解法知
A、B间的斥力逐渐减小,两结论矛盾,故A球上移,AB连线越来越靠近沿斜面方向,A、B间的斥力减小,故A错误;
B.A、B间的斥力保持不变,由矢量三角形的图解法知倾斜轨道对A的支持力逐渐减小,故B正确;
C.对整体受力分析如图
由平衡条件知
不变,减小,增大,故C错误;
D.由平衡条件知
将的值代入整理得
F保持不变,故D错误。
故选BC。
6.(24-25高二上·安徽省池州市贵池区·期中)如图所示,一对电荷量均的点电荷被固定在空间中的A、B两点,O是A、B两点连线的中点,P、N是A、B连线的中垂线上的点,且,在P点放一个电荷量为、质量为m的带电粒子并给它一个初速度,使它恰好绕O点做匀速圆周运动,已知静电力常量为k,不计粒子重力则下列说法正确的是( )
A.A、B电荷在N点电场强度E的大小为
B.该粒子做圆周运动的过程中电势能保持不变
C.该粒子做圆周运动的周期为
D.该粒子做圆周运动形成的等效电流的平均电流强度大小为
【答案】AB
【详解】A.A、B电荷在N点电场强度E的大小为
故A正确;
B.该粒子做圆周运动时,因圆周上各点的电势不变,则粒子的电势能保持不变,故B正确;
C.根据
可得该粒子做圆周运动的周期为
故C错误;
D.该粒子做圆周运动形成的等效电流的平均电流强度大小为
故D错误。
故选AB。
三、解答题
7.(24-25高二上·安徽省卓越县中联盟和皖豫名校联盟·期中)如图所示,在光滑绝缘的水平面上有三个孤立带电小球,已知A和C的质量分别为、。此时三个小球恰好位于同一直线,B球位于O点且处于静止状态,A和C恰好以相同的角速度绕B做匀速圆周运动。若将小球B拿掉,使C带上与原来电性相反但电量相等的电荷,此时A、C两球仍能以原来的角速度绕O点做匀速圆周运动。三个小球均视为点电荷,求:
(1)A和C做圆周运动的半径之比;
(2)B、C的电荷量之比。
【答案】(1) (2)
【详解】(1)根据分析可知,AC两球带同种电荷,B球带异种电荷,设A和C做圆周运动的半径分别为、,对A球
对C球
对B球,根据平衡可知
联立解得A和C做圆周运动的半径之比
(2)小球B拿掉前,对A,根据牛顿第二定律
小球B拿掉后,对A,根据牛顿第二定律
又
,
联立解得B、C的电荷量之比
8.(24-25高二上·安徽省蚌埠市A层高中·期中)如图,V型对接的绝缘斜面M、N固定在水平面上,两斜面与水平面夹角均为,其中斜面N光滑。两个质量均为m的带电小滑块P、Q分别静止在M、N上,P、Q连线垂直于斜面M,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。求:
(1)P与Q间的库仑斥力F;
(2)P与M间的动摩擦因数最小值。
【答案】(1) (2)
【详解】(1)滑块Q在光滑斜面N上静止,则P与Q带电同性,两者之间为库仑斥力设为,两滑块的受力分析和角度关系如图所示。
由平衡条件可知,对Q滑块在沿着斜面方向有
可得
(2)而对P滑块动摩擦因数最小时有
解得
9.(24-25高二上·安徽省宿州市省、市示范高中·期中)如图所示,带等量同种正电荷的绝缘体甲、乙固定在一条水平直线上,两者之间的距离为,两者连线的中点为O,O点的电势为。虚线为竖直平面内过O点的中垂线,M为中垂线上一点,。质量为m、电荷量为的带负电的小球丙从M点由静止释放,释放时受到电场力的大小为F,小球运动到O点的动能为E。已知静电力常量为k,重力加速度大小为g。求:
(1)绝缘体甲的带电量Q;
(2)小球丙在M点的电势能。
【答案】(1) (2)
【详解】(1)甲乙对小球丙产生的吸引力为
所以小球丙所受到的合力为
可解得
(2)小球丙从M到O过程中,根据动能定理,则有
又因
可解得
地 城
考点02
电场强度
一、单选题
10.(24-25高二上·安徽省鼎尖教育·期中)如图甲、乙所示,半径相同的半圆环和四分之三的圆环带有同种电荷,电荷量比为1∶3,环上电荷分布均匀且环的粗细可忽略不计。图甲中圆心处的电场强度大小为E,图乙中圆心处的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】图甲可以分成两个四分之一的圆环在圆心产生的场强的合场强为E,而这两个四分之一分别产生的场强成90°夹角,根据平行四边形定则,单个四分之一圆环产生的场强为,图乙在圆心产生的库仑力可以等效为三个四分之一的圆环产生合场强,而关于圆心对称的两个四分之一圆环在圆心的合场强为零,所以剩余的四分之一的圆环在圆心产生的场强,但图乙圆环的电荷线密度是图甲的2倍,故四分之一的圆环在圆心产生的场强为。
故选A。
11.(24-25高二上·安徽省蚌埠市怀远县·期中)如图,空间仅存在沿x轴分布的静电场,其场强E随x的分布图像如图所示,规定x轴正方向为场强的正方向,其中OA段与AB段的曲线左右对称,且OA=AB=BC,一带正电粒子电量为q,质量为m,仅在电场力作用下,沿x轴运动,则下列说法正确的是( )
A.OC段上A处电场强度为0
B.
C.粒子在OB段电场力为变力,在BC段电场力为恒力
D.若B、C坐标分别为,,该粒子到达B点的速度大小为v0,则到达C点的速度大小为
【答案】B
【详解】A.由图可知,A处电场强度不为0,故A错误;
B.因为场强沿轴正方向,所以,、和均为正,图像与横轴所包围的面积表示电势差,所以
故B正确;
C.由图可知,沿着轴由点到点电场强度一直在变化,粒子所受电场力为变力,故C错误;
D.因题目未明确图中的点与点之间的图像是直线,所以无法求出这两点间的电势差,也就无法求出粒子到达点时的速度大小,故D错误。
故选B。
12.(24-25高二上·安徽省江淮名校·期中)如图所示,电荷量为的点电荷与均匀带负电的薄板相距,点电荷处在带电薄板过几何中心的垂线上。垂线上、两点分别位于薄板两侧,与薄板距离均为。已知点的电场强度为,方向从指向,则图中点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由于薄板带负电,根据对称性可知,该薄板在A点形成的场强方向由A指向B,该场强大小为,根据场强的叠加原理可知,A点的合场强为
解得
根据对称性可知,薄板在B点产生的场强和在A点产生的场强大小相等,方向相反,故B点的电场强度大小为
故选D。
13.(24-25高二上·安徽省合肥市第一中学·期中)如图,在坐标平面内,圆心为、半径为的圆上等距放置三个点电荷,轴上的A点电荷量为,、点电荷量均为。点为圆弧中点。则( )
A.点电场强度方向沿轴正向 B.点电场强度大小为0
C.点电场强度大小为 D.点电场强度大小为
【答案】D
【来源】2024-2025学年高二上学期期中联考物理试题
【详解】AB.根据电场的矢量叠加可知O点电场强度方向沿y轴负向,大小为
故AB错误;
CD.三个点电荷在P点的场强如图
A点电荷在P点的场强为
B点电荷在P点的场强为
C点电荷在P点的场强为
根据矢量的合成可知A、B点电荷在P点的场强为
方向向下,再与C点电荷在P点的场强合成可知
方向向下,故C错误,D正确。
故选D。
14.(24-25高二上·安徽省蚌埠市怀远县·期中)已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。如图,半径为R的球体上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在过球心O的直线上有A、B两个点,O和B的距离为R、B和A间的距离为R。现以OB为直径在球内挖一球形空腔,若静电力常量为k,球的体积公式为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意知,半径为R的均匀带电体在A、B点产生场强为
挖去的小球在A、B点产生的场强为
所以
所以
故选A。
二、多选题
15.(24-25高二上·安徽省黄山市八校联考·期中)如图所示,两个带等量异种电荷、半径相同的均匀带电绝缘细圆环平行放置,圆环平面均垂直于圆心、的连线,为的中点。关于连线上电场强度及电势分布,下列说法正确的是( )
A.点的电场强度为零
B.、两点的电场强度相同
C.、分别是中心轴线上的电势最低点和最高点
D.若将一带负电的试探电荷从点由静止释放,该电荷速度最大时的位置出现在的右侧(不计重力)
【答案】BD
【详解】A.两个圆环在之间的场强水平向左,故A错误;
B.右侧圆环在点的场强为零,左侧圆环在点的场强水平向左,左侧圆环在处场强为零、右侧圆环在处场强水平向左,由对称性可知、两点的电场强度相同,故B正确;
C.若将一带负电的试探电荷从点由静止释放,粒子向点一直加速运动,点的场强水平向左,粒子在点可继续向右加速,故点不是动能最大点,就不是电势能最小点,不是电势最高点,同理可知、之间电场方向向左,但右侧和左侧一小段方向也向左,沿电场线电势降低,可知不是电势最高点,也不是电势最低点,故C错误;
D.左侧圆环在处场强为零、右侧圆环在处场强为零,左右圆环在右侧有合场强为零的位置,在此处粒子的加速度为零,速度最大,D正确。
故选BD。
16.(24-25高二上·安徽省卓越县中联盟和皖豫名校联盟·期中)如图所示,六根绝缘棒构成一个正四面体,每根棒都均匀带有等量的负电荷。规定无穷远处电势为0,每根棒在正四面体中心D点产生的电场强度大小为E0、电势为φ0。则( )
A.D点的电场强度大小为6E0
B.D点的电势为6φ0
C.撤掉一根绝缘棒后,D点的电场强度大小增加
D.撤掉一根绝缘棒后,D点的电势降低
【答案】BC
【详解】A.根据电场强度叠加原理可知,六根棒在正四面体中心D点产生的合场强为零,故A错误;
B.每根棒在正四面体中心D点产生的电势为φ0,则六根棒在D点产生的电势为
故B正确;
C.撤掉一根绝缘棒后,D点的场强不为零,即电场强度大小增加,故C正确;
D.撤掉一根绝缘棒后,D点的电势为
因每根棒带的都是负电荷,则D点的电势升高,故D错误。
故选BC。
地 城
考点03
电场线
一、单选题
17.(24-25高二上·安徽省江淮名校·期中)下列说法正确的是( )
A.电场看不见摸不着,我们用电场线来描述,而电场线是假想出来的,实际并不存在
B.只要带电体所带电荷量少,就可以将其看成点电荷
C.元电荷指的是电子或质子
D.用验电器检测物体是否带电,被测物体与验电器的金属球必须接触
【答案】A
【详解】A.电场看不见摸不着,我们用电场线来描述,而电场线是假想出来的,实际并不存在,故A正确;
B.带电体的形状、大小及电荷分布状况对带电体间的作用力影响可以忽略时,带电体可看成点电荷,不是只要带电体所带电荷量少,就可以将其看成点电荷,故B错误;
C.元电荷是最小的电荷量,不是电子或质子,故C错误;
D.被检验物体靠近验电器接触球时,由于感应带电,验电器的箔片也可张开,检验出物体带电,则被测物体与验电器的金属球不必接触,故D错误。
故选 A。
18.(24-25高二上·安徽省江淮名校·期中)空间中存在一对等量异种点电荷,其电场线如图所示,下列说法正确的是( )
A.电子在D处的电势能比在B处小
B.B处的电场强度比A处大
C.A处和C处的电场强度可能相同
D.电子在C处由静止释放,若仅受电场力,电子将沿电场线运动到D处
【答案】A
【详解】A.D处电势高于B处,电子带负电,在电势越低的地方电势能越大,所以电子在D处的电势能比在B处小,故A正确;
BC.电场线的疏密表示电场强度的大小,电场线越密的地方越大,所以B处的电场强度比A处小,A处的电场强度比C处的电场强度大,故BC错误;
D.电子在C处由静止释放,若仅受电场力,电子不可能沿电场线运动到D处,故D错误。
故选 A。
19.(24-25高二上·安徽省蚌埠市怀远县·期中)如图,实线是一簇电场线。一带电粒子仅在电场力作用下通过该电场,图中虚线为该带电粒子的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。由此可以判断( )
A.粒子在a点时的动能小于b点时动能
B.粒子在a点电势能大于b点电势能
C.粒子带正电
D.a点场强小于b点场强
【答案】C
【详解】CD.由题意知,粒子仅受电场力,因电场力方向与电场线共线,且粒子所受电场力指向运动轨迹的凹侧,所以粒子所受电场力与电场强度方向相同,粒子带正电,a点比b点电场线密集, 所以a点场强大于b点场强,故C正确,D错误;
A B.假设粒子由a点运动到b点,则所受电场力与速度方向成钝角,所以电场力做负功,电势能增大,粒子在a点的电势能小于在b点的电势能,根据动能定理可知,动能减小,所以粒子在a点时的动能大于b点时的动能,若粒子由b点运动到a点所得结果相同,故A、B错误。
故选C。
20.(24-25高二上·安徽省合肥一六八中学·期中)4月21日,广州塔“小蛮腰”一小时内连续6次接闪电的视频爆火全网,“接闪”其实就是广州塔主动吸引闪电,利用避雷针原理“尖端放电”来引雷,避免建筑物遭到雷击。如图1所示,将“接闪”瞬间,小蛮腰尖端的电场分布简化如图2所示,下列说法正确的是( )
A.M点的电势比N点的高
B.N点的电场强度比P点的大
C.电子从M点移到N点,电场力对其做正功
D.电子在N点的电势能比其在P点的大
【答案】C
【详解】A.沿电场线电势降低,M点的电势比N点的低,A错误;
B.电场线越密场强越大,N点的电场强度比P点的小,B错误;
C.从M到N,电势变高,电子的电势能降低,电场力做正功,C正确;
D.因为
所以电子的
D错误。
故选C。
21.(24-25高二上·安徽省宿州市省、市示范高中·期中)电偶极子是由一对等量异种电荷组成的。如图,固定在x轴上、带等量异种电荷的带电体M、N,它们连线的中点为O,a、b是过O点的中垂线上与O点对称的两点,c、d是x轴上关于O点对称的两点。下列说法正确的是( )
A.a、b两点的电场强度大小相等,方向相同
B.a、b两点的电场强度大小相等,方向不同
C.电子在c点的电势能小于其在d点的电势能
D.若将电子在d点由静止释放,当电子只受电场力作用时,将在c、d间来回运动
【答案】AC
【详解】AB.根据等量异种电荷的电场线分布的特点可知,a、b两点的电场强度大小相等,方向相同,故A正确,B错误;
C.由于沿着电场线的方向电势是降低的,c点的电势高于d点的电势,电子带负电,所以电子在c点的电势能小于电子在d点的电势能,故C正确;
D.若将电子在d点由静止释放,当电子只受电场力作用时,电子将越过c点向左加速,故D错误。
故选AC。
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