内容正文:
专题9 题组一
1.解析 带电玻璃棒与金属球接触后,金属球带电,金属箔与金属球通过导体棒连接,金属箔与金属球带同种电荷;净电荷在尖锐的地方聚集,因此d点的电荷聚集最多,电场强度最强,A、B、C错误,D正确。
答案 D
2.解析 根据等势面越密集电场强度越大,可知a、b、c、d中a点电场强度最大,故A、B错误;
一个电子从b点移动到c点电场力做功为
Wbc=-eUbc=2 eV
故C正确;
一个电子从a点移动到d点电场力做功为
Wad=-eUad=4 eV
由于电场力做正功电势能减小,则一个电子从a点移动到d点电势能减小了4 eV,故D错误。故选C。
答案 C
3.解析 小滑块在B点处的加速度为零,则沿斜面方向有mgsin 30°=cos 30°,解得l= ,A正确,B错误;小滑块从A到C的过程,由动能定理有W+mgssin 30°=0,解得静电力对小滑块做的功为W=-,C错误;根据电场力做功与电势差的关系结合C项分析可知,AC之间的电势差UAC==-,D正确。
答案 AD
4.解析 等差等势线越密集,电场强度越大,由题图可知,c点电场强度最大,C对。
答案 C
5.解析 电荷只能从一个物体转移给另一个物体,不能被创造,也不能被消灭,所以一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变,A正确;电场线与等势面垂直,沿电场线方向电势逐渐降低,所以电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面,B错误;点电荷仅在电场力作用下从静止释放,将沿其所受电场力方向运动,即电场力将做正功,则该点电荷的电势能将减小,C正确;结合C项分析和Δφ=可知,当q<0时,Δφ>0,当q>0时,Δφ<0,即负点电荷将从低电势的地方向高电势的地方运动,正点电荷将从高电势的地方向低电势的地方运动,D错误。
答案 AC
6.解析 电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧,A正确;
电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧,对电子受力分析有
可见与电场力的受力特点相互矛盾,B错误;
电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧,对电子受力分析有
可见与电场力的受力特点相互矛盾,C错误;
电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧,对电子受力分析有
可见与电场力的受力特点相互矛盾,D错误。故选A。
答案 A
7.解析 由题知,OP > OM,OM =ON,则根据点电荷的电势分布情况可知φM=φN> φP
则带负电的小球在运动过程中,电势能先减小后增大,且EpP > EpM =EpN
则带负电的小球在M点的机械能等于在N点的机械能,A错误,B、C正确;从M点运动到N点的过程中,电场力先做正功后做负功,D错误。故选BC。
答案 BC
8.解析 因P点所在的等势面高于M点所在的等势面,可知P点电势比M点的高,选项A错误;因M点所在的等差等势面密集,则M点场强较P点大,即P点电场强度大小比M点的小,选项B错误;场强方向垂直等势面,且沿电场线方向电势逐渐降低,可知M点电场强度方向沿z轴正方向,选项C正确;因x轴上个点电势相等,则沿x轴运动的带电粒子,则电势能不变,选项D正确。故选CD。
答案 CD
9.解析 两个正电荷在N点产生的场强方向由N指向O,N点处于两负电荷连线的中垂线上,则两负电荷在N点产生的场强方向由N指向O,则N点的合场强方向由N指向O,同理可知,两个负电荷在L处产生的场强方向由O指向L,L点处于两正电荷连线的中垂线上,两正电荷在L处产生的场强方向由O指向L,则L处的合场方向由O指向L,由于正方形两对角线垂直平分,则L和N两点处的电场方向相互垂直,故A正确;正方形底边的一对等量异号电荷在M点产生的场强方向向左,而正方形上方的一对等量异号电荷在M点产生的场强方向向右,由于M点离上方一对等量异号电荷距离较远,则M点的场强方向向左,故B正确;由图可知,M和O点位于两等量异号电荷的等势线上,即M和O点电势相等,所以将一带正电的点电荷从M点移动到O点,电场力做功为零,故C错误;由图可知,L点的电势低于N点电势,则将一带正电的点电荷从L点移动到N点,电场力做功不为零,故D错误。故选AB。
答案 AB
10.解析 根据场强叠加原理可知,除无穷远处之外,菱形外部电场强度处处不为零,选项A正确;
因为在x轴上的两个点电荷在O点的合场强为零,在y轴上的两电荷,无论y0取什么值,因为关于原点对称,则在O点的合场强也为零,在横轴和纵轴上除原点外,出现合场强为零的点,根据对称性可知,一定是成对出现的,关于原点对称,所以算上原点,合场强为零的点是奇数个,不会是2个,选项B错误;
由几何关系可知,坐标为(4l,5l)的A点在第一象限内所在的虚像的垂直平分线的上方;坐标为(0,-3l)的B点在第三象限内所在的虚像的垂直平分线的上方,且到达虚线的距离相等,由电势叠加可知,B点的电势高于A点,则带负电的试探电荷在A点的电势能较大,从A点到B点电势能减小,可知电场力做正功,选项C正确;
若y0=4l,则四个点构成正方形,由对称可知在点(l,l)处的场强一定沿着过该点与原点连线的方向上;在y轴正向和x正向上的点电荷在(l,l)处的合场强
E1=2·=
在y轴负向和x负向上的点电荷在(l,l)处的合场强
E2=2·=<E1
可知(l,l)点的场强沿着MN方向且与x轴从成45°角的方向向下,将一带负电的试探电荷放置在点处,其所受到的静电力方向与x轴正方向成45°倾斜向上,选项D正确。故选ACD。
答案 ACD
11.解析 (1)由题意可知含A细胞的液滴在电场中做类平抛运动,垂直于电场方向l=vt1
沿电场方向x1=at
由牛顿第二定律qE=ma
解得含A细胞的液滴离开电场时偏转的距离为
x1=5×10-3m。
(2)含A细胞的液滴离开电场后做匀速直线运动,则
h=vt2,则x2=at1t2
联立解得x2=0.05 m
由对称性可知A、B细胞收集管的间距
Δx=2(x1+x2)=2×(0.005+0.05) m=0.11 m。
答案 (1)5×10-3m (2)0.11 m
12.解析 (1)A、B两点间的电势差为U,则
E=。
(2)小球运动到A点时,由牛顿第二定律有
qE-mg=m
解得小球在A点的速度大小vA=
小球从A点运动到B点的过程,由动能定理有
qU-mgL=mv-mv
解得小球在B点的速度大小
vB= 。
答案 (1) (2)
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专题⑨
题
班级:
电场
组
姓名:
学号:
一、选择题
1.(2025·广西卷)用带电玻璃棒接触验电器的金属球,移走玻璃棒,验电器内的两片金属
箔张开,稳定后如图。图中a、b、c、d四点电场强度最强的是()
A.a点
B.b点
C.c点
D.d点
2.(2025·云南卷)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()
-1V、
b◆-2V
c、.1V.
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
3.(多选)2024山东卷)如图所示,带电量为十g的小球被绝缘棒固定在O点,右侧有固
定在水平面上、倾角为30°的光滑绝缘斜面。质量为m、带电量为十q的小滑块从斜面上A
点由静止释放,滑到与小球等高的B点时加速度为零,滑到C点时速度为零。己知AC间的
距离为s,重力加速度大小为g,静电力常量为k,下列说法正确的是()
0
B
30°
i7zzzzzzzz7
A.OB的距离1=
1
B.OB的距离l=
C.从A到C,静电力对小滑块做功W=一mg
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D.AC之间的电势差UAc=
4.(2024河北卷)我国古人最早发现了尖端放电现象,并将其用于生产生活,如许多古塔
的顶端采用“伞状”金属饰物在雷雨天时保护古塔。雷雨中某时刻,一古塔项端附近等势线
分布如图所示,相邻等势线电势差相等,则α、b、c、d四点中电场强度最大的是()
A.a点
B.b点
C.c点
D.d点
5.(多选)2024湖北卷)关于电荷和静电场,下列说法正确的是()
A.一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变
B.电场线与等势面垂直,且由电势低的等势面指向电势高的等势面
C.点电荷仅在电场力作用下从静止释放,该点电荷的电势能将减小
D.点电荷仅在电场力作用下从静止释放,将从高电势的地方向低电势的地方运动
6.(2023·全国甲卷)在一些电子显示设备中,让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电
场,可以使发散的电子束聚集。下列4幅图中带箭头的实线表示电场线,如果用虚线表示电
子可能的运动轨迹,其中正确的是(
电子
电
电
荧光屏
7.(多选)2023·全国乙卷)在O点处固定一个正点电荷,P点在O点右上方。从P点由静
止释放一个带负电的小球,小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动,其一段
轨迹如图所示。M、N是轨迹上的两点,OP>OM,OM=ON,则小球()
P●
tM
0·
A.在运动过程中,电势能先增加后减少
B.在P点的电势能大于在N点的电势能
C,在M点的机械能等于在N点的机械能
D.从M点运动到N点的过程中,电场力始终不做功
8.(多选)2023·辽宁卷)图(为金属四极杆带电粒子质量分析器的局部结构示意图,图(b)
为四极杆内垂直于x轴的任意截面内的等势面分布图,相邻两等势面间电势差相等,则(
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图(a)
图b)
A.P点电势比M点的低
B.P点电场强度大小比M点的大
C.M点电场强度方向沿z轴正方向
D.沿x轴运动的带电粒子,电势能不变
9.(多选)2022·全国乙卷)
才9
LO NA
-g¥
如图,两对等量异号点电荷十q、一q固定于正方形的4个顶点上。L、N是该正方形两
条对角线与其内切圆的交点,O为内切圆的圆心,M为切点。则()
A.L和N两点处的电场方向相互垂直
BM点的电场方向平行于该点处的切线,方向向左
C将一带正电的点电荷从M点移动到O点,电场力做正功
D将一带正电的点电荷从L点移动到N点,电场力做功为零
10.(多选)2021河北卷)如图,四个电荷量均为9的点电荷分别放置于菱形的四个顶点,
其坐标分别为、、和,其中x轴上的两个点电荷位置固定,y轴上的两个点电荷可沿y轴对
称移动o≠0),下列说法正确的是()
y个
41
Yo
A除无穷远处之外,菱形外部电场强度处处不为零
B.当取某值时,可使得菱形内部只存在两个电场强度为零的点
C.当y%=81时,将一带负电的试探电荷由点移至点,静电力做正功
D.当=41时,将一带负电的试探电荷放置在点处,其所受到的静电力方向与x轴正方
向成45°倾斜向上
3
二、非选择题
11.(2025·河南卷)流式细胞仪可对不同类型的细胞进行分类收集,其原理如图所示。仅
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含有一个A细胞或B细胞的小液滴从喷嘴喷出(另有一些液滴不含细胞),液滴质量均为m=
2.0×1010kg。当液滴穿过激光束、充电环时被分类充电,使含A、B细胞的液滴分别带上
正、负电荷,电荷量均为q=1.0×10-13C。随后,液滴以o=2.0m/s的速度竖直进入长度为
1=2.0×10-2m的电极板间,板间电场均匀、方向水平向右,电场强度大小为E=2.0×10N/
C。含细胞的液滴最终被分别收集在极板下方h=0.1m处的A、B收集管中。不计重力、空
气阻力以及带电液滴间的作用。求:
溶液
激光束
喷嘴
充电环
电极板
6
0
B收集管
A收集管
(1)含A细胞的液滴离开电场时偏转的距离:
(2)A、B细胞收集管的间距。
12.(2024河北卷)如图所示,竖直向上的匀强电场中,用长为L的绝缘细线系住一带电
小球,在竖直平面内绕O点做圆周运动。图中A、B为圆周上的两点,A点为最低点,B点
与O点等高。当小球运动到A点时,细线对小球的拉力恰好为0,已知小球的电荷量为
q(g>0),质量为m,A、B两点间的电势差为U,重力加速度大小为g,求:
()电场强度E的大小:
(2)小球在A、B两点的速度大小。
4
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