内容正文:
专题01 静电场的描述
5大高频考点
1. 电荷
2. 库仑定律
3. 电场 电场强度
4. 电势能与电势
5. 电势差及其与电场强度的关系
考点1 电荷
1.(25-26高二上·广东揭阳·期中)关于下列四幅图所涉及的物理知识,错误的是( )
A. 如图甲所示,燃气灶中针尖形点火器利用摩擦起电原理进行点火
B. 如图乙所示,在加油站给车加油前要触摸一下静电释放器,是为了导走人身上的静电
C. 如图丙所示,油罐车行驶途中通常会拖着一条与大地接触的软铁条,其作用是将积累的静电导入大地,从而保障运输安全
D. 如图丁所示,熔喷布是口罩的中间过滤层,是带有静电的超细纤维布,可使体积微小的病毒吸附在上面,这种现象属于静电吸附
2.(25-26高二上·广东茂名一中·期中)使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况,其中正确的是( )
A. B. C. D.
3.(25-26高二上·深圳外国语学校·期中)下列有关物理学史的说法中正确的是( )
A. 富兰克林命名了正负电荷
B. 库仑通过油滴实验测定了元电荷e的数值
C. 希腊的哲学家泰勒斯发现摩擦过的琥珀会吸引轻小物体,说明摩擦可以创造电荷
D. 物理学家法拉第提出了电场的概念,并用电场中真实存在的电场线来表示电场的分布
4.(25-26高二上·珠海一中·期中)下列三幅图反映了三种起电的方式,下列说法正确的是( )
A. 甲图是橡胶棒与毛皮摩擦后,把正电荷传给了毛皮,使橡胶棒带上了负电
B. 乙图无论小球D带正电还是负电,与A接触时都把D的电荷传给C、C,使箔片张开
C. 丙图中先把靠近的带电小球C移开,再分开A、B,则A、B带上了等量异种电荷
D. 三种起电方式的实质都是电子的转移
5.(25-26高二上·广州二中·期中)关于下面四幅图,下列说法正确的是( )
A. 图甲,带负电的尘埃进入AB之间后,向B板运动
B. 图乙,干燥的冬天人靠近金属被电,是因为手和金属间创造了电荷
C. 图丙,带正电的C球靠近导体AB,使得A端带正电,B端带负电
D. 图丁,直线加速电场使电子的速度增加,偏转电场不能使电子速度增加
考点2 库仑定律
1.(25-26高二上·广州中学·期中)如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则( )
A. P和Q都带正电荷
B. P和Q都带负电荷
C. P带正电荷,Q带负电荷
D. P带负电荷,Q带正电荷
2.(25-26高二上·广东茂名一中·期中)如图所示,在绝缘水平面上静置两个质量均为m,电荷量均为+Q的物体A和B(A、B均可视为质点),它们间的距离为r,与水平面间的动摩擦因数为μ,则物体A受到的摩擦力( )(重力加速度为g)
A. 大小为μmg,方向水平向左
B. 大小为0
C. 大小为,方向水平向右
D. 大小为,方向水平向左
3.(25-26高二上·广东名校联考·期中)如图,半径为、竖直的半圆弧绝缘细管(内径极小)固定在水平面上,内壁光滑,圆心处固定一点电荷。将质量为、电荷量为的小球(直径略小于管径)从点由静止释放,小球从细管内滑到最低点时对管壁恰好无压力。静电力常量为,重力加速度大小为,下列说法正确的是( )
A. 小球下落过程中,库仑力对其做正功
B. 圆心处点电荷带负电
C. 圆心处点电荷所带电荷量为
D. 小球运动到点时速度的大小为
4.(25-26高二上·番禺八校·期中)如图所示,是等边三角形,在A点固定放置电荷量为的正点电荷,在C点固定放置一个试探电荷,试探电荷受到的静电力大小为F,再在B点固定放置电荷量为的负点电荷时,试探电荷受到的静电力大小为( )。
A. 0
B. F
C.
D.
5.(25-26高二上·惠州一中·期中)如图所示,带电量分别为q1、q2的A、B小球,用绝缘细线悬挂于同一点,两球静止时,它们位于同一水平面上,相距L,线与竖直方向的夹角分别为α、β,且β>α,重力加速度为g,静电力常数为k。若同时剪断两根细线,空气阻力不计,两球带电量不变,则( )
A.
B.
C. 落地时,B球的水平位移更大
D. 落地时,A球的水平位移更大
6.(25-26高二上·惠州一中·期中)竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘,小球A、B带同种电荷,现用水平向左推力F作用于小球B,两球分别静止在竖直墙面和水平地面上,如图所示,如果将小球B向左推动少许,当两球重新达到平衡时,与原来的平衡状态相比较( )
A. 竖直墙面对小球A的弹力变大
B. 推力F变大
C. 地面对小球B的支持力变大
D. 两小球之间的距离变大
7.(25-26高二上·珠海一中·期中)如图所示,两光滑定滑轮O1、O2分别安装在竖直的固定轻杆上,带电小球A用轻质绝缘细线绕过两滑轮与不带电的物块C相连,与C连接端的细线竖直,在定滑轮O1的正下方用绝缘杆固定一带电小球B,整个系统处于平衡状态。忽略小球A、B及滑轮的大小。若小球A缓慢漏掉一部分电荷,则在该过程中( )
A. 带电小球A、B间的库仑力不变
B. 绝缘细线中的张力减小
C. 地面对C的支持力变大
D. 轻杆对定滑轮O2的作用力不变
8.(25-26高二上·广东茂名一中·期中)有一竖直面内半径为R的光滑绝缘圆弧轨道,两个质量相同的小球A、B(小球半径远小于R)在轨道上保持静止,A、B小球电荷量均为q的同种电荷,稳定时如图,两小球和圆心的连线与竖直方向成45°,静电力常量为k,重力加速度为g,求:
(1)A、B小球间的库仑力大小F;
(2)小球的质量m。
考点3 电场 电场强度
1.(25-26高二上·广东揭阳·期中)下列说法不正确的是( )
A. 密立根最早测得元电荷的数值
B. 牛顿发现了点电荷间的相互作用规律
C. 法拉第首先提出用电场线描绘抽象的电场,这是一种形象化的研究方法
D. 用点电荷来代替实际带电的电荷是采用了理想化物理模型的方法
2.(25-26高二上·汕头金山中学·期中)下面说法中正确的是( )
A. 根据 知,电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比
B. 根据 可知,电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量有关
C. 根据电可知,电容器的电容与其所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比
D. 根据 可知,带电荷量为1C的正电荷,从A 点移动到B 点克服电场力做功为1J,则A、B两点间的电势差
3.(25-26高二上·广东东莞五校·期中)关于下列四幅图画的说法,正确的是( )
A. 甲图中,将带正电的小球靠近不带电的导体,再沿图中虚线将导体分割成A、B两部分后,A所带电荷量小于B所带电荷量
B. 乙图为两个等量异种点电荷周围等势面分布
C. 丙图为负点电荷周围的电场线分布情况
D. 丁图中,将尖锐的金属棒安装在建筑物的顶端并通过导线与大地相连制成避雷针,利用的是尖端放电原理
4.(25-26高二上·广东东莞五校·期中)如图所示,带正电的小球A固定不动,质量为m的带电小球B通过绝缘丝线悬挂在铁架台上,小球B静止时,丝线与竖直方向的夹角为,两球球心在同一水平线上。若小球A的电荷量为,小球B的电荷量为,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 小球B带负电
B. 小球B受到的静电力大小为
C. 小球受到丝线的拉力大小为
D. 小球B所在位置的电场强度大小为
5.(25-26高二上·广州二中·期中)关于对电荷和电场的描述,下列说法正确的是( )
A. 元电荷就是指电子
B. 电势越高的位置,电场强度也越大
C. 沿着电场线方向电势降低
D. 由得,电场中某点的电场强度E与试探电荷在该点所受的电场力F成正比
6.(25-26高二上·广东肇庆中学·期中)反天刀是生活在尼罗河的一种鱼类,沿着它身体的长度方向分布着电器官,这些器官能在鱼周围产生电场,如图为反天刀周围的电场线分布示意图,A、B、C为电场中的点,则下列说法中正确的是( )
A. 反天刀尾部带正电
B. B点电势高于C点电势
C. B点和C点的电场强度可能相同
D. 将一负电荷从A点沿虚线移到C点,电场力对其做负功
7.(25-26高二上·广东茂名一中·期中)如图所示,M、P、N、Q是纸面内一个正方形四条边上的中点,M、N两点连线与P、Q两点连线交于O点,在O处固定一个正点电荷,现在施加一方向平行于纸面的匀强电场后,P点的电场强度变为0,则加匀强电场后,下列说法正确的是( )
A. Q点的电场强度也为0
B. M、N两点的电场强度相同
C. M点的电场强度大于N点的电场强度
D. M、N两点的电场强度方向相互垂直
8.(25-26高二上·珠海一中·期中)在如图所示的四种典型电场的情况中,电场中a、b两点的电场强度相同的是( )
A. 图甲中平行板电容器带电时,极板间(除边缘附近外)的任意两点a、b
B. 图乙中两个等量异种点电荷的连线上,与连线中点O不等距的两点a、b
C. 图丙中离点电荷等距的任意两点a、b
D. 图丁中两个等量同种点电荷的连线的中垂线上,与连线中点O等距的任意两点a、b
9.(25-26高二上·番禺八校·期中)关于电场线和电场强度,下列说法正确的是( )
A. 库仑首先提出电场线形象生动地描绘电场
B. 电场强度是用来表示电场的强弱和方向的物理量
C. 电场强度的方向总是跟试探电荷在该点受到的电场力的方向一致
D. 在电场中某点放入试探电荷,该点的场强为,取走后,该点场强为零
10.(25-26高二上·深圳高级中学·期中)如图所示,一对等量异种点电荷分别固定在圆柱体两底面圆心处,点是圆柱体的几何中心,以为原点建立三维直角坐标系,一个带负电的试探电荷(该电荷的重力忽略不计)在其周围空间运动,下列说法中正确的是( )
A. 点场强为零
B. 点电势不为零
C. 带负电的试探电荷从点沿轴正方向运动时,电场力不做功
D. 平面与圆柱侧面相交,其交线上的点电场强度大小相等,方向不同
考点4 电势能与电势
1.(25-26高二上·深圳外国语学校·期中)如图所示,a、b是一条直线电场线上的两点,电场的方向由a指向b,下列说法正确的是( )
A. a点场强大于b点场强
B. a点的电势一定大于零
C. a点的电势一定小于零
D. 若将一负电荷沿电场线从a点移到b点,其电势能增加
2.(25-26高二上·番禺八校·期中)(多选)空间存在着平行于x轴方向的静电场,其电势随x的分布如图所示,A、M、O、N、B为x轴上的点,,;一带电粒子在电场中仅在电场力作用下从M点由静止开始沿x轴向右运动,则下列判断中正确的是( )
A. 粒子一定带正电
B. 粒子一定能通过N点
C. 粒子从M向O运动过程中所受电场力均匀增大
D. 粒子从M向N运动过程中电势能先减小后增大
3.(25-26高二上·深圳外国语学校·期中)如图所示,正三棱柱的A点固定一个电荷量为+Q的点电荷,C点固定一个电荷量为的点电荷,选取无穷远处电势为0。则( )
A. 点处的电场强度与点处的电场强度相同
B. B点处的电场强度与点处的电场强度相同
C. 将一正试探电荷沿直线从B点移到点,其电势能保持不变
D. 将一负试探电荷从点移到点,电场力做正功
4.(25-26高二上·广州二中·期中)在x轴上坐标为-3L和3L的两点固定两个点电荷,坐标为3L处的点电荷带正电,电荷量大小为Q。两点电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中x=L处电势最低,x轴上M、N两点的横坐标分别为-2L和2L,则( )
A. 两个点电荷为异种电荷
B. 坐标为-3L处点电荷的电荷量大小为2Q
C. 电子在原点O处受到向左的静电力
D. 电子由M点运动到N点,电势能先减小后增大
5.(25-26高二上·广州二中·期中)(多选)如图所示,ABCD是正四面体的四个顶点,在顶点B、C分别固定有带电荷量为+Q的点电荷,O点为BC边的中点。取无限远处电势为零,不考虑电子和试探电荷对电场的影响,则下列说法正确的是( )
A. O点的电势高于A点的电势
B. A点的电场强度与D点的电场强度相同
C. 将电子从O点沿直线移动到D点,电场力一直做正功
D. 将电子从A点沿AD边移动到D点,电场力先做正功后做负功,总功为零
6.(25-26高二上·惠州一中·期中)(多选)绝缘的水平面上存在着沿水平方向的电场,带负电的滑块(可视为质点)在水平面上不同位置所具有的电势能Ep如图甲所示,P点是图线最低点。现将滑块由x=1m处以v=2m/s的初速度沿x轴正方向运动(如图乙),滑块质量m=1kg、与水平面间的动摩擦因数µ=0.1,g取10m/s2,则( )
A. 电场中x=3m处的电势最低
B. 滑块沿x轴正方向运动过程中,速度先增加后减少
C. 滑块运动至x=3m处,速度大小为2m/s
D. 滑块有可能到达x=4m处
7.(25-26高二上·惠州一中·期中)研究表明,蜜蜂是通过静电吸附的方式采集花粉。如图是蜜蜂靠近花朵柱头时形成的电场情况(蜜蜂和柱头用正负点电荷代替),不考虑花粉颗粒的重力。则( )
A. 带负电的花粉颗粒在N点由静止开始能够运动到M点
B. 蜜蜂和柱头带电荷量相同
C. 带负电的花粉颗粒在N点的电势能高于在M点的电势能
D. N点处的场强大于M点处场强
8.(25-26高二上·广州六中·期中)如图所示在圆柱体两底面圆心处分别固定一个等量异种点电荷,O点是圆柱体的几何中心,以O为原点建立三维直角坐标系,一负点电荷(该电荷的重力忽略不计)在其周围空间运动,下列说法中正确的是( )
A. 负点电荷沿y轴运动到O点时加速度为零
B. 负点电荷沿x轴运动到O点过程中电势能逐渐增大,在O点时电势能最大
C. 负点电荷从O点沿z轴正方向运动时,电场力不做功。
D. 平面与圆柱侧面相交,其交线上的点电场强度大小相等,方向不同。
9.(25-26高二上·广州执信中学·期中)如图所示,两个等量正点电荷分别固定在M、N两点,A、B为MN中垂线上的两点,O为垂足,取无限远处电势为零。以下说法正确的是( )
A. A、B、O三点中O点电场强度最大
B. A点电势等于B点电势
C. 如果只受静电力作用的正电荷从A点由静止释放,电荷将沿中垂线做匀加速运动
D. 同一负电荷在A点的电势能小于在B点的电势能
10.(25-26高二上·广州执信中学·期中)(多选)英国科学家法拉第最先尝试用“线”描述磁场和电场,它有利于形象理解不可直接观察的电场和磁场的强弱分布。如图所示为等量的异种电荷电场中的部分电场线分布情况,图中的虚线是两点电荷连线的中垂线,、、、是电场线上的四点,根据如图所示的电场线分布图判断,下列说法正确的是( )
A. 点的电势高于点的电势
B. 、两点的电场强度相等
C. 、两点的场强方向均平行于点电荷连线向右
D. 正试探电荷在点的电势能大于其在点的电势能
考点5 电势差及其与电场强度的关系
1.(25-26高二上·清远一中·期中)关于UAB=和WAB=qUAB的理解,正确的是( )
A. 电场中A、B两点间的电势差和两点间移动电荷的电荷量q成反比
B. UAB与q、WAB无关,甚至与是否移动电荷都没有关系
C. 在电场中A、B两点间沿不同路径移动相同电荷,路径长时WAB较大
D. WAB与q、UAB及电荷移动的路径无关
2.(25-26高二上·深圳高级中学·期中)如图所示,A、B、C为圆的内接正三角形,O为圆心,半径。在平面内存在一个匀强电场。已知A点电势为2V,B点电势为5V;电子从B点移动到C点电场力不做功。则( )
A. 电场强度大小为1V/m
B. 电场方向与BC的夹角为锐角
C. O点的电势为4V
D. O点的电势为3V
3.(25-26高二上·惠州一中·期中)如图所示,a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个梯形的四个顶点,ab平行于cd,且ab边长为cd边长的一半。电场线与梯形所在的平面平行。已知a点的电势是3V,b点的电势是5V,c点的电势是7V,则d点的电势为( )
A. 1V
B. 2V
C. 3V
D. 4V
4.(25-26高二上·广州中学·期中)(多选)“工欲善其事,必先利其器”。由于冷冻电镜的存在,中国科学家得以成功捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞表面ACE2蛋白的结合过程,揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱。电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分,其中的一种电子透镜的一部分电场分布如图所示,虚线为等差等势面,一电子仅在电场力作用下运动的轨迹如图中实线所示,a、b是轨迹上的两点,则( )
A. 电子在a点的加速度大于在b点的加速度
B. 电子在a点的动能小于在b点的动能
C. a点的电势高于b点的电势
D. 电子在a点的电势能大于在b点的电势能
5.(25-26高二上·广雅中学·期中)高铁站内两段水平钢轨连接处设置有8mm厚的机械绝缘节,其起着电气绝缘和机械连接的作用,拉开后各部分如图甲所示。某次列车经过绝缘节时,钢轨A、B之间产生了约为60V的电势差,此时绝缘节顶部空间的等势面分布如图乙所示,其中c点位于绝缘节正上方,下列说法正确的是( )
A. a点的电势低于b点
B. 负电荷在a点电势能比在c点大
C. c点场强方向沿着x轴正方向
D. 绝缘节顶部的场强约为V/m
6.(25-26高二上·清远一中·期中)(多选)如图所示,在某静电除尘器产生的电场中,两带负电荷的微粒只受电场力作用,分别从p点沿虚线、运动,被吸附到金属圆筒上的m点和n点.下列说法正确的是( )
A. m点电场强度小于p点电场强度
B. 两微粒在p点的速度均可为零
C. p、n两点电势差大于p、m两点电势差
D. 微粒从p到n的电势能变化量等于从p到m的电势能变化量
7.(25-26高二上·深圳高级中学·期中)某光伏电站的核心部件由半导体材料制成。一半导体材料内部电场的电场强度E与位置x的关系如图所示,取O点的电势为零,则该电场中N点到P点的电势φ随位置x变化的图像可能为( )
A. B.
C. D.
8.(25-26高二上·广东揭阳·期中)如图所示,、、、为匀强电场中的四个点,水平实线为电场线(方向未标出),,边平行于电场线,且。已知、、、四点的电势分别为,,,则( )
A. 点电势
B. 间的电势差等于间的电势差
C. 匀强电场的电场强度方向水平向右
D. 匀强电场的电场强度大小为
9.(25-26高二上·广州二中·期中)如图是围棋棋盘的一部分,棋盘上每个宫格都是正方形,边长为10cm。a、b、c点为棋盘上三个格点。空间中存在与棋盘平面平行的匀强电场(未画出),测得a、b、c三点的电势分别为0V、5V、10V。若棋子带正电,电荷量,下列说法正确的是( )
A. ab之间的电势差
B. 场强大小E=25V/m
C. 把棋子从a移动到c,电场力做正功
D. 在图示棋盘范围内移动棋子,静电力做功的最大值为0.32J
10.(25-26高二上·广州中学·期中)(多选)纸面内存在沿某方向的匀强电场,在电场中取O点为坐标原点建立x轴,以O为圆心、R为半径作圆,从x轴上的a点开始沿逆时针方向将圆八等分,a~h是圆周上的8个等分点,如图(a)所示;测量圆上各点的电势与半径同x轴正方向的夹角,描绘的图像如图(b)所示,下列说法正确的是( )
A. 沿着bf直径的方向电势降落最快
B. 电场强度的大小为
C. O点的电势为
D. a、e两点的电势差为
试卷第1页,共3页
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考点1电荷
1.【答案】A
2.【答案】B
3.【答案】A
4.【答案】D
5.【答案】A
2》
考点2库仑定律
1.【答案】D
2.【答案】C
3.【答案】c
4.【答案】B
5.【答案】c
6.【答案】D
7.【答案】D
8.【答案】(1)kq2
2R2
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专题01静电场的描述
(2)kq2
2gR2
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考点3电场电场强度
1.【答案】B
2.【答案】B
3.【答案】D
4.【答案】B
5.【答案】c
6.【答案】B
7.【答案】D
8.【答案】A
9.【答案】B
10.【答案】c
》
考点4电势能与电势
1.【答案】D
2.【答案】BD
3.【答案】C
4.【答案】C
5.【答案】AD
6.【答案】BC
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2/3
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7.【答案】C
8.【答案】C
9.【答案】D
10.【答案】AD
》
考点5电势差及其与电场强度的关系
1.【答案】B
2.【答案】c
3.【答案】c
4.【答案】BD
5.【答案】D
6.【答案】AD
7.【答案】C
8.【答案】D
9.【答案】D
10.【答案】BCD
3/3
专题01 静电场的描述
5大高频考点
1. 电荷
2. 库仑定律
3. 电场 电场强度
4. 电势能与电势
5. 电势差及其与电场强度的关系
考点1 电荷
1.(25-26高二上·广东揭阳·期中)关于下列四幅图所涉及的物理知识,错误的是( )
A. 如图甲所示,燃气灶中针尖形点火器利用摩擦起电原理进行点火
B. 如图乙所示,在加油站给车加油前要触摸一下静电释放器,是为了导走人身上的静电
C. 如图丙所示,油罐车行驶途中通常会拖着一条与大地接触的软铁条,其作用是将积累的静电导入大地,从而保障运输安全
D. 如图丁所示,熔喷布是口罩的中间过滤层,是带有静电的超细纤维布,可使体积微小的病毒吸附在上面,这种现象属于静电吸附
【答案】A
【详解】A.燃气灶中针尖形点火器利用尖端放电的原理,尖端的电场强度大,使空气电离放电,点燃燃气,故A错误,符合题意;B.在加油站给车加油前要触摸一下静电释放器,是为了导走人身上的静电,避免静电火花引发危险,故B正确,不符合题意;C.油罐车行驶途中通常会拖着一条与大地接触的软铁条,其作用是将积累的静电导入大地,从而保障运输安全,故C正确,不符合题意;D.熔喷布是口罩的中间过滤层,是带有静电的超细纤维布,可使体积微小的病毒吸附在上面,这种现象属于静电吸附,故D正确,不符合题意。故选A。
2.(25-26高二上·广东茂名一中·期中)使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,所以验电器的上端应带上与小球异种的电荷,而验电器的箔片上将带上与小球同种的电荷。故选B。
3.(25-26高二上·深圳外国语学校·期中)下列有关物理学史的说法中正确的是( )
A. 富兰克林命名了正负电荷
B. 库仑通过油滴实验测定了元电荷e的数值
C. 希腊的哲学家泰勒斯发现摩擦过的琥珀会吸引轻小物体,说明摩擦可以创造电荷
D. 物理学家法拉第提出了电场的概念,并用电场中真实存在的电场线来表示电场的分布
【答案】A
【详解】A.富兰克林在电学实验中首次定义了正电荷和负电荷的术语,并进行了相关研究(如风筝实验),故A正确;B.库仑提出了库仑定律,但元电荷的数值是由密立根通过油滴实验测定的,库仑未参与此实验,故B错误;C.泰勒斯发现摩擦过的琥珀吸引轻小物体,证实了静电现象,但摩擦仅转移电荷(电荷守恒定律),不能创造电荷,故C错误;D.法拉第提出了电场概念并引入电场线表示电场分布,但电场线是人为假想的模型,用于可视化电场,并非真实存在的物理实体,故D错误。故选A。
4.(25-26高二上·珠海一中·期中)下列三幅图反映了三种起电的方式,下列说法正确的是( )
A. 甲图是橡胶棒与毛皮摩擦后,把正电荷传给了毛皮,使橡胶棒带上了负电
B. 乙图无论小球D带正电还是负电,与A接触时都把D的电荷传给C、C,使箔片张开
C. 丙图中先把靠近的带电小球C移开,再分开A、B,则A、B带上了等量异种电荷
D. 三种起电方式的实质都是电子的转移
【答案】D
【详解】A.橡胶棒与毛皮摩擦后,橡胶棒带负电,是因为电子从毛皮转移到橡胶棒,A错误;B.小球D带正电时,电子从A与箔片转移到小球D,使箔片带正电。小球D带负电时,电子从小球D转移到箔片带负电。两种情况均使箔片带同种电荷相斥,使箔片张开,B错误;C.小球C感应A、B,发生静电感应现象,A、B带上等量异种电荷。移开小球C后,静电感应消失,分开后A、B均不带电,C错误;D.三种起电方式的本质都是电子的转移。不带电的物体因失去电子显正电性,得到电子显负电性,电子在转移的过程中,电荷的总量保持不变,D正确。故选D。
5.(25-26高二上·广州二中·期中)关于下面四幅图,下列说法正确的是( )
A. 图甲,带负电的尘埃进入AB之间后,向B板运动
B. 图乙,干燥的冬天人靠近金属被电,是因为手和金属间创造了电荷
C. 图丙,带正电的C球靠近导体AB,使得A端带正电,B端带负电
D. 图丁,直线加速电场使电子的速度增加,偏转电场不能使电子速度增加
【答案】A
【详解】A.由于A板带负电,B板带正电,A、B板间的电场方向水平向左(由B指向A)。带负电的尘埃进入电场后,受到的电场力方向与电场方向相反,即水平向右,因此尘埃会向B板运动,故A正确;B.干燥的冬天人靠近金属被电,是因为手和金属间发生了电荷转移,而不是创造了电荷,故B错误;C.带正电的C球靠近导体AB,A端静电感应带负电,B端带正电,故C错误;D.电子在加速电场中做加速运动,在偏转电场中做类平抛运动,同样可以使电子的速度增加,故D错误。故选A。
考点2 库仑定律
1.(25-26高二上·广州中学·期中)如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则( )
A. P和Q都带正电荷
B. P和Q都带负电荷
C. P带正电荷,Q带负电荷
D. P带负电荷,Q带正电荷
【答案】D
【详解】AB.受力分析可知,P和Q两小球,不能带同种电荷,AB错误;CD.若P球带负电,Q球带正电,如下图所示,恰能满足题意,则C错误D正确,故本题选D.
2.(25-26高二上·广东茂名一中·期中)如图所示,在绝缘水平面上静置两个质量均为m,电荷量均为+Q的物体A和B(A、B均可视为质点),它们间的距离为r,与水平面间的动摩擦因数为μ,则物体A受到的摩擦力( )(重力加速度为g)
A. 大小为μmg,方向水平向左
B. 大小为0
C. 大小为,方向水平向右
D. 大小为,方向水平向左
【答案】C
【分析】【详解】对A进行受力分析,水平方向受到的摩擦力与B的库仑力平衡,有方向水平向右。故选C。【点睛】
3.(25-26高二上·广东名校联考·期中)如图,半径为、竖直的半圆弧绝缘细管(内径极小)固定在水平面上,内壁光滑,圆心处固定一点电荷。将质量为、电荷量为的小球(直径略小于管径)从点由静止释放,小球从细管内滑到最低点时对管壁恰好无压力。静电力常量为,重力加速度大小为,下列说法正确的是( )
A. 小球下落过程中,库仑力对其做正功
B. 圆心处点电荷带负电
C. 圆心处点电荷所带电荷量为
D. 小球运动到点时速度的大小为
【答案】C
【详解】A.小球沿半圆弧管运动时,到圆心的距离始终等于半径,库仑力沿半径方向,与小球速度方向始终垂直,因此库仑力不做功,故A错误;B.小球运动到最低点时,向心力指向圆心。小球对管壁无压力,说明弹力为0,合力向上提供向心力,即,因此库仑力方向向上为吸引力。小球带负电,异种电荷相吸,说明圆心处点电荷带正电,故B错误;D.从到,库仑力不做功,只有重力做功,由动能定理得解得,故D错误;C.在点,弹力为0,合力向上提供向心力整理得解得 ,故C正确。故选C。
4.(25-26高二上·番禺八校·期中)如图所示,是等边三角形,在A点固定放置电荷量为的正点电荷,在C点固定放置一个试探电荷,试探电荷受到的静电力大小为F,再在B点固定放置电荷量为的负点电荷时,试探电荷受到的静电力大小为( )。
A. 0
B. F
C.
D.
【答案】B
【分析】【详解】设等边三角形的边长为L,试探电荷在C受力如图所示 静电力的大小为在B点固定放置电荷量为的负点电荷时,静电力大小为由几何 关系可知,则合成后有故选B。
5.(25-26高二上·惠州一中·期中)如图所示,带电量分别为q1、q2的A、B小球,用绝缘细线悬挂于同一点,两球静止时,它们位于同一水平面上,相距L,线与竖直方向的夹角分别为α、β,且β>α,重力加速度为g,静电力常数为k。若同时剪断两根细线,空气阻力不计,两球带电量不变,则( )
A.
B.
C. 落地时,B球的水平位移更大
D. 落地时,A球的水平位移更大
【答案】C
【详解】AB.两球之间的库仑力是相互作用力,则总是等大反向;剪断细线前对A球分析可知同理对B分析可知因β>α可得,但不能确定q1、q2的关系,AB错误;CD.剪断细线后,两球在竖直方向均做自由落体运动,则落地时间相等;水平方向做变加速运动,根据,可知B的平均加速度较大,则根据可知,落地时B球的水平位移更大,C正确,D错误。故选C。
6.(25-26高二上·惠州一中·期中)竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘,小球A、B带同种电荷,现用水平向左推力F作用于小球B,两球分别静止在竖直墙面和水平地面上,如图所示,如果将小球B向左推动少许,当两球重新达到平衡时,与原来的平衡状态相比较( )
A. 竖直墙面对小球A的弹力变大
B. 推力F变大
C. 地面对小球B的支持力变大
D. 两小球之间的距离变大
【答案】D
【详解】AD.以A球为研究对象,分析受力,如图1所示 设B对A的库仑力与墙壁的夹角为,由平衡条件可得竖直墙面对小球A的弹力将小球B向左推动少许时,减小,则竖直墙面对小球A的弹力减小;库仑力减小,增大,减小,根据库仑定律分析可知,两球之间的距离增大,故A错误,D正确;BC.再以AB整体为研究对象,分析受力如图2所示 由平衡条件可得,由上述分析可知,减小,则F减小,而地面对小球B的支持力一定不变,故BC错误。故选D。
7.(25-26高二上·珠海一中·期中)如图所示,两光滑定滑轮O1、O2分别安装在竖直的固定轻杆上,带电小球A用轻质绝缘细线绕过两滑轮与不带电的物块C相连,与C连接端的细线竖直,在定滑轮O1的正下方用绝缘杆固定一带电小球B,整个系统处于平衡状态。忽略小球A、B及滑轮的大小。若小球A缓慢漏掉一部分电荷,则在该过程中( )
A. 带电小球A、B间的库仑力不变
B. 绝缘细线中的张力减小
C. 地面对C的支持力变大
D. 轻杆对定滑轮O2的作用力不变
【答案】D
【详解】AB.如图所示 将小球A所受到的重力mg、拉力T、库仑力F平移成矢量三角形,它与三角形ABO1相似,有由于O1B、mg不变,故比值不变,由于O1A不变,T不变,AB减小,F减小,故AB错误;C.对物块C,由于绳子拉力不变,地面对C的支持力不变,故C错误;D.对定滑轮O2,由于绳子拉力不变,两绳的夹角不变,所以轻杆对定滑轮O2的作用力不变,故D正确。故选D。
8.(25-26高二上·广东茂名一中·期中)有一竖直面内半径为R的光滑绝缘圆弧轨道,两个质量相同的小球A、B(小球半径远小于R)在轨道上保持静止,A、B小球电荷量均为q的同种电荷,稳定时如图,两小球和圆心的连线与竖直方向成45°,静电力常量为k,重力加速度为g,求:
(1)A、B小球间的库仑力大小F;
(2)小球的质量m。
【答案】(1) (2)
【讲解】(1) 根据几何关系,两小球间的距离根据库仑定律解得
(2) 小球受重力、电场力和支持力。根据平衡条件,有解得
考点3 电场 电场强度
1.(25-26高二上·广东揭阳·期中)下列说法不正确的是( )
A. 密立根最早测得元电荷的数值
B. 牛顿发现了点电荷间的相互作用规律
C. 法拉第首先提出用电场线描绘抽象的电场,这是一种形象化的研究方法
D. 用点电荷来代替实际带电的电荷是采用了理想化物理模型的方法
【答案】B
【详解】A.密立根通过油滴实验最早精确测定了元电荷的数值,这是物理学史上的重要贡献,故A正确,不符合题意;B.点电荷间的相互作用规律由库仑于1785年发现(库仑定律),牛顿的主要贡献在力学领域(如万有引力定律),并未发现点电荷的相互作用规律,故B错误,符合题意;C.法拉第在19世纪首先提出用电场线来形象化地描述抽象的电场,这是一种重要的物理研究方法,故C正确,不符合题意;D.点电荷是忽略带电体大小和形状的理想化模型,用其代替实际带电体属于理想化物理模型方法(如质点模型),故D正确,不符合题意。故选B。
2.(25-26高二上·汕头金山中学·期中)下面说法中正确的是( )
A. 根据 知,电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比
B. 根据 可知,电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量有关
C. 根据电可知,电容器的电容与其所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比
D. 根据 可知,带电荷量为1C的正电荷,从A 点移动到B 点克服电场力做功为1J,则A、B两点间的电势差
【答案】B
【详解】A.根据但是这是电场强度的定义公式,场强只与场源电荷及在电场中的位置有关,与试探电荷的电荷量无关,A错误;B.根据这是点电荷的场强公式,是决定式,则电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量有关,B正确;C.根据这是电容器的电容的定义公式,平行板电容器电容大小的决定式为可见,电容的大小只与本身性质有关,与所带电荷量和两极板间的电压无关,C错误;D.根据可知带电荷量为1C的正电荷,从电场中的A点移动到B点克服电场力做功为1J,则A、B两点间的电势差为-1V, D错误。故选B。
3.(25-26高二上·广东东莞五校·期中)关于下列四幅图画的说法,正确的是( )
A. 甲图中,将带正电的小球靠近不带电的导体,再沿图中虚线将导体分割成A、B两部分后,A所带电荷量小于B所带电荷量
B. 乙图为两个等量异种点电荷周围等势面分布
C. 丙图为负点电荷周围的电场线分布情况
D. 丁图中,将尖锐的金属棒安装在建筑物的顶端并通过导线与大地相连制成避雷针,利用的是尖端放电原理
【答案】D
【详解】A.根据电荷守恒定律,甲图中,将带正电的小球C靠近不带电的导体,再沿图中虚线将导体分割成A、B两部分后,A所带电荷量等于B所带电荷量,故A错误;B.根据电场线从正电荷或无穷远出发,终止于无穷远或负电荷,可知乙图中的是电场线分布,等量异种点电荷的等势面是一系列曲面,与电场线垂直,故B错误;C.根据电场线从正电荷或无穷远出发,终止于无穷远或负电荷,丙图中电场线是向外辐射的,说明这是正点电荷周围的电场线分布,故C错误;D.避雷针的工作原理是尖端放电,即尖锐的金属棒容易聚集电荷,使空气电离,从而将云层中的电荷导入大地,避免建筑物被雷击,故D正确。故选D。
4.(25-26高二上·广东东莞五校·期中)如图所示,带正电的小球A固定不动,质量为m的带电小球B通过绝缘丝线悬挂在铁架台上,小球B静止时,丝线与竖直方向的夹角为,两球球心在同一水平线上。若小球A的电荷量为,小球B的电荷量为,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 小球B带负电
B. 小球B受到的静电力大小为
C. 小球受到丝线的拉力大小为
D. 小球B所在位置的电场强度大小为
【答案】B
【详解】A.对B球受力分析,电场力水平向右,属于排斥力,由于A球带正电,所以B球带正电,故A错误;BC.小球B受力如图所示 根据平衡条件,可得小球B受到的静电力大小为小球受到丝线的拉力大小为故B正确,C错误;D.根据电场强度的定义式,可得小球B所在位置的电场强度大小为故D错误。故选B。
5.(25-26高二上·广州二中·期中)关于对电荷和电场的描述,下列说法正确的是( )
A. 元电荷就是指电子
B. 电势越高的位置,电场强度也越大
C. 沿着电场线方向电势降低
D. 由得,电场中某点的电场强度E与试探电荷在该点所受的电场力F成正比
【答案】C
【详解】A.元电荷是电荷量的最小单位,其值为 ,而电子是带有一个元电荷电荷量的粒子,不是元电荷,故A错误;B.电势高低与电场强度无必然联系,如在匀强电场中,电势沿着电场线降低,但电场强度恒定,故B错误;C.电场线方向规定为正电荷受力方向,沿电场线方向移动正电荷时,电场力做正功,电势能减小,故电势降低,故C正确;D.电场强度是电场本身的属性,与试探电荷在该点所受的电场力无关,故D错误。故选C。
6.(25-26高二上·广东肇庆中学·期中)反天刀是生活在尼罗河的一种鱼类,沿着它身体的长度方向分布着电器官,这些器官能在鱼周围产生电场,如图为反天刀周围的电场线分布示意图,A、B、C为电场中的点,则下列说法中正确的是( )
A. 反天刀尾部带正电
B. B点电势高于C点电势
C. B点和C点的电场强度可能相同
D. 将一负电荷从A点沿虚线移到C点,电场力对其做负功
【答案】B
【详解】A.反天刀尾部的电场线指向电荷本身,故尾部带负电,A错误;B.沿着电场线方向电势降低,故B点电势高于C点电势,B正确;C.电场线的切线方向表示场强方向,由图可知,B点和C点的场强方向不同,故电场强度不相同,C错误;D.将一负电荷从A点沿虚线移到C点,电场力对其做正功,D错误。故选B。
7.(25-26高二上·广东茂名一中·期中)如图所示,M、P、N、Q是纸面内一个正方形四条边上的中点,M、N两点连线与P、Q两点连线交于O点,在O处固定一个正点电荷,现在施加一方向平行于纸面的匀强电场后,P点的电场强度变为0,则加匀强电场后,下列说法正确的是( )
A. Q点的电场强度也为0
B. M、N两点的电场强度相同
C. M点的电场强度大于N点的电场强度
D. M、N两点的电场强度方向相互垂直
【答案】D
【详解】在O处固定一个正点电荷,现在施加一方向平行于纸面的匀强电场后,P点的电场强度变为0,根据叠加原理可知,匀强电场的方向向下。A.Q点的电场强度不为0,点电荷与匀强电场在该点场强方向相同,故A错误;BCD.根据叠加原理可知,点电荷与匀强电场在该点场强方向相互垂直,大小相等,根据几何关系可知,M、N两点的电场强度大小相同,方向相互垂直,故BC错误,D正确。故选D。
8.(25-26高二上·珠海一中·期中)在如图所示的四种典型电场的情况中,电场中a、b两点的电场强度相同的是( )
A. 图甲中平行板电容器带电时,极板间(除边缘附近外)的任意两点a、b
B. 图乙中两个等量异种点电荷的连线上,与连线中点O不等距的两点a、b
C. 图丙中离点电荷等距的任意两点a、b
D. 图丁中两个等量同种点电荷的连线的中垂线上,与连线中点O等距的任意两点a、b
【答案】A
【详解】A.图甲中平行板电容器带电时,极板间(除边缘附近外)为匀强电场,则任意两点(除边缘附近外)a、b电场强度相同,故A正确;B.两个等量异号点电荷的连线上,据电场线的对称性可知,与连线中点O不等距的两点a、b电场强度大小不等,方向相同,故B错误;C.离点电荷Q等距的任意两点a、b电场强度大小相等,但方向不同,则电场强度不同,故C错误;D.两个等量同号点电荷连线的中垂线上,与中点O等距的任意两点a、b场强大小相等,但方向相反,所以电场强度不同,故D错误。故选A。
9.(25-26高二上·番禺八校·期中)关于电场线和电场强度,下列说法正确的是( )
A. 库仑首先提出电场线形象生动地描绘电场
B. 电场强度是用来表示电场的强弱和方向的物理量
C. 电场强度的方向总是跟试探电荷在该点受到的电场力的方向一致
D. 在电场中某点放入试探电荷,该点的场强为,取走后,该点场强为零
【答案】B
【详解】A.法拉第首先提出电场线形象生动地描绘电场,故A错误;B.电场强度是用来表示电场的强弱和方向的物理量,故B正确;C.电场强度的方向跟正试探电荷在该点受到的电场力的方向一致,跟负试探电荷在该点受到的电场力的方向相反,故C错误;D.在电场中某点的电场强度由电场本身性质决定,所以取走后,该点场强不变,故D错误。故选B。
10.(25-26高二上·深圳高级中学·期中)如图所示,一对等量异种点电荷分别固定在圆柱体两底面圆心处,点是圆柱体的几何中心,以为原点建立三维直角坐标系,一个带负电的试探电荷(该电荷的重力忽略不计)在其周围空间运动,下列说法中正确的是( )
A. 点场强为零
B. 点电势不为零
C. 带负电的试探电荷从点沿轴正方向运动时,电场力不做功
D. 平面与圆柱侧面相交,其交线上的点电场强度大小相等,方向不同
【答案】C
【详解】A.根据点电荷的场强公式一对等量异种点电荷在它们连线的中点点产生的分场强等大,同向,故点合场强不为零故A错误;BC.据点电荷的电势公式点电势为零,据电场线与等势面垂直,平面为等势面,沿等势面移动电荷电场力不做功,故B错误,C正确;D.平面与圆柱侧面相交,其交线上距离两底面上电荷近的地方电场线密集,电场强度大,故交线上的点电场强度大小不相等,方向不同,故D错误。故选C。
考点4 电势能与电势
1.(25-26高二上·深圳外国语学校·期中)如图所示,a、b是一条直线电场线上的两点,电场的方向由a指向b,下列说法正确的是( )
A. a点场强大于b点场强
B. a点的电势一定大于零
C. a点的电势一定小于零
D. 若将一负电荷沿电场线从a点移到b点,其电势能增加
【答案】D
【详解】A.根据题图无法判断 a、b两点场强大小关系,故A错误;BC. 电势是相对的,没有确定零势能面,故不能确定a点的电势大小,故BC错误;D. 若将一负电荷沿电场线从a点移到b点,电场力做负功,其电势能增加,故D正确。故选D。
2.(25-26高二上·番禺八校·期中)(多选)空间存在着平行于x轴方向的静电场,其电势随x的分布如图所示,A、M、O、N、B为x轴上的点,,;一带电粒子在电场中仅在电场力作用下从M点由静止开始沿x轴向右运动,则下列判断中正确的是( )
A. 粒子一定带正电
B. 粒子一定能通过N点
C. 粒子从M向O运动过程中所受电场力均匀增大
D. 粒子从M向N运动过程中电势能先减小后增大
【答案】BD
【详解】A.沿电场线电势逐渐降低,可知O点左侧电场线向左,O点右侧电场线向右,粒子从M点由静止开始沿x轴向右运动,因此粒子一定带负电,A错误;B.粒子向右运动时,在O点左侧向右做加速运动,通过O点后做减速运动,由能量关系可知粒子能到达O点右侧与M点电势相等的位置,由图可知,M点电势低于N点,则粒子一定能通过N点,B正确;C.因图像的斜率等于场强,可知O点左侧场强不变,粒子从M向O运动过程中所受电场力不变,C错误;D.粒子从M向N运动过程中电势先升高后降低,可知带负电的粒子电势能先减小后增大,D正确。故选BD。
3.(25-26高二上·深圳外国语学校·期中)如图所示,正三棱柱的A点固定一个电荷量为+Q的点电荷,C点固定一个电荷量为的点电荷,选取无穷远处电势为0。则( )
A. 点处的电场强度与点处的电场强度相同
B. B点处的电场强度与点处的电场强度相同
C. 将一正试探电荷沿直线从B点移到点,其电势能保持不变
D. 将一负试探电荷从点移到点,电场力做正功
【答案】C
【详解】A.根据等量异种电荷电场分布以及对称性可知,点处的电场强度与点处的电场强度大小相等,方向不同,故A错误;B.根据等量异种电荷连线中垂面的电场分布可知,B点处的电场强度与点处的电场强度大小不同,方向相同,故B错误;C.根据等量异种电荷连线中垂面为等势面,故将一正试探电荷沿直线从B点移到点,电场力不做功,其电势能保持不变,故C正确;D.将一负试探电荷从点移到点,负电荷逐渐远离正电荷,逐渐靠近负电荷,电势降低,可知电场力做负功,故D错误。故选C。
4.(25-26高二上·广州二中·期中)在x轴上坐标为-3L和3L的两点固定两个点电荷,坐标为3L处的点电荷带正电,电荷量大小为Q。两点电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中x=L处电势最低,x轴上M、N两点的横坐标分别为-2L和2L,则( )
A. 两个点电荷为异种电荷
B. 坐标为-3L处点电荷的电荷量大小为2Q
C. 电子在原点O处受到向左的静电力
D. 电子由M点运动到N点,电势能先减小后增大
【答案】C
【详解】A.正电荷周围的电势为正,负电荷周围的电势为负,因此由图可知,两点电荷均为正电荷,故A错误;B.在处电势最低,此处图线的斜率为0,即该点的合场强为0,设坐标为-3L处电荷的电荷量大小为,列式得解得,故B错误;C.原点O处的合场强为合场强方向向右,电子受到的静电力向左,故C正确;D.由M点到N点电势先减小后增大,所以电子由M点运动到N点的过程,电势能先增大后减小,故D错误。故选C。
5.(25-26高二上·广州二中·期中)(多选)如图所示,ABCD是正四面体的四个顶点,在顶点B、C分别固定有带电荷量为+Q的点电荷,O点为BC边的中点。取无限远处电势为零,不考虑电子和试探电荷对电场的影响,则下列说法正确的是( )
A. O点的电势高于A点的电势
B. A点的电场强度与D点的电场强度相同
C. 将电子从O点沿直线移动到D点,电场力一直做正功
D. 将电子从A点沿AD边移动到D点,电场力先做正功后做负功,总功为零
【答案】AD
【详解】A.根据几何关系可知,点为中点,直线是线段的中垂线,沿电场线电势降低,根据等量正点电荷电场分布特征可知,点电势大于点电势,故A正确;B.根据几何关系可知,、点距点的距离相等,根据等量正点电荷电场分布特征可知,、两点的电场强度大小相等,方向不同,所以电场强度不同,故B错误;C.根据等量正点电荷电场分布特征可知,电子由点沿直线移动到点过程,电场力方向与电场强度方向始终相反,则电场力一直做负功,故C错误;D.将电子从点沿边移动到点,试探电荷到点间距先减小后增大,试探电荷所受电场力先做正功后做负功,由于等于,根据对称性可知,总功为零,故D正确。故选AD。
6.(25-26高二上·惠州一中·期中)(多选)绝缘的水平面上存在着沿水平方向的电场,带负电的滑块(可视为质点)在水平面上不同位置所具有的电势能Ep如图甲所示,P点是图线最低点。现将滑块由x=1m处以v=2m/s的初速度沿x轴正方向运动(如图乙),滑块质量m=1kg、与水平面间的动摩擦因数µ=0.1,g取10m/s2,则( )
A. 电场中x=3m处的电势最低
B. 滑块沿x轴正方向运动过程中,速度先增加后减少
C. 滑块运动至x=3m处,速度大小为2m/s
D. 滑块有可能到达x=4m处
【答案】BC
【详解】A.滑块在x=3m处电势能最小,由于滑块带负电,可知x=3m处的电势最高,故A错误;C.滑块从x=1m处运动到x=3m处的过程,根据能量守恒可得代入数据解得,故C正确;B.图像斜率的绝对值表示电场力大小,由图可知,从x=1m处到x=3m处,滑块受到的电场力逐渐减小,x=3m处滑块受到的电场力为零,又因滑块从x=1m处运动到x=3m处初末动能相等,则该过程中滑块必然先加速后减速,故B正确;D.滑块在x=1m处的电势能与在x=4m处的电势能相等,则滑块从x=1m处到x=4m处,电场力做功为零,该过程需要克服摩擦力做功为故滑块不可能到达x=4m处,故D错误。故选BC。
7.(25-26高二上·惠州一中·期中)研究表明,蜜蜂是通过静电吸附的方式采集花粉。如图是蜜蜂靠近花朵柱头时形成的电场情况(蜜蜂和柱头用正负点电荷代替),不考虑花粉颗粒的重力。则( )
A. 带负电的花粉颗粒在N点由静止开始能够运动到M点
B. 蜜蜂和柱头带电荷量相同
C. 带负电的花粉颗粒在N点的电势能高于在M点的电势能
D. N点处的场强大于M点处场强
【答案】C
【详解】A.带负电的花粉颗粒在N点由静止运动时,将沿在N点的受力方向运动,无法运动到M点,故A错误;B.根据电场线的疏密程度可知,蜜蜂和柱头带的电荷量不相同,故B错误;C.根据可知,负电荷在电势低的地方具有的电势能大,在电势高的地方电势能小,由图可知,M点的电势高于N点的电势,因此带负电的花粉颗粒在N点的电势能高于在M点的电势能,故C正确;D.根据电场线的疏密程度可知,N点的场强小于M点的场强,故D错误。故选C。
8.(25-26高二上·广州六中·期中)如图所示在圆柱体两底面圆心处分别固定一个等量异种点电荷,O点是圆柱体的几何中心,以O为原点建立三维直角坐标系,一负点电荷(该电荷的重力忽略不计)在其周围空间运动,下列说法中正确的是( )
A. 负点电荷沿y轴运动到O点时加速度为零
B. 负点电荷沿x轴运动到O点过程中电势能逐渐增大,在O点时电势能最大
C. 负点电荷从O点沿z轴正方向运动时,电场力不做功。
D. 平面与圆柱侧面相交,其交线上的点电场强度大小相等,方向不同。
【答案】C
【详解】A.等量异种点电荷连线中点(圆柱体的几何中心)的场强不为零,电场力和加速度不为零,故A错误;B.等量异种点电荷的中垂面为等势面,且电势为0,故电势能不变且为零,故B错误;C.负电荷沿轴正方向运动时,电场力做不做功,电势能不变,故C正确;D.根据电场强度矢量合成法则,交线上的点电场强度大小相等,方向相同,故D错误。故选C。
9.(25-26高二上·广州执信中学·期中)如图所示,两个等量正点电荷分别固定在M、N两点,A、B为MN中垂线上的两点,O为垂足,取无限远处电势为零。以下说法正确的是( )
A. A、B、O三点中O点电场强度最大
B. A点电势等于B点电势
C. 如果只受静电力作用的正电荷从A点由静止释放,电荷将沿中垂线做匀加速运动
D. 同一负电荷在A点的电势能小于在B点的电势能
【答案】D
【详解】AC.根据等量同种正点电荷场强特点,两个点电荷连线的中点场强为0,在中垂线上,从点电荷连线中点到无穷远,场强先增大后减小,因此A、B、O三点中O点电场强度最小。由可知加速度在变化,因此只受静电力作用的正电荷从A点由静止释放,电荷将沿中垂线做变加速运动,故AC错误; BD.沿电场线方向电势逐渐降低,根据等量同种正点电荷电势特点,在中垂线上,从点电荷连线中点到无穷远,电势一直降低,因此A点电势大于B点电势。根据可知同一负电荷在A点的电势能小于在B点的电势能。故B错误,D正确。故选D。
10.(25-26高二上·广州执信中学·期中)(多选)英国科学家法拉第最先尝试用“线”描述磁场和电场,它有利于形象理解不可直接观察的电场和磁场的强弱分布。如图所示为等量的异种电荷电场中的部分电场线分布情况,图中的虚线是两点电荷连线的中垂线,、、、是电场线上的四点,根据如图所示的电场线分布图判断,下列说法正确的是( )
A. 点的电势高于点的电势
B. 、两点的电场强度相等
C. 、两点的场强方向均平行于点电荷连线向右
D. 正试探电荷在点的电势能大于其在点的电势能
【答案】AD
【详解】A.AB两点在同一条电场线上,沿着电场线方向电势降低,A点的电势高于B点的电势,A正确; B.电场线上某点的切线方向代表该点的场强方向,AB两点电场方向不同,B错误; C.电场线方向起于正电荷,止于负电荷,C、D两点的场强方向均平行于点电荷连线向左,C错误; D.过A点画电场线的垂线(等势线),可以判断A点电势高于C点电势,根据可知正试探电荷在点的电势能大于其在点的电势能,D正确。 故选AD。
考点5 电势差及其与电场强度的关系
1.(25-26高二上·清远一中·期中)关于UAB=和WAB=qUAB的理解,正确的是( )
A. 电场中A、B两点间的电势差和两点间移动电荷的电荷量q成反比
B. UAB与q、WAB无关,甚至与是否移动电荷都没有关系
C. 在电场中A、B两点间沿不同路径移动相同电荷,路径长时WAB较大
D. WAB与q、UAB及电荷移动的路径无关
【答案】B
【详解】A.电势差公式UAB=是比值定义法,电场中的A、B两点间的电势差和两点间移动电荷的电量q和电场力做功均无关,A错误;B.电势差公式UAB=是比值定义法,UAB与q、WAB无关,甚至与是否移动电荷都没有关系,B正确;C.根据公式WAB=qUAB,在电场中A、B 两点移动不同的电荷,电场力的功WAB和电量q成正比,与路径无关,C错误;D.电场力做功与路径无关,电场力的功WAB和电量q成正比,即WAB与q成正比,但与电荷移动的路径无关,D错误。故选B。
2.(25-26高二上·深圳高级中学·期中)如图所示,A、B、C为圆的内接正三角形,O为圆心,半径。在平面内存在一个匀强电场。已知A点电势为2V,B点电势为5V;电子从B点移动到C点电场力不做功。则( )
A. 电场强度大小为1V/m
B. 电场方向与BC的夹角为锐角
C. O点的电势为4V
D. O点的电势为3V
【答案】C
【详解】AB.因为电子从B点移动到C点电场力不做功,即B、C两点的电势差为零,故BC为等势线,可电场线与BC垂直,电场强度的大小为其中代入数据,解得,故AB错误;CD.根据几何关系有场线与BC垂直,故在匀强电场中,根据可得解得V,故C正确,D错误。故选C。
3.(25-26高二上·惠州一中·期中)如图所示,a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个梯形的四个顶点,ab平行于cd,且ab边长为cd边长的一半。电场线与梯形所在的平面平行。已知a点的电势是3V,b点的电势是5V,c点的电势是7V,则d点的电势为( )
A. 1V
B. 2V
C. 3V
D. 4V
【答案】C
【详解】设e为cd中点,连接b、e,如图所示 在匀强电场中,沿任意平行方向的相等的长度上,电势降落相等,有可得d点的电势,选项C正确。故选C。
4.(25-26高二上·广州中学·期中)(多选)“工欲善其事,必先利其器”。由于冷冻电镜的存在,中国科学家得以成功捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞表面ACE2蛋白的结合过程,揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱。电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分,其中的一种电子透镜的一部分电场分布如图所示,虚线为等差等势面,一电子仅在电场力作用下运动的轨迹如图中实线所示,a、b是轨迹上的两点,则( )
A. 电子在a点的加速度大于在b点的加速度
B. 电子在a点的动能小于在b点的动能
C. a点的电势高于b点的电势
D. 电子在a点的电势能大于在b点的电势能
【答案】BD
【详解】A.等差等势面越密集,场强越大,所以a点的电场强度小于b点的电场强度,根据,则电子在a点的加速度小于在b点的加速度,故A错误;BCD.根据电场方向与等势面垂直,电场力方向位于运动轨迹的凹侧,电子在电场中的受力和电场方向如图所示 根据沿电场方向电势降低,可知a点的电势低于b点的电势;由于电子带负电,电子在a点的电势能大于在b点的电势能;由于只有电场力做功,电势能和动能之和保持不变,即电子在a点的动能小于在b点的动能,故BD正确,C错误。故选BD。
5.(25-26高二上·广雅中学·期中)高铁站内两段水平钢轨连接处设置有8mm厚的机械绝缘节,其起着电气绝缘和机械连接的作用,拉开后各部分如图甲所示。某次列车经过绝缘节时,钢轨A、B之间产生了约为60V的电势差,此时绝缘节顶部空间的等势面分布如图乙所示,其中c点位于绝缘节正上方,下列说法正确的是( )
A. a点的电势低于b点
B. 负电荷在a点电势能比在c点大
C. c点场强方向沿着x轴正方向
D. 绝缘节顶部的场强约为V/m
【答案】D
【详解】A.由图乙,a点的电势与b点相等,故A错误;B.由图乙,a点电势比c点高,则负电荷在a点电势能比在c点小,故B错误;C.由图乙,c点场强方向与等势线垂直并指向低电势处,则c点场强方向沿着x轴负方向,故C错误;D.绝缘节顶部的场强约为,故D正确。故选D。
6.(25-26高二上·清远一中·期中)(多选)如图所示,在某静电除尘器产生的电场中,两带负电荷的微粒只受电场力作用,分别从p点沿虚线、运动,被吸附到金属圆筒上的m点和n点.下列说法正确的是( )
A. m点电场强度小于p点电场强度
B. 两微粒在p点的速度均可为零
C. p、n两点电势差大于p、m两点电势差
D. 微粒从p到n的电势能变化量等于从p到m的电势能变化量
【答案】AD
【详解】A.根据电场线疏密程度表示电场的大小,由图可知,m点电场强度小于p点电场强度,故A正确;B.由图可知,粒子从p点沿曲线运动到点,由于只受电场力,则粒子在p点的速度不可能为零,粒子从p点沿曲线运动到点,由于只受电场力,粒子在p点的速度可能为零,故B错误;CD.根据电场线与等势面的关系可知,、在同一等势面上,则p、n两点电势差等于p、m两点电势差,由电场力做功公式可知,微粒从p到n的电场力做功等于从p到m的电场力做功,则微粒从p到n的电势能变化量等于从p到m的电势能变化量,故D正确。故选AD。
7.(25-26高二上·深圳高级中学·期中)某光伏电站的核心部件由半导体材料制成。一半导体材料内部电场的电场强度E与位置x的关系如图所示,取O点的电势为零,则该电场中N点到P点的电势φ随位置x变化的图像可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】ABC.根据电势φ随位置x变化的图像的斜率表示电场强度。沿着x轴正方向电场强度先增大后减小,电势φ随位置x变化的图像的斜率先增大后减小。C正确,AB错误;D.从N点到P点,电场强度均为正值,电场强度的方向不变,所以电势φ随位置x变化的图像斜率的方向不变,D错误。故选C。
8.(25-26高二上·广东揭阳·期中)如图所示,、、、为匀强电场中的四个点,水平实线为电场线(方向未标出),,边平行于电场线,且。已知、、、四点的电势分别为,,,则( )
A. 点电势
B. 间的电势差等于间的电势差
C. 匀强电场的电场强度方向水平向右
D. 匀强电场的电场强度大小为
【答案】D
【详解】A.因为是匀强电场,所以代入数据解得,故A错误;B.根据上述分析可知,故B错误;C.沿电场线的方向电势逐渐降低,由于,,因此匀强电场的电场强度方向水平向左,故C错误;D.设b、c的中点为f,则有即a、f在同一等势面上,因此电场强度的大小为,故D正确。故选D。
9.(25-26高二上·广州二中·期中)如图是围棋棋盘的一部分,棋盘上每个宫格都是正方形,边长为10cm。a、b、c点为棋盘上三个格点。空间中存在与棋盘平面平行的匀强电场(未画出),测得a、b、c三点的电势分别为0V、5V、10V。若棋子带正电,电荷量,下列说法正确的是( )
A. ab之间的电势差
B. 场强大小E=25V/m
C. 把棋子从a移动到c,电场力做正功
D. 在图示棋盘范围内移动棋子,静电力做功的最大值为0.32J
【答案】D
【详解】A.ab之间的电势差,A错误;B.ac中点的电势可知ac中点与b点连线为等势面,电场线与等势面正交,可知场强方向由c指向a,大小为,B错误;C.棋子带正电,则把棋子从a移动到c,电场力做负功,C错误;D.在图示棋盘范围内移动棋子,沿对角线从右下角到左上角移动时,静电力做功最大,则静电力做功的最大值为,D正确。故选D。
10.(25-26高二上·广州中学·期中)(多选)纸面内存在沿某方向的匀强电场,在电场中取O点为坐标原点建立x轴,以O为圆心、R为半径作圆,从x轴上的a点开始沿逆时针方向将圆八等分,a~h是圆周上的8个等分点,如图(a)所示;测量圆上各点的电势与半径同x轴正方向的夹角,描绘的图像如图(b)所示,下列说法正确的是( )
A. 沿着bf直径的方向电势降落最快
B. 电场强度的大小为
C. O点的电势为
D. a、e两点的电势差为
【答案】BCD
【详解】A.根据图(b)可知,圆周上电势最高点和最低点所在直径与轴夹角为,设圆周上电势最高点为,圆周上电势最低点为,则直径方向为电场线方向,根据沿电场线方向电势降落最快,故沿着mn直径的方向电势降落最快,故A错误;B.电场强度的大小为故B正确;C.O点的电势为故C正确;D.a、e两点的电势差为故D正确。故选BCD。
试卷第1页,共3页
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