9.3 电场 电场强度 同步练习
一、单选题
1.一个质量为m,电荷量为+q的小球在方向竖直的匀强电场中足够高处由静止释放,电场强度按图示的E-t图线变化,,竖直向上为正方向,下列说法中正确的是( )
A.0~2t内,小球所受到合外力的冲量为零 B.0~2t内,小球所受重力的冲量为零
C.0~2t内,重力对小球做功为零 D.0~2t内,小球的电势能先减小后增大
2.关于电场,下列叙述中正确的是( )
A.对点电荷激发的电场,以点电荷为球心、r为半径的球面上,各点的电场强度都相同
B.正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大
C.在电场中某点放入试探电荷q,该点的电场强度为,取走q后,该点电场强度不为零
D.试探电荷所受电场力很大,该点电场强度一定很大
3.下列说法中正确的是( )
A.电荷在某处不受电场力作用,但该处电场强度不一定为零
B.一小段通电导体在某处不受安培力作用,则该处磁感应强度一定为零
C.当置于匀强磁场中的导体长度和电流大小一定时,那么导体所受的安培力大小也是一定的
D.在磁感应强度为B的匀强磁场中,长为L、电流为I的载流导体所受到的安培力的大小,介于零和BIL之间
4.两个带等量正电的点电荷,固定在图中P、Q两点,MN为PQ连线的中垂线,交PQ于O点,A点为MN上的一点.取无限远处的电势为零,一带负电的试探电荷q,在静电力作用下运动,则( )
A.若q从A点由静止释放,由A点向O点运动的过程中,加速度大小一定先变大再减小
B.若q从A点由静止释放,其将以O点为对称中心做往复运动
C.q由A点向O点运动时,其动能逐渐增大,电势能逐渐增大
D.若在A点给q一个合适的初速度,它可以做类平抛运动
5.如图所示,图中实线是一簇未标明方向的电场线,虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,带电粒子在运动过程中只受电场力作用,则( )
A.带电粒子一定带正电
B.若带电粒子从a点运动到b点,则有
C.若带电粒子从b点运动到a点,则有
D.无论带电粒的运动方向如何,带电粒子在a点的加速度一定小于在b点的加速度
6.关于匀强电场的说法中正确的是
A.电场强度的大小和方向处处相同
B.匀强电场的电场线是不平行直线
C.逆着电场线方向的各场点电场强度越来越大
D.不同点电荷在匀强电场中所受电场力一样
7.关于下列物理量的意义,说法正确的是( )
A.电场强度E表示电场的强弱和方向,E越大,电荷所受电场力一定越大
B.电容C表示电容器储存电荷的能力,C越大,电容器储存的电荷一定越多
C.电阻R表示导体对电流的阻碍作用,R越大,通过导体的电流一定越小
D.电动势E越大,表示电源将其它形式的能量转化为电能的本领越强
8.如图是点电荷电场中的一条电场线,下面说法正确的是
A.A点场强一定大于B点场强
B.若在B点无初速释放一个电子,其一定向B点的左方运动
C.该点电荷一定带正电
D.该点电荷一定带负电
9.如图所示,x轴上有四个点,任意相邻两点距离相等。在O点固定带电量为的点电荷,在B点固定带电量为的点电荷。取无穷远处电势为零,则由这两个点电荷形成的空间电场分布中,下列说法正确的是( )
A.A点电势等于零
B.C点电场强度水平向右
C.A点电场强度大于C点电场强度
D.将正试探电荷从A点移到C点,电场力做负功
10.下列说法正确的是( )
A.两物体A、B的速度分别为6m/s、m/s,则A的速度更大
B.质点在A、B两点的重力势能分别为6J、J,则质点在A点的重力势能更大
C.空间中A、B两点的电场强度分别为6V/m、V/m,则B点处的场强更弱
D.空间中A、B两点的电势分别为6V、V,则B点的电势更高
11.关于静电场,以下叙述中正确的是( )
A.点电荷是理想化物理模型,通常体积小的带电体都可以看成是点电荷
B.电场中某点的电场强度方向即为试探电荷在该点的受力方向
C.电场强度是矢量,运算时遵循平行四边形定则
D.沿电场线方向,电场强度一定越来越小
12.关于同一电场的电场线,下列表述正确的是( )
A.电场线是客观存在的
B.电场线,即不能重合也不能相交
C.沿着电场线方向,电场强度越来越大
D.电荷在沿电场线方向移动时,电势能减小
13.下列说法正确的是( )
A.电场中某点强度的方向与电荷在该点所受电场力的方向一致
B.电场中某点强度的大小与电荷在该点所受电场力的大小成正比
C.电场中任一点的电势都有一个确定数值
D.电势是描述电场能的性质的物理量,由电场自身决定
14.电场的电场线分布如图所示,电场中有,两点,则以下判断正确的是( )
A.点的电场强度大于点的电场强度,点的电势高于点的电势
B.若将一个电荷由点移到点,电荷克服电场力做功,则该电荷一定为负电荷
C.若将一个正电荷由点释放,该电荷将在电场中做加速度减小的加速运动
D.一个负电荷处于点的电势能小于它处于点的电势能
15.如图是点电荷的电场线分布图,点和点到点电荷距离相等,下列说法正确的是
A.该点电荷是负点电荷
B.、两点的电场强度相同
C.、两点的电势差为零
D.该电场为匀强电场
16.y轴上放置着一块不带电的无限大接地金属板,现在x轴上的(L,0)点放一电量为q的正点电荷,它们之间的电场线分布如图甲所示.两个相距为2L的电量均为q的等量异种点电荷之间的电场线分布如图乙所示.某同学经过探究之后发现图甲所示的电场线分布与图乙中虚线(两点电荷连线的中垂线)右侧的电场线分布相同,则P(2L,0)点的电场强度的大小是
A.. B. C. D.
17.如图所示,虚线表示某电场中的四个等势面,相邻等势面间的电势差相等。一个不计重力的带负电的粒子从右侧垂直等势面φ4向左进入电场,运动轨迹与等势面分别交于a、b、c三点,则可以判断
A.φ1>φ2>φ3>φ4
B.粒子的运动轨迹和φ2等势面可能垂直
C.φ4等势面上各点场强处处相等
D.该区域可能是等量异种点电荷形成的电场
18.如图所示,实线为某孤立点电荷产生的电场的几条电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力的作用,下列说法中正确的是( )
A.该电场一定是由负点电荷所激发的电场
B.电场中a点的电势一定比b点的电势高
C.带电粒子在b点的加速度一定比在a点的加速度大
D.带电粒子在b点的电势能一定比在a点的电势能大
19.如图所示,处于真空中的正四面体结构的四个顶点a、b、c、d,在a点放置一个电量为+Q 的点电荷,在b点放置一个电量为-Q的点电荷,则下列关于c、d两点电场强度和电势关系的描述中正确的是( )
A.电势相同,场强不同
B.电势相同,场强相同
C.电势不同,场强相同
D.电势不同,场强不同
20.两个等量异种电荷的连线的垂直平分线上有a、b、c三点,如图所示,下列说法正确的是( )
A.a、b、c三点和无穷远处等电势
B.a、b两点的场强方向不相同,b点场强比a点大
C.一正点电荷从a移到c静电力做负功
D.两个等量异种电荷的连线上,中点c场强最大
21.带电粒子仅在电场力作用下,从电场中a点以初速度进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点,如图所示,实线是电场线,关于粒子,下列说法正确的是
A.在a点的加速度大于在b点的加速度
B.在a点的电势能小于在b点的电势能
C.在a点的速度小于在B点的速度
D.电场中a点的电势一定比b点的电势高
二、多选题
22.如图所示的扇形区域,A、B是圆弧的两个端点,D是圆弧的中点,圆弧的圆心为O,半径为r,AB与OD相交于C点,电荷量均为Q的两个正点电荷分别固定于A、B点。关于这两个电荷形成的电场(静电力常量为k),下列说法正确的是( )
A.C点的电场强度大小为
B.D点的电场强度大小为
C.O、C、D三点的电势相等
D.若在O点由静止释放一个试探正点电荷(仅考虑所受电场力),该电荷将沿CO方向做直线运动
23.如图所示,正六边形的边长L,六个顶点固定电量大小均为q但电性不同的正负点电荷,O为六边形中心,a、b、c、d分别为所在边的中点,取无穷远处电势为0,下列说法正确的是( )
A.O点场强大小为 B.O点电势为零
C.b、c两点电场强度相同 D.沿虚线由a到d电势一直降低
24.如图所示为真空中某一点电荷Q产生的电场中a、b两点的电场强度方向,其中a点处的电场强度大小Ea=E0,b点处的电场强度大小Eb=3E0,且Ea、Eb间的夹角大于90°,一带负电的检验电荷q在场中由a运动到b,则( )
A.a、b两点到点电荷Q的距离之比ra:rb=1:3
B.a、b两点到点电荷Q的距离之比ra:rb= :1
C.a、b两点处的电势的大小关系为φa>φb
D.检验电荷q沿直线从a移到b的过程中,电势能先减小后增大
25.在真空中上、下两个区域均为竖直向下的匀强电场,其电场线分布如图所示,有一带负电的微粒,从上边区域沿一条电场线以速度下落,并进入下边区域(该区域的电场足够广),在如图所示的速度—时间图象中,可能符合粒子在电场内运动情况的是( )
A. B. C. D.
26.如图所示,AB是某点电荷电场中的一根电场线,在O点放一可自由移动的负电荷,它仅在电场力作用下从静止沿电场线向B运动,则下列说法正确的是( )
A.电场方向由B指向A B.该电荷做加速运动
C.电势能一定增加 D.加速度一定增加
三、解答题
27.如图所示,金属小球A带正电、金属小球B带负电,其电荷量分别为Q和5Q,两小球的距离为r。静电力常量为k,两小球均视为质点。
(1)求A、B连线中点O处的电场强度大小E和方向;
(2)若将小球A、B相互接触后再放回原来的位置上,求它们之间的静电力大小F1与未接触前的静电力大小F2的比值。
28.如图所示,一质量为m1=1kg,带电荷量为q=+0.5C的小球以速度v0=3m/s,沿两正对带电平行金属板(板间电场可看成匀强电场)左侧某位置水平向右飞入,极板长L=0.6m,不计空气阻力,小球飞离极板后恰好由A点沿切线落入竖直光滑圆弧轨道ABC,圆弧轨道ABC的形状为半径R<3m的圆截去了左上角127°的圆弧,CB为其竖直直径,在过A点竖直线OO′的右边界空间存在竖直向下的匀强电场,电场强度为E0=10V/m.(取g=10m/s2)求:
(1)两极板间的电场强度;
(2)欲使小球在圆弧轨道运动时不脱离圆弧轨道,求半径R的取值应满足的条件。
29.如图所示,小球A和B带电荷量均为q=1.5×10﹣5C,质量分别为0.01kg和0.02kg,用不计质量的长度为50cm竖直细绳连接,在竖直向上的足够大的匀强电场中以速度v0=0.5m/s匀速上升,某时刻细绳突然断开。小球A和B之间的相互作用力忽略不计,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)该匀强电场的场强E;
(2)细绳断开后A、B两球的加速度aA、aB ;
(3)细绳断开后0.4s末A、B两球间的距离。
30.如图所示,在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a点,质量为m的物块(可视为质点)由静止开始下滑,经圆弧最低点b滑上粗糙水平面,圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接,物块最终滑至c点静止.若圆弧轨道半径为R,物块与水平面间的动摩擦因数为.求:
(1)物块滑到b点时的速度大小;
(2)物块滑到圆弧轨道末端b点时,物块对圆轨道的压力大小;
(3)b点与c点间的距离.
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【解析】
【详解】
A.0~2t内,小球所受到合外力的冲量
故A错误;
B.0~2t内,小球所受重力的冲量
故B错误;
C.0~t内,小球所受到合外力为
方向竖直向上。小球竖直向上做初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动,末速度
上升的高度
t~2t内,小球所受到合外力为
方向竖直向下。小球做加速度为3g的匀变速直线运动,位移为
0~2t内的总位移为零,小球回到出发点。重力对小球做功为零,故C正确;
D.0~t内,电场力竖直向上,做正功,电势能减小。t~2t内,小球先上升后下降,电场力竖直向下,先做负功再做正功,电势能先增大再减小。故D错误。
故选C。
2.C
【解析】
【详解】
A.以点电荷为圆心,r为半径的球面上,各点的场强大小都相同,但是方向不同,故各点的场强不相同,选项A错误;
B.正电荷周围的电场强度不一定比负电荷周围的电场强度大,选项B错误;
C.电场强度是由电场本身的性质决定的,在电场中某点放入试探电荷q,该点的场强为,取走q后,该点场强不变,选项C正确;
D.根据F=Eq可知,电荷所受电场力很大,该点的电场强度不一定很大,选项D错误。
故选C。
3.D
【解析】
【分析】
由电场力公式F=qE则知,电荷在某处不受电场力作用,该处电场强度一定为零.一小段通电导体在某处不受安培力作用,该处磁感应强度不一定为零.若导线与磁场平行时,不受安培力,但B不等于零.导体所受的安培力大小与导体长度、电流大小及导线与磁场方向的夹角有关.
【详解】
A、由电场力公式F=qE则知,电荷在某处不受电场力作用F=0,则该处电场强度E一定为零.故A错误.
B、将一小段通电导体平行放入磁场中,不受安培力作用,但磁感应强度不为零.故B错误.
C、当置于匀强磁场中的导体长度和电流大小一定时,导体所受的安培力大小不一定,还与导线与磁场方向的夹角有关.故C错误.
D、在感应强度为B的匀强磁场中,当导线与磁场垂直时,导体所受到的安培力最大为BIL,当导线与磁场平行时,不受安培力,所以导体所受到的安培力的大小介于零和BIL之间.故D正确.
故选D
【点睛】
本题要抓住磁场与电场特性的区别:电荷在电场中一定受电场力,但通电导线在磁场中不一定受安培力,导线与磁场平行时不安培力.
4.B
【解析】
【详解】
A.在射线OM上,O点电场强度为零,无穷远处的电场强度也为零,故射线OM上有一个电场强度的最大的点,将q从A点由静止释放,由A点向O点运动的过程中,加速度大小可能一直减小,也可能先增加后减小,故A错误;
B.电场强度在MN上是对称分布的,带负电的试探电荷q所受电场力指向O点,其将以O点为对称中心做往复运动;故B正确;
C.从A到O过程,电场力做正功,动能增大,电势能逐渐减小,故C错误;
D.类平抛运动要求合力恒定,该电场不是匀强电场,粒子不可能做类平抛运动,故D错误.
5.B
【解析】
【详解】
A.由于题目中不知电场的方向,所以无法判断带电粒子的电性,所以A错误;
B.带电粒子从a点运动到b点,从轨迹可以看出,所受电场力方向与运动方向成钝角,即电场力做负功,电势能增加,由能量守恒可知,动能将减少,所以
所以B正确;
C.带电粒子从b点运动到a点,从轨迹可以看出,所受电场力方向与运动方向成锐角角,即电场力做正功,电势能减少,由能量守恒可知,动能将增加,所以
所以C错误;
D.在电场中,带电粒子的加速度大小取决于电场线的疏密,电场线密的地方场强大,加速度大;电场线疏的地方场强小,加速度小,所以带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度,所以D错误。
故选B。
6.A
【解析】
【详解】
在匀强电场中,电场强度的大小和方向处处相同,选项A正确;匀强电场的电场线是平行直线,选项B错误; 逆着电场线方向的各场点电场强度也是处处相等的,选项C错误;根据F=Eq可知,不同点电荷在匀强电场中所受电场力不一样,选项D错误;故选A.
点睛:此题主要考查对匀强电场的特点的理解;注意匀强电场的电场线是平行等距的,电场的各个地方场强大小方向都是相同的.
7.D
【解析】
【详解】
A.根据电场力公式
电场力大小还跟q有关,故A错误;
B.根据公式
电荷量还跟电压有关,故B错误;
C.根据公式
电流大小还跟电压U有关,故C错误;
D.电源是把其它形式的能转化为电能的装置,电动势表征了这种转化本领的大小,所以电动势越大的电源,将其他形式的能转化为电能的本领越大,故D正确。
故选D。
8.B
【解析】
【详解】
电场线密的地方电场的强度大,电场线疏的地方电场的强度小,由于只有一条电场线,不能判断电场线的疏密情况,所以不能判断场强的大小,故A错误;由图可以知道的电场的方向向右,当由静止释放一个电子时,电子所受的电场力方向向左,所以电子将一定向B点左侧运动,故B正确;只有一条电场线不能判断场强的情况,所以不能判断电场是何种电荷产生的,故CD错误.所以B正确,ACD错误.
9.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.取无穷远出电势为零,则等量异种电荷连线的中垂线上为等势线且等于零,但题中两个电荷分别带+2Q和-Q,故A点的电势不等于零,故A错误;
B.由点电荷的场强公式可得+2Q在C点的电场强度为,方向向右,-Q的点电荷在C点的电场强度为,方向向左,所以C的场强为,方向向左,故B错误;
C.可得+2Q在A点的电场强度为,方向向右,Q的点电荷在A点的电场强度为,方向也是向右,故A点的电场强度为,方向向右, A点电场强度大于C点电场强度,故C正确;
D.对于+2Q点电荷的电场将正试探电荷从A点移到C点电场力做正功,对于-Q的点电荷将正试探电荷从A点移到C点电场力不做功,所以对于两个点电荷叠加,将正试探电荷从A点移到C点,电场力做正功,故D错误。
故选C。
10.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.速度的正负号,只表示方向,不表示大小,故物体A的速度比物体B的速度小,故A错误;
B.重力势能的正号表示物体在零势能参考面的上方,负号表示在参考面下方;参考面上方物体的重力势能大于参考面下方物体的重力势能,所以质点在A点的重力势能更大,故B正确;
C.电场强度是矢量,正负号表示方向,不表示大小,所以空间中B点处的场强更强,故C错误;
D.电势的正负号不表示方向,但表示电势的高低,正的电势高于负的电势,所以空间中B点的电势更低,故D错误。
故选B。
11.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.点电荷是理想化物理模型,电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略时,就可以看成是点电荷,所以通常体积小的带电体在有些情况下也不能看做点电荷,体积很大的带电体也有可能看成是点电荷,故A错误;
B.电场中某点的电场强度方向即为正的试探电荷在该点的受力方向,选项B错误;
C.电场强度是矢量,运算时遵循平行四边形定则,选项C正确;
D.沿电场线方向,电场强度不一定越来越小,例如匀强电场,选项D错误。
故选C。
12.B
【解析】
【详解】
A.电场线是人们为了形象地描述电场而引入的线,不是客观存在,故A错误;
B.电场线即不重合也不相交,故B正确;
C.电场线的疏密程度反映电场的强弱,电场线越密场强越大,电场线越稀疏场强越小,沿着电场线方向电势逐渐降低,故C错误;
D.电势能的高低通过电场力做功来判断,沿电场线运动,电场力不一定做正功,电势能不一定减小,如负电荷沿电场线运动时,电场力做负功,电势能增加,故D错误。
故选B。
13.D
【解析】
【详解】
A.电场中某点强度的方向与正电荷在该点所受电场力的方向一致,与负电荷在该点所受电场力的方向相反,故A错误;
B.电场中某点强度的大小仅与电场本身有关系,与电荷在该点所受电场力的大小无关,与电荷的电荷量无关,故B错误;
C.电势的大小与零点时点的选择有关,所以电场中任一点的电势没有一个确定数值,故C错误;
D.电势是描述电场能的性质的物理量,由电场自身决定,故D正确。
故选D。
14.A
【解析】
【详解】
A.电场线密的地方电场的强度大,电场线疏的地方电场的强度小,所以A点的场强大于B点的场强,沿电场线的方向,电势降低,所以B点的电势高于A点的电势,故A正确;
B.由题图可知,若电荷由A点移到B点,电荷克服电场力做功,所以电荷受到电场力的方向与场强方向相同,则该电荷一定为正电荷,故B错误;
C.将一个正电荷由B点释放,电荷受到的力的方向向左,电荷向左运动,由电场线的疏密可知电荷受到的电场力逐渐增大,所以加速度增大,故C错误;
D.从B到A的过程中,电场力对负电荷做负功,电势能增加,所以负电荷处于A点的电势能大于它处于B点的电势能,故D错误。
故选A。
15.C
【解析】
【详解】
试题分析:根据电场线从正电荷或无穷远出发,到负电荷或无穷远终止,可知该点电荷带正电,故A错误.根据知,a点和b点电场强度的大小相等,但方不同,所以电场强度不同,故B错误.a、b两点位于同一等势面上,电势相等,则a、b两点电势差为零,故C正确.该电场中电场强度不是处处相同,所以不是匀强电场,故D错误.故选C.
考点:点电荷电场;电场强度及电势
【名师点睛】此题考查了点电荷电场;熟悉正、负点电荷,等量同种、等量异种电荷周围电场分布情况往往是解题关键.要知道电场强度是矢量,只有场强的大小和方向都相同时场强才相同.
16.C
【解析】
【详解】
根据P点的电场线方向可以得P点的电场强度方向是垂直于金属板向右,两个异号点电荷电荷量的大小均为q,它们之间的距离为2L,乙图上+q右侧L处的场强大小为
根据题意可知,P点的电场强度大小与乙图上+q右侧d处的场强大小相等,即为。
故选C。
17.D
【解析】
【详解】
A.由负电荷的运动轨迹可知,粒子受到的电场力的方向向右,故电场强度的方向向左,则φ1<φ2<φ3<φ4,A错误;
B.由电场力方向总与等势面垂直,粒子的运动轨迹可知,粒子做曲线运动其速度方向与电场力的方向不在同一直线,所以其运动轨迹和φ2等势面不垂直,B错误;
C.φ4等势面上各点电场线的分布不均匀,故场强只是方向相同,但是大小不是处处相等,C错误;
D.根据等势面的分布规律可知,该区域可能是等量异种点电荷形成的电场,D正确;
故选D。
18.D
【解析】
【详解】
AB.由于粒子的电性未知,所以无法判断电场线的方向,进而无法判断场源电荷的电性以及a、b两点电势的高低,故AB错误;
C.电场线越密的地方电场强度越大,所以带电粒子在b点的加速度一定比在a点的加速度小,故C错误;
D.带电粒子所受电场力方向沿电场线方向指向轨迹凹侧。若粒子从a运动到b,则电场力方向与速度方向夹角大于90°,电场力做负功,粒子电势能增大;若粒子从b运动到a,则电场力方向与速度方向夹角小于90°,电场力做正功,粒子电势能减小。综上所述可知带电粒子在b点的电势能一定比在a点的电势能大,故D正确。
故选D。
19.B
【解析】
【详解】
若Q1和Q2是等量异种电荷,通过ab的中垂面是一等势面,cd在同一等势面上,电势相等.cd两点的场强都与等势面垂直,方向指向b一侧,方向相同,根据对称性可知,场强大小相等,故cd两点的场强、电势均相同.
A.电势相同,场强不同,与结论不相符,选项A错误;
B.电势相同,场强相同,与结论相符,选项B正确;
C.电势不同,场强相同,与结论不相符,选项C错误;
D.电势不同,场强不同,与结论不相符,选项D错误;
20.A
【解析】
【详解】
A.a、b、c是两个等量异种电荷连线的垂直平分线的三点,电势相等,而且与无穷远处电势相等,故A正确;
B.a、b两点的场强方向都与垂直平分线垂直向右,方向相同,因为b处电场线密,故b点的电场强度大于a处电场强度,故B错误;
C.一个正电荷在a点到c点受到的电场力方向垂直于垂直平分线向右,可知电场力不做功,故C错误;
D.两个等量异种电荷的连线上,越靠近点电荷电场强度越大,中点c场强最小,故D错误。
故选A。
21.C
【解析】
【详解】
电场线密的地方电场的强度大,电场线疏的地方电场的强度小,可知EA<EB,所以a、b两点比较,粒子的加速度在b点时较大,故A错误;由粒子的运动的轨迹可以知道,粒子受电场力的方向应该指向轨迹的内侧,根据电场力方向与速度方向的夹角得电场力先做负功后做正功,电势能先增大后减小,整个过程电场力做正功,电势能减小,即在a点的电势能大于在b点的电势能,故B错误;整个过程电场力做正功,根据动能定理得经b点时的动能大于经a点时的动能,所以无论粒子带何种电,经b点时的速度总比经a点时的速度大,故C正确;由于不知道粒子的电性,也不能确定电场线的方向,所以无法确定a点的电势和b点的电势大小关系,故D错误;故选C.
22.BD
【解析】
【详解】
A.两个电荷在C点形成的电场等大反向,则根据场强的叠加原理可知C点的场强为零,选项A错误;
B.D点的电场强度大小为
选项B正确;
C.根据电势的叠加原理可知,两个电荷形成的电场中,C点的电势最高,OD两点电势相等且小于C点电势,选项C错误;
D.若在O点由静止释放一个试探正点电荷,因O点的场强方向沿CO方向,则电荷将沿CO方向做直线运动,选项D正确。
故选BD。
23.AB
【解析】
【详解】
A.O点的电场强度为的合场强,其中
的合场强为
O点的电场强度为
故A正确;
B.由于O点为三组等量异种电荷的中垂直面上,取无穷远处电势为0,所以O点电势为零,故B正确;
C.由题意可知,等量正负电荷,位于正六边形的六个顶,根据点电荷电场强度,结合电场的叠加原理,可知b、c两点电场强度大小不相等,方向也不同,故C错误;
D.由于d点离正电荷近,所以电势高,所以沿虚线由a到d电势一直升高,故D错误。
故选AB。
24.BD
【解析】
【详解】
AB.通过作图找出点电荷Q的位置,如图所示,
根据点电荷周围的电场强度的公式 可知,a、b两点到点电荷Q的距离之比ra:rb=:1,故A错误,B正确;
C.由图可知,Q带正电,因为越靠近场源正电荷的点,其电势越高,所以φa<φb,故C错误;
D.检验电荷q带负电,其沿直线从a移到b的过程中,先靠近后远离场源电荷,电场力先做正功后做负功,电势能先减小后增大,故D正确.
25.ABD
【解析】
【详解】
A.微粒受向上的电场力和向下的重力,在上面的电场中,当电场力大于重力时,微粒的加速度向上,则微粒在上面的电场中做匀减速运动,进入下面的电场后,电场力可能等于重力,则微粒匀速向下运动,则选项A可能正确;
BC.微粒受向上的电场力和向下的重力,在上面的电场中,当电场力等于重力时,微粒做匀速运动,进入下面的电场后,电场力小于重力,则微粒的加速度向下,即微粒向下做匀加速运动,则选项B可能正确,选项C错误;
D.开始在上面的电场中时,电场力可能大于重力,加速度向上,微粒向下做匀减速运动;进入下方的电场后,电场力可能小于重力,加速度向下,则粒子向下做匀加速运动,则选项D正确.
26.AB
【解析】
【详解】
A.负电荷由静止沿电场线向B运动,知所受电场力方向由A指向B,所以电场线的方向由B指向A,选项A正确;
B.电荷受到的电场力方向沿AB方向,故该电荷做加速运动,选项B正确;
C.由于电场力做正功,故电势能减小,选项C错误;
D.由于场源电荷的电性未知,无法知道A、B点电场线的疏密,无法比较出电场力大小,则加速度的大小无法比较,选项D错误。
故选AB。
27.(1),方向由O指向B ;(2)
【解析】
【详解】
(1)因A带正电、B带负电,故O点的电场强度方向由O指向B ,A、B产生的电场在O点的电场强度大小分别为
经分析可知
E=E1+E2
解得
(2)接触后,两球均带负电,电荷量均为2Q
由库仑定律有
解得
28.(1)20N/C;方向竖直向下;(2)3m>R≥m或R≤m
【解析】
【详解】
(1)在A点,竖直分速度
vy=v0tan53°=4m/s
带电粒子在平行板中运动时间
t==0.2s
vy=at
得
a=20m/s2
根据牛顿第二定律
mg+E′q=ma
解得
E′=20N/C
方向竖直向下。
(2)在A点速度
vA==5m/s
①若小球不超过圆心等高处,则有
≤(mg+qE0)Rcos53°
得
R≥m
故
3m>R≥m
②若小球能到达最高点C,则有
=(mg+qE0)R(1+cos53°)+
在C点
mg+E0q≤
联立解得
R≤
故圆弧轨道半径R的取值条件为
3m>R≥m或R≤m
29.(1)104N/C ;(2)5m/s2;-2.5m/s2;(3)0.6m
【解析】
【分析】
【详解】
(1)设场强为E,把小球A、B看作一个系统,由于绳未断前作匀速运动,则有
得
解得
(2)细绳断后,根据牛顿第二定律,对A有
得
方向向上
对B有
解得
负号表示方向向下
(3)细绳断开后0.4s末,A的位移
B的位移
则细绳断开后0.4s末A、B两球间的距离为0.6m
30.(1);(2)3mg;(3)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)物块从a点到b点的过程机械能守恒,由
可得:物块滑到b点时的速度
(2)物块滑到b点时,由牛顿第二定律可得
代入可得
(3)对物块从a点到c点的全过程应用动能定理,有
则b点与c点的距离
答案第1页,共2页
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