第一讲 电场的基本性质
——课后自测诊断卷
1.(2018·江苏高考)如图所示,水平金属板A、B分别与电源两极相连,带电油滴处于静止状态。现将B板右端向下移动一小段距离,两金属板表面仍均为等势面,则该油滴( )
A.仍然保持静止 C.向左下方运动
B.竖直向下运动 D.向右下方运动
解析:选D 开始时油滴处于静止状态,有mg=q,B板右端下移时,U不变,d变大,电场力F=q变小,mg>F,并且A、
UdUdB两板之间的等差等势面右端将均匀地顺次向下移动,又电场强度垂直于等势面,可得油滴
的受力如图所示,mg与F的合力方向为向右下方,故油滴向右下方运动。
2.(2019·江苏高考)一匀强电场的方向竖直向上。t=0时刻,一带电粒子以一定初速度水平射入该电场,电场力对粒子做功的功率为P,不计粒子重力,则P-t关系图像是( )
A B C D
解析:选A 设粒子带正电,运动轨迹如图所示,水平方向,粒子不受力,vx=v0。沿电场方向:受力F电=qE,则加速度a=时间t,粒子沿电场方向的速度vy=at=
F电qE=,经mmqEt,电场力做功的功率P=FmqEtqE=电vy=qE·mm2
t=kt∝t,选项A正确。
3.(2019·南京三模)如图所示,空间有一圆锥OBB′,点A、A′分别是两母线的中点。现在顶点O处固定一正的点电荷,下列说法中正确的是( )
A.A、A′两点的电场强度相同
B.平行于底面的圆心为O1的截面为等势面
C.将一正的试探电荷从A点沿直径移到A′点,静电力对该试探电荷先做正功后做负功
D.若B点的电势为φB,A点的电势为φA,则BA连线中点C处的电势φC小于
φB+φA2
kQ
解析:选D A、A′两点到O点的距离相等,根据点电荷的场强公式E=2分析可知,A、
rA′两点的电场强度大小相等,但方向不同,故A错误;点电荷在真空中形成的电场的等势
面是以点电荷为球心的一簇球面,所以平行于底面的圆心为O1的截面不是等势面,故B错误;将一正的试探电荷从A点沿直径移到A′点,电势先增大后减小,由Ep=qφ可知,电势能先增大后减小,所以静电力对该试探电荷先做负功后做正功,故C错误;由于A、C间场强大于C、B间场强,由U=Ed知,A、C间的电势差大于C、B间的电势差,则有:φA-
φA+φBφC>φC-φB,则φC<,故D正确。
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4.[多选](2019·南京、盐城三模)A、B为电场中一直线上的两个点,带正电的点电荷只受电场力的作用,从A点以某一初速度做直线运动到B点,其电势能Ep随位移x的变化关系如图所示。则从A到B过程中,下列说法正确的是( )
A.点电荷的速度先增大后减小 B.空间电场是某负点电荷形成的 C.点电荷所受电场力先减小后增大 D.空间各点的电势先升高后降低
解析:选CD 电势能先增大后减小,根据能量守恒定律可知动能先减小后增大,故点电荷的速度先减小后增大,故A错误;电势能Ep随位移x的变化关系图像的斜率表示电场力的大小,因此电场力先减小后增大,不可能是点电荷形成的电场,故B错误,C正确;点电荷从A到B仅在电场力作用下,电场力先做负功,后做正功,则说明电场力方向变化,即电场线方向先向左,后向右,所以电势先升高后降低,故D正确。
5.(2019·江苏七市三模)西汉著作《淮南子》中记有“阴阳相薄为雷,激扬为电”,人们对雷电的认识已从雷公神话提升到朴素的阴阳作用。下列关于雷电的说法中错误的是( )
A.发生雷电的过程是放电过程
B.发生雷电的过程是电能向光能、内能等转化的过程 C.发生雷电的过程中,电荷的总量增加 D.避雷针利用尖端放电,避免建筑物遭受雷击
解析:选C 雷电是天空中带异种电荷的乌云间的放电现象,A正确;根据能量转化可知,发生雷电的过程是电能向光能、内能等转化的过程,B正确;电荷不会产生,不会消失,只能从一个物体传到另一个物体,或从物体的一部分传到另一部分,总量不变,C错误;避
雷针利用尖端放电,避免建筑物遭受雷击,D正确。
6.(2019·苏北四市一模)带电球体的半径为R,以球心为原点O建立坐标轴x,轴上各点电势φ随x变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.球体带负电荷 B.球内电场强度最大 C.A、B两点电场强度相同
D.正电荷在B点的电势能比在C点的大
解析:选D 从球出发向两侧电势降低,而电场线从正电荷出发,沿着电场线电势降低,故球体带正电荷,故A错误;球是等势体,故内部任意两点间的电势差为零,故场强为零,故B错误;A点与B点的电场强度大小相等,但方向相反,故电场强度不同,故C错误;从
B到C,电势降低,正电荷从B到C受到的电场力做正功,故正电荷电势能降低,故D正确。
7.[多选](2019·盐城三模)在x轴上有两个点电荷q1和q2,它们产生的电场的电势在x轴上分布如图所示。下列说法正确的是( )
A.q1和q2带有异种电荷 B.x=x2处电场强度一定为0
C.负电荷沿x轴从x1移动到x2,电势能增加 D.正电荷沿x轴从x1移动到x2,电场力做负功
解析:选ABC 由题图可知:无穷远处电势为零,又有电势为正的地方,故存在正电荷;又有电势为负的地方,故也存在负电荷,所以q1和q2带有异种电荷,故A正确。电场强度等于图像中曲线斜率,x2处的斜率为零,故电场强度为零,故B正确。负电荷沿x轴从x1移到x2,电势减小,电势能增加,故C正确。正电荷沿x轴从x1移动到x2,电势减小,电势能减小,电场力做正功,故D错误。
8.[多选](2019·苏锡常镇一模)如图所示,地面上方分布着竖直向上的匀强电场。一带正电的小球从油中A处由静止释放后竖直下落,已知小球在
AB段做加速运动,在BC段做匀速运动,M和N是小球下落过程中经过的两
个位置。在此过程中,小球( )
A.在AB段的加速度大小逐渐增大 B.在N点的机械能比M点的小 C.机械能和电势能的总量保持不变 D.机械能的变化量大于电势能的变化量
解析:选BD 小球在AB段做加速运动,在BC段做匀速运动,故AB段合力大于0,而
BC段合力等于0,所以在AB段合力必然在减小,即在AB段的加速度大小逐渐减小,A错误;
由于小球下落过程中,电场力和油的阻力始终做负功,导致小球的机械能减小,故B正确;
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