14.[2019·重庆市巴蜀中学检测](多选)如图所示,竖直平面内有一个圆,BD是其竖直直径,AC是其另一条直径,该圆处于匀强电场中,场强方向平行于圆周所在平面.带等量负电荷的相同小球从圆心O以相同的初动能沿不同方向射出,小球会经过圆周上不同的点,其中通过圆周上A点的小球动能最小,忽略空气阻力,下列说法中正确的是( )
A.电场方向沿OA方向
B.小球经过圆周上的不同点时,过B点的小球的动能和电势能之和最小
C.小球经过圆周上的不同点时,过C点的小球的电势能和重力势能之和最小
D.小球经过圆周上的不同点时,机械能最小的小球应经过劣弧CD上的某一点
答案:BC
解析:在这个电场中,小球受到两个力:重力和电场力,在A点动能最小,那说明速度最小,说明OA方向发射的小球克服合力做的功最大,也就是说在这个复合场中,合力方向指向OC方向,对O点小球受力分析,重力竖直向下,合力方向指向OC,电场力方向指向OB与OC之间,即电场方向应该是由O指向劣弧AD方向,故A项错误;由于只有重力和电场力做功,故任何点的小球动能、重力势能和电势能的和是定值,故B点重力势能最大,过B点的小球的动能和电势能之和最小,故B项正确;从O到C合力做的功最多,故过C点的小球动能最大,所以过C点的小球电势能和重力势能之和最小,故C项正确;机械能最小则电势能最大,负电荷沿着电场线方向,电场力做负功,电势能增大,所以应该在劣弧AD之间,D项错误.
15.
[2019·江苏省扬州中学考试](多选)如图所示,一半径为R的均匀带正电圆环水平放置,环心为O,在O正上方h高的A点与A′点
关于O对称.质量为m的带正电的小球从A点静止释放,并穿过带电圆环.则小球从A点到A′点过程中加速度a、重力势能EpG、机械能E、电势能Ep电随位置变化的图象可能正确的是(取O点为坐标原点且重力势能为零,向下为正方向,无限远处电势为零)( ) 答案:ABC 解析:在O点所受电场力为零,加速度为g,在O点下方,电场力方向向下,沿OA′方向可能先增大后减小,在O点上方,电场力方向向上,沿OA方向可能先增大后减小,根据牛顿第二定律有amg+F=m,可知A选项正确;因为重力势能为EpG=-mgh,所以B选项正确;小球从A到圆环中心的过程中,电场力做负功,机械能减小,穿过圆环后,电场力做正功,机械能增大,所以C选项正确;由于电场力大小是变化的,所以电势能不可能随h线性变化,所以D选项错误. 16. 如图所示,在水平地面上竖直固定一绝缘弹簧,弹簧中心直线的正上方固定一个带电小球Q,现将与Q带同种电荷的小球P从直线上的N点由静止释放,在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中,下列说法中正确的是( ) A.小球P的电势能先减小后增加 B.小球P与弹簧组成的系统机械能一定增加 C.小球动能的减少量等于电场力和重力做功的代数和 D.小球P速度最大时所受弹簧弹力和电场力的合力为零 答案:B 解析:在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中,电场力对小球P一直做正功,小球P的电势能一直减小,小球P与弹簧组成的系统机械能一定增加,B正确,A错误;小球动能的减少量等于弹簧弹力、电场力和重力做功的代数和,C错误;小球P速度最大时所受重力、弹簧弹力和电场力的合力为零,D错误. 1 综合提能力 课时练 赢高分 课时测评2○一、选择题 1.[2017·全国卷Ⅰ](多选) 在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示.电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed.点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标(ra,φa)标出,其余类推.现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd.下列选项正确的是( ) A.Ea:Eb=:1 B.Ec:Ed=:1 C.Wab:Wbc=:1 D.Wbc:Wcd=:3 答案:AC Q解析:设点电荷的电荷量为Q,根据点电荷电场强度公式E=kr2,ra:rb=:2,rc:rd=:6,可知,Ea:Eb=:1,Ec:Ed=:1,选项A正确,B错误;将一带正电的试探电荷由a点移动到b点做的功Wab=q(φa-φb)=3q(J),试探电荷由b点移动到c点做的功Wbc=q(φb-φc)=q(J),试探电荷由c点移动到d点做功Wcd=q(φc-φd)=q(J),由此可知,Wab:Wbc=:1,Wbc:Wcd=:1,选项C正确,D错误. 2.[2017·全国卷Ⅲ] (多选)一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V.下列说法正确的是( ) A.电场强度的大小为2.5 V/cm B.坐标原点处的电势为1 V C.电子在a点的电势能比在b点的低7 eV D.电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV 答案:ABD 解析:ac垂直于bc,沿ca和cd两方向的场强分量大小分别为UcaUcdE1=ac=2 V/cm、E2=bc=1.5 V/cm,根据矢量合成可知E=2.5 V/cm,A项正确;根据在匀强电场中平行线上等距同向的两点间的电势差相等,有φ0-φa=φb-φc,得φ0=1 V,B项正确;a、b两点的电势差为-7 eV,故电子在a点的电势能比在b点的高7 eV,C项错误;电子从b点运动到c点,电场力做功W=eUbc=(-17 eV)-(-26 eV)=9 eV,D正确. 3. 如图所示,a、b、c、d为正四面体的四个顶点,O点为d点在底面上的投影,在a、b两点分别放置等量的负点电荷,则( ) A.c点电势大于d点电势 B.c、d两点的电场强度相同 C.从O点沿Od移动负电荷,负电荷的电势能不断增大 D.从c点沿cd移动正电荷,正电荷受到的电场力先做正功,后做负功 答案:D 解析:根据等量同种电荷电场线和等势面的性质可知,c、d两点的电势相等,故A错误;根据对称性,c、d两点的电场强度大小相等,但方向不同,故场强不同,故B错误;从O点沿Od移动负电荷,电场力做正功,负电荷的电势能不断减小,故C错误;沿cd移动正电荷,正电荷离a、b连线中点的距离先减小后增大,而正电荷所受的电场力始终指向a、b连线的中点,则电场力先做正功,后做负功,故D正确. 4.(多选)某电场在直角坐标系中的电场线分布情况如图所示,O、M、N为电场中的三个点,则由图可得( )
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