6、,U表示兩極板間的電壓,Ep表示電荷在P點的電勢能。若保持極板B不動,將極板A稍向上平移,則下列說法正確的是( )
A.E變小 B.U變大
C.Ep不變 D.電荷仍保持靜止
BCD [由C=可知,當極板A稍向上平移時,d增大,C變小,但因二極管的存在,電容器不能放電,故電容器上的電荷量Q不變,由Q=CU可知,U變大,又E=,聯(lián)立各式可知E=,則板間電場強度不變,電荷仍靜止,且φP不變,故Ep=φPq也不變。A錯誤,B、C、D正確。]
易錯點評:(1)解題時易忽略當有電容器的回路接有二極管時,因二極管的單向?qū)щ娦裕瑢⑹闺娙萜鞯某潆娀蚍烹娛艿较拗啤?(2)下極板接地后不會判斷
7、P點的電勢和電勢能。
6.(原創(chuàng)題)(多選)某帶電金屬棒所帶電荷均勻分布,其周圍的電場線分布如圖所示,在金屬棒的中垂線上的兩條電場線上有A、B兩點,電場中另有一點C。已知A點到金屬棒的距離大于B點到金屬棒的距離,C點到金屬棒的距離大于A點到金屬棒的距離,則( )
A.A點的電勢低于B點的電勢
B.B點的電場強度小于C點的電場強度
C.將正電荷沿AC方向從A點移動到C點,電場力做正功
D.負電荷在A點的電勢能小于其在B點的電勢能
AC [由圖,結(jié)合電場線的特點可知,該題中金屬棒兩側(cè)的電場是對稱的,設(shè)AB連線與金屬棒交點為O,由于OA>OB,所以O(shè)A之間的電勢差大于OB之間的電勢
8、差,根據(jù)沿電場線的方向電勢降低可知,A點的電勢低于B點的電勢,故A正確;根據(jù)電場線的疏密表示電場的強弱可知,B點的電場強度大,故B錯誤;沿著電場線方向電勢降低,A點電勢比C點高,則將正電荷沿AC方向從A點移動到C點,電場力做正功,電勢能減小,故C正確;負電荷在電勢高的位置的電勢能小,所以負電荷在A點的電勢能大于其在B點的電勢能,故D錯誤;故選AC。]
7.(多選)(2019·考試大綱調(diào)研卷)如圖所示,帶電小球a用絕緣細線豎直懸掛,在帶電小球a下方的絕緣桌面上固定著兩個帶電小球b、c,三個小球均可看成點電荷。當小球a處于平衡狀態(tài)時,它距桌面O點的距離為7.5 cm,距小球b、c的距離均為15
9、cm,且三個電荷在同一豎直平面上。已知小球a的電荷量為-3.00×10-8 C ,小球b、c的電荷量均為+3.00×10-4 C,OM之間的距離等于ON之間距離,下列說法正確的是( )
A.O處的電場強度大小為4.8 N/C
B.小球a 與b之間作用力大小為9.6 N
C.若小球a沿豎直方向向上運動,則它的電勢能將減小
D.若小球b、c分別移到M、N兩點,則細線的拉力將減小
D [由題知,電荷b、c在O點形成的合場強為0,故O處的合場強為電荷a在O處的場強,大小為E==4.8×104 N/C,A錯誤;電荷a、b間的庫侖力大小為F==3.6 N,B錯誤,若小球a沿豎直方向向上運動
10、,電場力做負功,電勢能增加,C錯誤;若小球b、c分別移到M、N兩點,a受到的庫侖引力減小,故綱線拉力減小,D正確。]
8.(2019·全國考試大綱調(diào)研卷)如圖所示,三塊平行放置的帶電金屬薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分別位于O、M、P點。由O點靜止釋放的電子恰好能運動到P點?,F(xiàn)將C板向右平移到P′點,則由O點靜止釋放的電子( )
A. 運動到P點返回
B. 運動到P和P′點之間返回
C. 運動到P′點返回
D. 穿過P′點
A [根據(jù)平行板電容器的電容的決定式C=、定義式C=和勻強電場的電壓與電場強度的關(guān)系式U=Ed可得E=,可知將C板向右平移到P′點,B、C兩板間的電場
11、強度不變,由O點靜止釋放的電子仍然可以運動到P點,并且會原路返回,故選項A正確。]
[能力提升練]
9.(多選)(2019·山東青島聯(lián)考)如圖甲所示,兩個等量同種電荷P、Q固定于光滑絕緣水平面上,電荷量q=+1×10-3 C、質(zhì)量m=0.02 kg的小球從a點靜止釋放,沿中垂線運動到電荷連線中點O過程中的v-t圖象如圖乙中圖線①所示,其中b點處為圖線切線斜率最大的位置,圖中②為過b點的切線,則下列說法正確的是( )
A.P、Q帶正電荷
B.b點的場強E=30 V/m
C.a(chǎn)、b兩點間的電勢差為90 V
D.小球從a到O的過程中電勢能先減少后增加
BC [帶正電的小球從a點由
12、靜止釋放,向上做加速運動可知,受到向上的電場力,則aO線上的電場豎直向上,故兩電荷帶負電,故A錯誤;v-t圖象上斜率表示加速度可得:ab==1.5 m/s2①,根據(jù)牛頓第二定律得:qEb=ma②,①②聯(lián)立解得:Eb=30 V/m,故B正確;對小球由a到b,由動能定理得:qUab=mv-mv,由圖乙可得vb=3 m/s帶入解得:Uab=90 V,故C正確;由圖象乙可知,小球速度一直增大,電場力一直做正功,故電勢能一直減小,故D錯誤;故選B、C。]
10.(2019·天一大聯(lián)考)如圖所示,兩點電荷Q1、Q2連線延長線上有A、B兩點。現(xiàn)將一帶正電的試探電荷在A點由靜止釋放,恰好能在A、B間做往復運
13、動,則下列說法正確的是( )
A.A、B兩點的場強大小相等,方向相反
B.試探電荷在A、B兩點的電勢能相等
C.試探電荷從A點運動到B點的過程中,加速度先增大后減小
D.點電荷Q1帶正電、Q2帶負電,且Q1的電荷量大于Q2的電荷量
B [將一帶正電的試探電荷在A點由靜止釋放,恰好能在A、B間做往復運動,可知A、B之間存在一個場強為零的點O,在從A到O場強方向向右,從O到B場強方向向左,因Q1、Q2兩電荷帶電荷量大小未知,不能確定A、B兩點的場強大小,選項A錯誤;因試探電荷在A、B兩點的速度為零,而電荷的電勢能和動能之和守恒,則試探電荷在A、B兩點的電勢能相等,選項B正確;因A、
14、B之間存在一個場強為零的O點,可知試探電荷從A點運動到B點的過程中,加速度先減小后增大,選項C錯誤;場強為零的O點在A、B之間,由點電荷場強公式以及疊加原理可知,點電荷Q1帶負電、Q2帶正電,且Q1的電荷量大于Q2的電荷量,選項D錯誤;故選B。]
11.(2018·歷城二中模擬)真空中存在電場強度大小為E的勻強電場,一比荷(即電荷量與質(zhì)量的比值)為k的帶電油滴在該電場中由靜止出發(fā),豎直向上做勻加速直線運動。運動一段時間后,將電場強度的大小突然變?yōu)槟持?,但保持其方向不變。持續(xù)同樣的一段時間后,油滴回到出發(fā)點。重力加速度大小為g。
(1)求變化以后的電場強度大小E′;
(2)若把帶電油滴換成
15、電性和比荷相同的帶電粒子(重力不計),在上述變化的電場中經(jīng)歷相同時間的運動。求粒子最終速度大小與油滴最終速度大小的比值。
[解析] (1)選油滴為研究對象,豎直向上做勻加速直線運動的過程中:
a1==kE-g
v1=a1t
x1=a1t2
場強變化后a2==g-kE′
x2=-v1t+a2t2
解得a2=3a1,E′=-3E。
(2) 油滴的末速度大小
v2=-v1+a2t=-a1t+a2t=-(kE-g)t+(g-kE′)t
選帶電粒子為研究對象,先豎直向上做勻加速直線運動:
a1′==kE,v1′=a1′t
場強變化以后,帶電粒子仍向上做勻加速直線運動:
a2′=
16、=kE′
v2′=v1′+a2′t=kEt+kE′t
則==。
[答案] (1)-3E (2)
題號
內(nèi)容
押題依據(jù)
核心考點
核心素養(yǎng)
電場性質(zhì)的分析
以不等量電荷電場分布為背景
科學思維:立足教材拓展提升
圖所示,在平面直角坐標系xOy中,A點的坐標為(2a,0),三角形ABC為等邊三角形,邊長為2a。x軸為等邊三角形的對稱軸,坐標原點O和等邊三角形中心Q兩點處固定著電荷量分別為-3q和+q的兩個點電荷,在上述兩個點電荷所形成的電場中,取無窮遠處的電勢為0,下列說法正確的是( )
A.不包括無窮遠處電勢為0的點,在x軸上只有一個點電勢為0
B
17、.不包括無窮遠處電場強度為0的點,在x軸上只有A處電場強度為0
C.B點的電勢大于A點的電勢
D.某一負電荷放在C點的電勢能小于放在A點的電勢能
B [因為兩點電荷帶不等量的異種電荷,所以兩點電荷連線所在直線上電勢為零的點有兩個,一個在兩電荷之間,另一個在電荷量較小的電荷即正電荷右側(cè),選項A錯誤;Q點為等邊三角形中心,等邊三角形邊長為2a,根據(jù)幾何關(guān)系有xQA=a,電荷量為+q的點電荷在A點產(chǎn)生的場強大小為Et=k==k,方向沿x軸正方向,電荷量為-3q的點電荷在A點產(chǎn)生的場強大小為E2=k=k=k,方向沿x軸負方向,所以A點的合場強為零,分析知除無窮遠處,x軸上的其他點場強不可能為零,選項B正確;電荷量為+q的點電荷距A、B兩點的距離相等,在該點電荷產(chǎn)生的電場中,A、B兩點的電勢相同,電荷量為-3q的點電荷距B點的距離小于距A點的距離,所以在該點電荷產(chǎn)生的電場中,B點的電勢小于A點的電勢,電勢為標量,所以在兩點電荷產(chǎn)生的電場中,B點的電勢小于A點的電勢,選項C錯誤;同理可得,C點的電勢小于A點的電勢,根據(jù)Ep=qφ知,負電荷在電勢越高處電勢能越小,所以負電荷在C點的電勢能大于在A點的電勢能,選項D錯誤。]
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