1、选择题专项练5静电场1在静电场中,将一电荷从a点移到b点,电场力做了负功,则()Ab点的电场强度一定比a点大Bb点的电势一定比a点高C电场线方向一定从b指向aD该电荷电势能一定增大解析:仅知电荷从a点移到b点,电场力做负功,无法判断a、b两点电场强度大小,若是匀强电场,a、b两点电场强度可能相等,选项A错误;电荷从a点移到b点,电场力做负功,电势能一定增加,但不知电荷的电性,所以无法判断哪点的电势高,选项D正确,B错误;通过电场力做功无法判断电场线方向,电荷运动时可能沿电场线或者逆着电场线方向,也可能与电场线有一定夹角等,所以电场线方向不一定从b指向a,选项C错误。答案:D2(多选)如图,真空
2、中固定有两个静止的等量同种正点电荷A与B,电荷量均为Q,AB连线长度为2L,中点为O,C为AB连线的中垂线上距O点为L的点。现将B电荷移动到O点并固定,若取无穷远处为电势零点,静电力常量为k,不考虑运动电荷产生的磁场,则下列说法正确的是()A在B电荷移动之前,从A点到O点电场强度先增大后减小B在B电荷移动之前,一重力不计带负电的粒子可在AB中垂面内以某一速率绕O点做匀速圆周运动CB电荷移动到O点的过程中,C点电势和电场强度都一直增大D当B电荷移动到O点时,C点的电场强度大小为kQ解析:在B电荷移动之前,根据场强叠加原理可知,O点场强为零,则从A点到O点电场强度逐渐减小,选项A错误。因等量同种电
3、荷中垂面上的场强分布是从O点向外发散型的,则一重力不计带负电的粒子可在AB中垂面内以某一速率绕O点做匀速圆周运动,选项B正确。B电荷移动到O点的过程中,因为电荷A在C点产生的场强大小方向不变,而电荷B在C点产生的场强逐渐变大,且两点电荷在C点产生的场强方向夹角由90逐渐减小,由平行四边形定则可知,C点电场强度一增大;因电荷A在C点的电势不变,而B电荷在C点的电势逐渐变大,可知C点电势逐渐变大,选项C正确。由几何关系可知,A与C之间的距离为L,电荷A在C点产生的场强为EAEA与AB连线之间的夹角为45,所以沿水平方向的分量为EAx沿竖直方向的分量为EAy电荷B产生的电场强度的方向向上,大小为EB
4、C点的电场强度大小为ECkQ故D正确。答案:BCD3在一正点电荷形成的电场中,A、B、C三点的电势分别为A、B、C,电场强度的大小分别为EA、EB、EC。已知AC,B为A、C连线的中点,则()ABC,EAEBBBEACBC,EBEC DBC,EBEC解析:在一正点电荷形成的电场中,因为A、C两点的电势AC,所以A、C两点在以点电荷为球心的同一个球面上(等势面),而A、C连线的中点B到点电荷的距离比A(或C)到点电荷的距离小,所以B点的电场强度和电势比A点(或C点)的大,故C正确,A、B、D错误。答案:C4(多选)如图,两块正对平行金属板M、N与电池相连,N板接地,在与两板等距离的P点固定一个带
5、负电的点电荷,如果M板向下平移一小段距离,则()A点电荷受到的电场力变大BM板的带电荷量增加CP点的电势不变D点电荷在P点具有的电势能增大解析:由题分析可知,电容器的板间电压保持不变,将M板向下平移一小段距离,板间距离减小,由公式E可知,板间场强增大,点电荷受到的电场力增大,故A正确;电容器的板间电压保持不变,将M板向下平移一小段距离,板间距离减小,电容器的电容C增大,根据QCU可知,M板的带电荷量增加,故B正确;板间场强增大,P点与下板间的距离未变,则由UEd可知,P点与下极板之间电势差增大,下极板电势为零,且P点的电势高于下极板的电势,则P点的电势升高,故C错误;该点电荷带负电,而P点电势
6、升高,则点电荷在P点具有的电势能减小,故D错误。答案:AB5(多选)在电场中把正电荷q从A点移动到B点,电场力做了1.0107 J的正功,再把q从B点移动到C点,克服电场力做了3.0107 J的功。若选取C点为参考点,q2.0 109C,则A与C、B与C间的电势差及A、B两点的电势分别为()AUAC200 V BUBC150 VCA100 V DB150 V解析:由题意可得UAB V50 V,UBC V150 V,UACUABUBC50 V150 V100 V,若选取C点为参考点,即C0,则A100 V,B150 V,故A、D错误,B、C正确。答案:BC6(多选)如图甲所示,A、B为电场中一直
7、线上的两个点,带正电的点电荷只受电场力的作用,从A点以某一初速度沿直线运动到B点,其电势能Ep随位移x的变化关系如图乙所示,则从A到B过程中,下列说法正确的是()甲乙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:根据电势能Ep随位移x的变化图像可知,电势能先增大后减小,所以电场力先做负功再做正功,又点电荷只受电场力,所以合外力先做负功再做正功,因此点电荷的速度先减小后增大,A错误;点电荷带正电,且电场力先做负功再做正功,所以电场强度的方向先向左再向右,空间电场可能是某正点电荷形成的,B错误;电势能Ep随位移x的变化图像的斜率
8、表示电场力,所以可知电场力先减小后增大,C正确;根据Epq,粒子带正电且电势能先增大后减小,同时电势能均为正值,可知空间各点的电势先升高后降低,D正确。答案:CD7(多选)一质量为m的带电粒子,以初速度v0从a点竖直向上射入匀强电场中,场强方向水平向右。粒子通过电场中的b点时,速率为2v0,方向与电场方向一致,重力加速度为g,则()A粒子受电场力大小为mgB粒子受电场力大小为2mgC粒子从a到b机械能增加了2mvD粒子从a到b机械能增加了解析:从a到b水平和竖直方向的运动时间相同,且都做匀变速运动,水平方向为2v0,所以水平方向加速度是竖直方向的2倍,则电场力大小为2mg,故B正确,A错误;从
9、a到b因电场力做正功,所以机械能增加,增加的机械能等于电场力做的功,为Wm(2v0)22mv,故C正确,D错误。答案:BC8(多选)反射式速调管是常用微波器之一,它利用电子团在电场中的振荡来产生微波,其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于x轴,其电势随x的分布如图所示。一质量m2.01020 kg、电荷量q2.0109 C的带负电的粒子从(1,0)点由静止开始,仅在电场力作用下在x轴上往返运动,则()Ax轴左侧电场强度E1和右侧电场强度E2的大小之比B粒子在00.5 cm区间运动过程中的电势能减小C该粒子运动过程中电势能变化量的最大值为4.0108 JD该粒子运动的周期T3.0108
10、 s解析:根据UEd可知,左侧电场强度E1V/m2.0103 V/m,右侧电场强度E2V/m4.0103 V/m,所以,故A正确。粒子带负电,故在00.5 cm区间运动过程中的电势能增加,故B错误。该粒子运动过程中电势能变化量的最大值为EpUq202.0109 J4.0108 J,故C正确。粒子运动到原点时速度最大,根据动能定理有qE1xEkm,其中x1.0102m,联立得Ekm4.0108 J,设粒子在原点左右两侧运动的时间分别为t1、t2,在原点时的速度为vm,由运动学公式有vma1t1t1,vma2t2t2,而Ekmmv,周期T2(t1t2),联立得T3.0108s,故D正确。答案:ACD