【物理】2020届二轮复习电磁学专题：静电场B强化训练（解析版） 13页

静电场B ‎1、如图所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开,则( )‎ A.此时A带正电,B带负电 B.此时A电势低,B电势高 C.移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合 D.先把A和B分开,然后移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合 ‎2、a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点.电场线与矩形所在平面平行。已知a点的电势为20V,b点的电势为24V,d点的电势为4V,如图,由此可知c点的电势为(   )‎ A.4V B.8V C.12V D.24V ‎3、平行板电容器两个带电极板之间存在引力作用,引力的大小与内部场强和极板所带电荷量的乘积成正比。现将一平行板电容器两极板接在恒压直流电源上,现将两板间距减小至原来的,则、两极板之间的引力与原来的比值是( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎4、图中A、B、C三点都在匀强电场中,已知,.把一个电荷量的正电荷从A移到B,电场力做功为零;从B移到C,电场力做功为,则该匀强电场的场强大小和方向是(   )‎ A.865V/m,垂直向左 B.865V/m,垂直向右 C.1000V/m,垂直向上 D.1000V/m,垂直斜向下 ‎5、在x轴上O、P两点分别放置电荷量为的点电荷，一带正电的试探电荷在两电荷连线上的电势能随x变化关系如图所示，其中A、B两点电势能为零，BD段中C点电势能最大，则( )‎ A. 和都是正电荷且 B. BC间场强方向沿x轴负方向 C. C点的电场强度大于A点的电场强度 D. 将一负点电荷从B点移到D点，电场力先做负功后做正功 ‎6、如图所示,空间有一正三棱锥,点、、分别是三条棱的中点。现在顶点处固定一正的点电荷,则下列说法中正确的是( ) ‎ A.、、三点的电场强度相同 B.所在平面为等势面 C.将一正的试探电荷从点沿直线移到点,静电力对该试探电荷先做正功后做负功 D.若点电势为,点电势为,则连线中点处的电势一定小于 ‎7、一均匀带负电的半球壳，球心为O点，AB为其对称轴，平面L垂直AB把半球壳一分为二，L与AB相交于M点，对称轴AB上的N点和M点关于O 点对称。已知一均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零。取无穷远处电势为零，点电荷q在距离其为r处的电势为。假设左侧部分在M点的电场强度为，电势为；右侧部分在M点的电场强度为，电势为；整个半球壳在M点的电场强度为，在N点的电场强度为。下列说法中正确的是（ 　 ）‎ A．若左右两部分的表面积相等，有＞，＞‎ B．若左右两部分的表面积相等，有＜，＜‎ C．只有左右两部分的表面积相等，才有＞，＝‎ D．不论左右两部分的表面积是否相等，总有＞，＝‎ ‎8、光滑的水平面上质量分别为 m1=‎3kg、m2=‎2kg的带同种电荷的小球A、B,以等大的速度相向运动,但始终没有相碰,则下列说法正确的是(   )‎ A.A、B均做加速度增大的减速运动直到停止 B.A、B相距最近时B球速度为零 C.A、B相距最近时两球动量相同 D.A、B相距最近时两球的电势能增加了240J ‎9、如图,MN是边长为L的等边三角形abc的中位线,在M、N两点分别固定着电荷量均为+Q的点电荷。下列说法正确的是(   )‎ A.a点的电场强度大小为 B.a点的电势高于c 点的电势 C.a、b两点间的电势差大于b、c两点间的电势差 D.负点电荷从b点移到c点的过程中电势能先增大后减小 ‎10、如图所示,平面内有一椭圆，椭圆的长轴在x轴上, 两点为椭圆的两个焦点，为椭圆的短轴。一匀强电场的电场线（未画出）平行于平面，电场强度大小为E,则下列说法正确的是（ ）‎ A.在椭圆上，两点间的电势差一定最大 B.在椭圆上，两点间的电势差可能最大 C.一个点电荷从G点运动到椭圆上任意一点再运动到F点，电场力做的功可能为零 D.—个点电荷O点运动到A点与从B点运动到C点，电场力做的功一定相同 ‎11、如图所示,水平放置的两个平行的金属板A、B带等量的异种电荷,A板带正电荷,B板接地.两板间有一正试探电荷固定在C点,以C表示电容器的电容,U表示两板间的电势差,表示C点的电势,W表示正电荷在O点的电势能.若将B板保持不动,将正极板A缓慢向下平移一小段距离(仍然在O点上方)的过程中,各物理量与正极板移动距离x的关系图象中,正确的是( )‎ A. B. C. D.‎ ‎12、在竖直方向的电场中一带电小球由静止开始竖直向上运动,运动过程中小球的机械能与其位移关系的图象如图所示,其中O~S1过程的图线为曲线,S1~S2过程的图线为直线.根据该图象,下列说法正确的是(   )‎ A.小球一定带正电 B.O~S1过程中小球可能一直在做加速运动 C.S1~S2过程中所处的电场一定是匀强电场 D.S1~S2过程中小球的动能可能不变 ‎13、如图所示,已知平行板电容器两极板间距离d=‎4mm,充电后两极板电势差为120V.A板带正电,若它的电容为3μF,且P到A板距离为‎1mm.求:‎ ‎（1）每一板的带电荷量;‎ ‎（2）一个电子在P点具有的电势能;‎ ‎（3）一个电子从B板出发到A板获得的动能;‎ ‎（4）两板间的电场强度.‎ ‎14、两个正点电荷和分别固定在光滑绝缘水平面上的两点，两点相距L，且两点正好位于水平光滑绝缘半圆细管两个端点的出口处，如图所示.‎ ‎(1)在连线上，由A点到B点，电势如何变化？‎ ‎(2)将一正检验电荷置于连线上靠近A处由静止释放,求它在连线上运动的过程中能达到最大速度的位置离A点的距离；‎ ‎(3)若把另一正检验电荷放于绝缘管内靠近A点处由静止释放，试确定它在管内运动过程中速度为最大值时的位置P，即求出图中连线的夹角.‎ ‎15、如图所示,一根长为的绝缘细直杆,竖直固定在场强为、与水平方向成角的倾斜向上的匀强电场中.杆的下端固定一个带电小球,电荷量;另一带电小来自球穿在杆上可自由滑动,电荷量,质量,与杆之间的动摩擦因数.现将小球从杆的上端静止释放,小球开始运动.(静电力常量.取)‎ ‎1.小球开始运动时的加速度为多大? 2.小球的速度最大时,距端的高度为多大? 3.小球从端运动到距端的高度 时,速度为,求此过程中小球的电势能改变了多少?‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 答案以及解析 ‎1答案及解析：‎ 答案：C 解析：由于静电感应可知,A左端带负电,B右端带正电,A、B的电势相等,选项AB错误;若移去C,则两端的感应电荷消失,则贴在A、B下部的金属箔都闭合,选项C正确;先把A和B分开,然后移去C,则A、B带的电荷仍然存在,故贴在A、B下部的金属箔仍张开,选项D错误;故选C。‎ ‎ ‎ ‎2答案及解析：‎ 答案：B 解析：在匀强电场中,相互平行的距离相等的两点的电势差相等,故,即,解得,故选B. ‎ ‎ ‎ ‎3答案及解析：‎ 答案：D 解析：根据可知,将两板间距减小至原来的时,电容增大到原来的,而电容器的电压不变,所以电容器的电荷量增大到原来的,又根据可知将两板间距减小至原来的时,电容器的电压不变,所以电场强度增大到原来的,依题意可得两极板之间的引力与原来的比值是,即D选项正确。‎ ‎ ‎ ‎4答案及解析：‎ 答案：D 解析：在匀强电场中，正电荷从A点移到B点，静电力做功为零，即A点与B点电势相等，为一条等势线，可知场强方向与垂直,因为B、C两点之-间的电势差,沿着电场线方向电势逐渐降低，则匀强电场的场强大小，方向垂直斜向下，D正确。‎ ‎ ‎ ‎5答案及解析：‎ 答案：B 解析：A、由图和知A点的电势为零，越靠近O点电势越高，越靠近P点电势越高，所以O点的电荷带正电，M点电荷带负电，故A错误；‎ B、正点电荷从B到C点，电势能增大，根据可知电势能增大，由于沿着电场线电势降低，则有BC间场强方向沿x轴负方向，故B正确；‎ C、图象的斜率为，C点的电场强度小于A点的电场强度，故C错误；‎ D、因为BC间电场强度方向沿x轴负方向，CD间电场强度方向沿x轴正方向，则将一负点电荷从B点移到D点，电场力先做正功后做负功，故D错误；‎ 故选B。‎ ‎ ‎ ‎6答案及解析：‎ 答案：D 解析：由三点到O点的距离相等,又由,知三点的场强大小相等,但方向不同,故A错误;点电荷的电场中等势面是以点电荷为球心的球面,故B错误;将一正的试探电荷从点沿直线移到点,两正电荷先靠近再远离,故静电力先做负功后做正功,故C错误;由知段的电场强度大于段的电场强度,又由,知,得故D正确.‎ ‎ ‎ ‎7答案及解析：‎ 答案：D 解析：设想将右侧半球补充完整，右侧半球在M点的电场强度方向向右，根据对称性知方向水平向左，方向水平向右，因完整均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零，所以＞。根据几何关系知，切割后右侧部分各点到M点的距离均大于左侧部分各点到M 点的距离，根据知，| |＞| |，因球面带负电，所以＜，A、B错误；E1＞E2与左右两部分的表面积是否相等无关。完整的均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零，根据对称性，可知左、右半球壳在M、N点的电场强度大小都相等，故左半球壳在M、N点的电场强度大小相等，方向相同。所以C错误，D正确。‎ ‎ ‎ ‎8答案及解析：‎ 答案：D 解析：A、A、B两球先相向运动,随着库仑力的增大,它们的加速度增大,两者均做减速运动,B球的加速度较大,速度先减至零,之后A、B均向右运动,A做减速运动,B做加速运动,由于A球的速度比B球的大,两者间距继续减小,库仑力继续增大,两球的加速度继续增大,两球速度相同后,A球的速度小于B球的速度,两者间距增大,库仑力减小,加速度减小。根据系统的动量守恒知两球不会停止运动,故A错误。 BC、A、B相距最近时速度相同,由于两球组成的系统合外力为零,所以系统的动量守恒。取A球的初速度方向为正方向,设A、B相距最近时共同速度为v'根据动量守恒定律得,可得v'=‎2m/s由于两球的质量不同，速度相同,所以A、B相距最近时两球动量不同,故BC错误。 D、A、B相距最近时两球的电势能增加量为解得,故D正确。 故选:D。‎ ‎ ‎ ‎9答案及解析：‎ 答案：BC 解析：根据电场强度的叠加,a点的电场强度方向竖直向上,大小A错误;根据等量同种点电荷的电场线和等势线分布情况(如图)可知,B正确;b、c间电势差为零,所以C正确;负点电荷从b点移到c点的过程中,电场力先做正功后做负功,电势能先减小后增大,D错误。‎ ‎ ‎ ‎10答案及解析：‎ 答案：BCD 解析：匀强电场的电场线平行于平面，当电场线平行于y轴时，O、C两点间的电势差为零两点间的电势差最大，A错误，B正确。如果电场线平行于y轴，则G、F两点的电势相等，一个点电荷从G点运动到椭圆上任意一点再运动到F点，电场力做的功为零，C正确。由于O、A两点间连线平行于B、C 两点间连线，且长度相等，因此在匀强电场中，O、A两点间的电势差和B、C两点间的电势差相等，一个点电荷从O点运动到A点 与从点运动到C点，电场力做的功一定相同，D正确。‎ ‎ ‎ ‎11答案及解析：‎ 答案：CD 解析：当正极板向下平移时,根据平行板电容器的决定式,C与d成反比,图象应该为曲线,所以A项错误;根据电容器间的电场强度,电荷量不变,板间距发生变化,电场强度不变,负极板的电势为零,设O点原来距负极板为,O点的电势是,保持不变,所以B项错误;电势差,电势差U随x的增大而减小,所以C项正确;根据电势能的公式,由于电势不变,电势能不变,所以D项正确.‎ ‎ ‎ ‎12答案及解析：‎ 答案：BCD 解析：A、只知电场力方向竖直向上,由于不知电场强度的方向,所以无法确定小球带什么电,故A错误;‎ B、由于除重力之外的其它力做多少负功物体的机械能就减少多少,所以E-x图象的斜率的绝对值等于物体所受的电场力的大小,由图可知在O~s1内斜率的绝对值逐渐减小,故在O~s1内物体所受的电场力逐渐减小;所以开始先加速运动,当电场力减小后,可能减速运动,也可能继续加速运动,故B正确;‎ C、由于物体在s1~s2内斜率的绝对值保持不变,故物体受到的电场力不变,即为匀强电场,故C正确;‎ D、由于物体在s1~s2内E-x图象的斜率的绝对值不变,故物体所受的电场力保持不变.如果电场力等于物体所受的重力,故物体做匀速直线运动,所以动能可能不变,故D正确;‎ 故选BCD。‎ ‎ ‎ ‎13答案及解析：‎ 答案：（1）3.6×10‎-4C （2）-90eV; （3）120eV; （4）3×104N/C 解析：（1）由Q=UC得Q=120×3×10‎-6C=3.6×10‎-4C （2） （3）因为电子从B板出发到A板的过程中电场力做正功,电势能减小,动能增加,所以由动能定理得Ek-0=qUAB,Ek=120eV （4）E=U/d=3×104N/C ‎ ‎ ‎14答案及解析：‎ 答案：(1)电势先降低后升高 (2) (3)‎ 解析：(1)连线上电场方向先向右再向左，则电势先降低后升高.‎ ‎(2)设检验电荷在连线上运动过程中能达到最大速度的位置离A点的距离为x，它在连线上速度最大处所受合力应该为零，即，解得. ‎ ‎(3)若正检验电荷在P点处受到的库仑力的合力沿的方向，则它在P点处速度最大，即此时满足，解得.‎ ‎ ‎ ‎15答案及解析：‎ 答案：1.开始运动时小球受重力、库仑力、杆的弹力和电场力,沿杆方向运动, 将电场力沿杆的方向和垂直杆的方向分解,由牛顿第二定律得: 计算得出: 代入数据计算得出:  . 2.小球向下运动,受的斥力增大,加速度减小,速度增大, 当小球速度最大时合力减为零, 即 计算得出: 代入数据计算得出: . 3.小球从开始运动到速度为的过程中,设重力做功为,电场力做功为,库仑力做功为, 根据动能定理有: 计算得出: ‎ ‎ 从功能角度来说,电势能的改变量的大小就等于电场力做的功.电场力做负功,电势能增大. 动能的改变量就等于总功. 设小球的电势能改变了,则: 计算得出: ‎ ‎ ‎