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- 2021-05-27 发布
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1.下述关于匀强电场的结论错误的是
A.公式E=F/q也适用于匀强电场
B.根据U=Ed可知,任意两点间的电势差与这两点的距离成正比
C.匀强电场的场强值等于沿场强方向每单位长度上的电势差值
D.匀强电场的场强方向总是跟电荷所受电场力的方向一致
【答案】D
【解析】匀强电场的场强方向总是跟正电荷所受电场力的方向一致,D说法错误。
2.如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O处的电势为0,点A处的电势为6 V,点B处的电势为3 V,则电场强度的大小为
A.200 V/m B.
C.100 V/m D.
【答案】A
3.如图所示,在匀强电场中有A、B两点,A、B的连线长为L,与电场线的夹角为α。已知A、B两点间的电势差为U,则场强E为
A.U/L B.UL
C.U/Lsin α D.U/Lcos α
【答案】D
【解析】根据题述,AB长为L,与电场线的夹角为α。A、B两点之间沿电场线方向的距离为d=Lcos α,则场强E=U/d=U/Lcos α,选项D正确。
4.(多选)如图所示的匀强电场场强为103 N/C,ab=dc=4 cm,bc=ad=3 cm。则下述计算结果正确的是
A.a、b之间的电势差为40 V
B.a、c之间的电势差为50 V
C.将q=–5×10–3 C的点电荷沿矩形路径abcd移动一周,电场力做功–0.25 J
D.将q=–5×10–3 C的点电荷沿abc或adc从a点移动到c点,电场力做功都是–0.2 J
【答案】AD
5.(多选)图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距的平行直线。两粒子M、N的质量相等,所带电荷的绝对值也相等。现将M、N从虚线上的O点以相同的速率射出,两粒子在电场中的运动轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点。已知O点的电势高于c点的电势。若不计粒子的重力,则
A.M粒子带负电荷,N粒子带正电荷
B.N粒子在a点的速度与M粒子在c点的速度大小相同
C.N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功
D.M在从O点运动至b点的过程中,电场力对它做的功等于零
【答案】BD
6.(多选)某静电场沿x方向的电势分布如图所示,则
A.在0x1之间不存在沿x方向的电场
B.在0x1之间存在沿x方向的匀强电场
C.在x1x2之间存在沿x方向的匀强电场
D.在x1x2之间存在沿x方向的非匀强电场
【答案】AC
【解析】在0x1之间电势不变,即在0x1之间等势,故在此区间不存在沿x方向的电场;在x1x2之间电势随距离均匀减小,则在x1x2之间有沿x方向的匀强电场,故AC正确。
7.如图所示,匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点,∠ABC=∠CAB=30°,BC=m,已知电场线平行于△ABC所在的平面,一个电荷量q=–2×10–6 C的点电荷由A移到B的过程中,电势能增加了1.2×10–5 J,由B移到C的过程中电场力做功6×10–6 J,下列说法正确的是
A.B、C两点的电势差UBC=3 V
B.A点的电势低于B点的电势
C.负电荷由C点移到A点的过程中,电势能增加
D.该电场的场强为1 V/m
【答案】D
【解析】由B移到C的过程中电场力做功,根据得B、C两点的电势差为: ,故A错误;点电荷由A移到B的过程中,电势能增加1.2×10–5 J,根据电场力做
8.如图所示,A、B、C、D是匀强电场中的四个点,D是BC的中点,A、B、C构成一个直角三角形,∠ABC=60°,AB长为10 cm,电场线与三角形所在的平面平行,已知φA=5 V、φB=–5 V、φC=15 V,由此可以判断
A.场强的大小为100 V/m
B.场强的大小为
C.场强的方向垂直AD连线斜向上
D.场强的方向由C指向B
【答案】B
【解析】由题意,φA=5 V、φB=–5 V、φC=15 V,则BC连线的中点D的电势为 ,则φD=φA,AD为一条等势线,根据电场线与等势线垂直,可知,场强的方向垂直于AD连线斜向下;场强的大小为,故ACD错误,B正确。
【名师点睛】解答本题的关键是得到D点的电势,掌握电场线与等势线的关系,正确理解公式中d的含义。
9.空间某一静电场的电势φ在x轴上的分布如图所示,x轴上的两点B、C的电场强度在x方向上的分量分别是Ebx、Ecx,下列说法正确的有
A.B、C两点的电场强度的大小关系为Ebx>Ecx
B.Ebx的方向沿x轴正方向
C.电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大
D.负电荷沿x轴从B点移到C点的过程中,电场力先做负功,后做正功
【答案】A
10.如图所示,A、B两点相距0.1 m,θ=60°,匀强电场的场强E=100 V/m,则A、B间的电势差UAB=______V。
【答案】5
【解析】UAB=ELcos θ=100 V/m×0.1 m×0.5=5 V。
11.如图所示,真空中存在空间范围足够大的、方向水平向右的匀强电场,在电场中,一个质量为m、带电荷量为q的粒子从O点出发,初速度的大小为v0,在重力和电场力的共同作用下恰能沿场强的反方向成θ角做匀减速直线运动,求:
(1)匀强电场的场强大小;
(2)粒子运动的最高点与出发点之间的电势差。
【答案】(1) (2)mv02cos2 θ/2q
【解析】(1)依题意,对粒子受力分析可知粒子带负电,粒子受到水平向右的电场力和竖直向下的重力。垂直于运动方向平衡有mgcos θ=qEsin θ
解得E=
(2)粒子运动到最高点时速度为零,设运动的位移为s,由动能定理:
–mgssin θ–qEscos θ=0–mv02
最高点与出发点之间的电势差U=qEscos θ
解得U=mv02cos2 θ/2q
12.如图所示,在匀强电场中,有A、B两点,它们间距为2 cm,两点的连线与场强方向成60°角。将一个不知道电荷性质,电荷量为2×10–5 C的电荷由A移到B,其电势能增加了0.2 J。求:
(1)判断电荷带正电还是负电?由A到B电场力做的功WAB?
(2)A、B两点的电势差UAB为多少?
(3)匀强电场的场强的大小?
【答案】(1)负电 –0.2 J (2)104 V (3)106 V/m
【名师点睛】解决本题的关键知道电场力做功等于电势差的减小量,掌握电场力做功与电势差的关系。注意运用计算时,功的正负、q的正负都要代入计算,以及在中,表示沿电场线方向上的距离。