1.(改編)圖K6-2-1中虛線為一組間距相等的同心圓,圓心處固定一帶正電的點(diǎn)電荷.一帶電粒子以一定初速度射入電場,實(shí)線為粒子僅在電場力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,a、b、c三點(diǎn)是實(shí)線與虛線的交點(diǎn).則該粒子( )
圖K6-2-1
A.帶負(fù)電
B.在c點(diǎn)受力最大
C.在b點(diǎn)的電勢能小于在c點(diǎn)的電勢能
D.由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化
【答案】D
【解析】由于帶電粒子受到電場力指向軌跡凹側(cè),說明帶電粒子帶正電,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)庫侖定律F=k可知,粒子在c點(diǎn)受到電場力最小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;粒子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過程中,電場力對(duì)粒子做正功,粒子電勢能減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由動(dòng)能定理可得:qU=ΔEk,因?yàn)閁ab>Ubc,所以選項(xiàng)D正確.
2.(2015年北京模擬)下列四個(gè)電場中,均有相互對(duì)稱分布的a、b兩點(diǎn),其中電勢和場強(qiáng)都相同的是( )
【答案】B
【解析】a、b兩點(diǎn)場強(qiáng)的方向不同,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;a、b兩點(diǎn)電勢和場強(qiáng)均相同,選項(xiàng)B正確;a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;a、b兩點(diǎn)場強(qiáng)的方向不同,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
3.(改編)圖K6-2-2是某種靜電礦料分選器的原理示意圖,帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電場后,分落在收集板中央的兩側(cè),對(duì)礦粉分離的過程,下列表述正確的有( )
圖K6-2-2
A.帶正電的礦粉落在右側(cè)B.電場力對(duì)礦粉做負(fù)功
C.帶負(fù)電的礦粉電勢能變大D.帶正電的礦粉電勢能變小
【答案】D
【解析】帶正電的礦粉受到向左的電場力作用,落在左側(cè),電場力對(duì)礦粉做正功,礦粉電勢能變小,選項(xiàng)D正確.
4.a、b、c、d是勻強(qiáng)電場中的4個(gè)點(diǎn),它們正好是一個(gè)矩形的4個(gè)頂點(diǎn).電場線與矩形所在的平面平行.已知a點(diǎn)的電勢為20 V,b點(diǎn)的電勢為24 V,d點(diǎn)的電勢為4 V,如圖K6-2-3,由此可知c點(diǎn)的電勢為( )
圖K6-2-3
A.4 V B.8 V
C.12 V D.24 V
【答案】B
【解析】平行于勻強(qiáng)電場所在平面的1個(gè)平行四邊形,任意兩條平行邊上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)的電勢差相等,即φa-φd=φb-φc,可得選項(xiàng)B正確.
5.(2015年德州期末)如圖K6-2-4甲所示,一條電場線與Ox軸重合,取O點(diǎn)電勢為零,Ox方向上各點(diǎn)的電勢φ隨x變化的情況如圖K6-2-4乙所示,若在O點(diǎn)由靜止釋放一電子,電子僅受電場力的作用,則( )
圖6-2-4
A.電子將沿Ox方向運(yùn)動(dòng)B.電子的電勢能將增大
C.電子運(yùn)動(dòng)的加速度恒定D.電子運(yùn)動(dòng)的加速度先減小后增大
【答案】AD
【解析】由題圖乙可知,沿x軸正方向電勢越來越高,故電場線方向沿x軸負(fù)方向,電子受到的電場力沿x軸正方向,故電子將沿Ox方向運(yùn)動(dòng),電子的電勢能將減小,A正確,B錯(cuò)誤;因電勢φ隨x的增大,其變化率先減小后增大,故沿x軸正方向,電場強(qiáng)度先減小后增大,電子運(yùn)動(dòng)的加速度先減小后增大,D正確,C錯(cuò)誤.
6.(2015年金山中學(xué)期末)某帶電粒子僅在電場力的作用下由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),電場線及粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖K6-2-5所示,可以判定( )
圖K6-2-5
A.粒子在A點(diǎn)的加速度小于它在B點(diǎn)的加速度
B.粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能小于它在B點(diǎn)的動(dòng)能
C.粒子在A點(diǎn)的電勢能小于它在B點(diǎn)的電勢能
D.粒子在A點(diǎn)的電勢低于它在B點(diǎn)的電勢
【答案】AB
【解析】A點(diǎn)的場強(qiáng)小于B點(diǎn)場強(qiáng),在A點(diǎn)受電場力小于在B點(diǎn),A正確;A到B過程電場力做正功,電勢能減小,動(dòng)能增大,B正確、C錯(cuò)誤;A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn),D錯(cuò)誤.
7.(2015年江蘇模擬)真空中有一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷繞固定的點(diǎn)電荷+Q運(yùn)動(dòng),其軌跡為橢圓,如圖K6-2-6所示.已知a、b、c、d為橢圓的四個(gè)頂點(diǎn),+Q處在橢圓焦點(diǎn)上,則下列說法正確的是( )
圖K6-2-6
A.負(fù)電荷在a、c兩點(diǎn)所受的電場力大小相等
B.負(fù)電荷在a點(diǎn)的電勢能高于在c點(diǎn)的電勢能
C.負(fù)電荷由b運(yùn)動(dòng)到d的過程中電勢能增加,動(dòng)能減少
D.負(fù)電荷由a經(jīng)b運(yùn)動(dòng)到c的過程中,電勢能先增大后減小
【答案】AC
【解析】電場強(qiáng)度是矢量,由對(duì)稱性可知a、c兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等,故負(fù)電荷在a、c兩點(diǎn)所受電場力大小相等但方向不同,A正確;根據(jù)電勢是標(biāo)量和對(duì)稱性可知,a、c兩點(diǎn)的電勢相等,故負(fù)電荷在a、c兩點(diǎn)的電勢能相等,B錯(cuò)誤;正點(diǎn)電荷的電場線是輻射向外的,且沿電場線方向電勢降低,故軌跡上a、b、c、d四點(diǎn)中b點(diǎn)電勢最高,d點(diǎn)電勢最低,a、c兩點(diǎn)相同,所以負(fù)電荷在b點(diǎn)電勢能最小,故選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.
8.如圖K6-2-7所示,真空中等量異種點(diǎn)電荷放置在M、N 兩點(diǎn),在MN的連線上有對(duì)稱點(diǎn)a、c,MN連線的中垂線上有對(duì)稱點(diǎn)b、d,則下列說法正確的是( )
圖K6-2-7
A.a點(diǎn)場強(qiáng)與c點(diǎn)場強(qiáng)一定相同
B.a點(diǎn)電勢一定小于c點(diǎn)電勢
C.負(fù)電荷在c點(diǎn)的電勢能一定大于在a點(diǎn)的電勢能
D.正電荷從d點(diǎn)移到b點(diǎn)電場力不做功
【答案】AD
【解析】根據(jù)真空中等量異種點(diǎn)電荷電場線的分布特點(diǎn),在MN的連線上對(duì)稱點(diǎn)a、c場強(qiáng)一定相同,故選項(xiàng)A正確;因沿著電場線方向電勢逐漸降低,但電場方向未知,則a點(diǎn)電勢不一定小于c點(diǎn)電勢,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn),電場力做功正負(fù)未知,則不能判斷電勢能增減,負(fù)電荷在c點(diǎn)電勢能不一定大于a點(diǎn)電勢能,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;而MN連線的中垂線是等勢線,其上的對(duì)稱點(diǎn)b、d電勢相等,則正電荷從d點(diǎn)移到b點(diǎn)電場力不做功,故選項(xiàng)D正確.
9.(2015年珠海模擬)如圖K6-2-8所示,長為L,傾角為θ的光滑絕緣斜面處于電場中,一帶電荷量為+q,質(zhì)量為m的小球,以初速度v0由斜面底端的A點(diǎn)開始沿斜面上滑,到達(dá)斜面頂端的速度仍為v0,則( )
圖K6-2-8
A.小球在B點(diǎn)的電勢能一定小于小球在A點(diǎn)的電勢能
B.A、B兩點(diǎn)的電勢差一定為
C.若是勻強(qiáng)電場,則該電場的場強(qiáng)一定是
D.若是勻強(qiáng)電場,則該電場的場強(qiáng)可能是
【答案】AD
【解析】小球動(dòng)能沒變,電場力與重力做功之和為零,重力做負(fù)功,電場力做正功,電勢能減小,在B點(diǎn)的電勢能小于A點(diǎn),A正確;動(dòng)能定理qU-mgLsin θ=0,得U=,B錯(cuò)誤;場強(qiáng)方向不確定,所以場強(qiáng)不一定是,C錯(cuò)誤,D正確.