训练一静电场

2017-12-13

教学考试(高考物理) 2017年5期

关键词：电场线电场力细线

训练一静电场

《教学考试》物理命题研究中心

1．下列说法中正确的是

( )

A．法拉第根据头发屑在电场中的分布现象引入电场线描述电场，是等效替换的方法

B．美国物理学家密立根用扭秤实验最早测定了元电荷的电量值

2．(2017·福建省莆田第六中学第二次月考)如图所示，P、Q是两个电荷量相等的异种电荷，在其电场中有a、b、c三点在一条直线上，平行于P、Q的连线，b在P、Q连线的中垂线上，ab=bc，下列说法正确的是

( )

A．电势：φagt;φbgt;φc________ B．电势：φagt;φcgt;φb

C．电场强度：Eagt;Ebgt;EcD．电场强度：Ebgt;Eagt;Ec

3．(多选)(2016·广东省深圳市六校联盟模拟)如图所示，A、B为平行板电容器的金属板，G为静电计，开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度。下述结论正确的是

( )

A．若保持开关S闭合，将A、B两极板靠近些，指针张开角度将变小

B．若保持开关S闭合，将A、B两极板正对面积变小些，指针张开角度将不变

C．若断开开关S后，将A、B两极板靠近些，指针张开角度将变小

D．若断开开关S后，将A、B两极板正对面积变小些，指针张开角度将变大

4．(多选)(2016·内蒙古鄂尔多斯第三中学第四次考试)如图所示，空间中存在竖直向上的匀强电场，一个质量为m的小球沿虚线做直线运动，轨迹上A、B两点的竖直高度差为H，重力加速度为g，则在小球从B到A的过程中

( )

A．电场力对小球做功-mgH

B．小球的动能保持不变

C．小球的机械能增加mgH

D．小球的重力势能和电势能的和增加mgH

5．(2017·广西钦州市高新区高三12月月考)如图所示，在某电场中画出了三条电场线，C点是A、B连线的中点。已知A点的电势为φA=30 V，B点的电势为φB=-20 V，则下列说法正确的是

( )

A．C点的电势φC=5 V

B．C点的电势φCgt;5 V

C．C点的电势φClt;5 V

D．负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能

6．(2017·吉林省长春外国语学校高三上学期期末考试)a、b两个带电小球的质量均为m，所带电荷量分别为+3q和-q，两球间用绝缘细线连接，a球又用长度相同的绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在的空间有方向向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧，则平衡时可能位置是

( )

7．(2017·安徽省淮南市第二中学高三上学期第四次月考)如图甲所示为电场中的一条电场线，在电场线上建立坐标轴，则坐标轴上O～x2间各点的电势分布如图乙所示，则

( )

A．在O～x2间，场强先减小后增大

B．在O～x2间，场强方向发生了变化

C．若一负电荷从O点运动到x2点，电势能逐渐减小

D．从O点静止释放一仅受电场力作用的正电荷，则该电荷在O～x2间一直做加速运动

8．(多选)(2017·高考模拟)如图(a)所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个点电荷。t=0时，甲静止，乙以初速度6 m/s向甲运动。此后，它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动(整个运动过程中没有接触)，它们运动的v-t图象分别如图(b)中甲、乙曲线所示。则由图线可知

( )

A．两电荷的电性一定相反

B．t1时刻两电荷的电势能最大

C．在0～t2时间内，两电荷的静电力先增大后减小

D．在0～t3时间内，甲的动能一直增大，乙的动能一直减小

(1)求A球的带电荷量大小qA；

(2)剪断细线后，求B球下落速度达到最大时，B球距O点的距离x0;

(3)剪断细线后，求B球下落最大高度h。

(1)金属板AB之间的电势差UAB；

(2)若在粒子P经过O点的同时，在y轴右侧匀强电场中某点由静止释放另一带电微粒Q，使P、Q恰能运动中相碰；假设Q的质量是P的2倍、带电情况与P相同；Q的重力及PQ之间的相互作用力均忽略不计；求粒子Q所有释放点的集合。

参考答案

1．D 【解析】引入电场线描述电场是模拟方法，不是等效替换，A错误；扭秤实验是库仑所做，密立根用油滴实验最早测出元电荷电量，B错误；当r→0时任何实际的带电体都不能视为点电荷，C错误；教材中研究平行板电容器电容的取决因素实验，正是使用控制变量法做的，D正确。

2．A 【解析】P、Q是两个电荷量相等的异种电荷，画出等势面和电场线分布，如图所示，根据沿着电场线，电势逐渐降低，可得φagt;φbgt;φc；故A正确，B错误，电场线的疏密程度反映电场强度的大小，由于对称性可得Ea=Ec；故CD错误。

4．BC 【解析】小球沿虚线做直线运动，说明小球受到的重力和电场力平衡，电场力竖直向上，小球向上运动电场力做正功，大小为mgH，A错误；小球从B到A的过程中做匀速直线运动，合外力对小球所做的功为零，所以小球的动能保持不变，B正确；小球从B到A的过程中，小球机械能的增加量等于电场力做功大小，且大小等于克服重力做功，AB两点间的竖直高度是H，所以重力势能增加mgH，C正确；小球从B到A的过程中，电场力做正功，电势能减小，重力做负功，重力势能增加，两者的和增加量为0，D错误。

7．D 【解析】因为电势与位移的图象中，某点的切线的斜率代表电场强度的大小，故可发现，电场强度先变大后变小，故A错误；在O～x1之间，电势减小，因为沿着电场线的方向电势是逐渐减小的，故电场线的方向是由O到x1的，在x1～x2之间，电势仍是逐渐减小，故电场线的方向仍是由x1到x2的，即场强方向没有发生变化，B错误；因为电势减小，但负电荷的电势能却是增大的，故负电荷从O点运动到x2点，电势能逐渐增大，C错误；正电荷一直受到沿O～x2方向的电场力的作用，故它将一直做加速运动，D正确。

8．BC 【解析】由图可知，两个小球间产生排斥力。因为刚开始乙做减速运动，甲做初速度为0的加速运动，则两个电荷的电性一定相同，A错误；在t1时刻，两个小球共速，两个小球之间的距离最小，故在间距减小的过程中，小球始终克服电场力做功，以后小球的距离逐渐增大，电场力做正功，故间距最小时的电势能最大，B正确；t2时刻，乙球静止，在0～t2时间内，两电荷的间距先减小后增大，故它们间的静电力先增大后减小，C正确；在0～t3时间内，甲的速度一直增大，故它的动能一直增大，而乙的速度先减小后增大，故乙的动能也是先减小后增大，D错误。

9.解：(1)对A、B由整体法得