A [由正电荷周围电场线的特点可知E1>E2,沿电场线方向电势逐渐降低,可知φ1>φ2,选项A正确。
]
6、电场中a、b两点间的电势差Uab=1V,将一电子从a点移到b点,电子克服静电力做的功为1eV,则( )
A.场强方向一定是由b指向a
B.场强方向一定是由a指向b
C.电子的电势能增加1eV
D.电子的电势能减少1eV
C [静电力对电子做负功,所以a点的电势高于b点的电势,但场强方向不一定由a指向b,选项A、B错误;电子克服静电力做的功等于电势能的增加量,选项C正确,选项D错误。
]
7、如图所示是一个匀强电场的等势面示意图,每两个相邻的等势面相距2cm,由此可以确定电场强度的方向和数值是( )
A.竖直向下,E=100V/m
B.水平向左,E=100V/m
C.水平向左,E=200V/m
D.水平向右,E=200V/m
B [电场强度E=
=100V/m,电场强度的方向垂直于等势面指向电势降落的方向,即水平向左,选项B正确。
]
8、(多选)如图所示,接地的金属板右侧有固定的点电荷+Q,a、b是金属板右侧表面的两点,其中a到+Q的距离较小。
下列说法正确的是( )
A.由于静电感应,金属板右侧表面带负电,左侧表面带正电
B.由于静电感应,金属板右侧表面带负电,左侧表面不带电
C.整个导体,包括表面上的a、b点,是一个等势体,且电势等于零
D.a、b两点的电场强度不为零,且a、b两点场强方向相同,但a点的场强比b点的场强要强(大)一些
BCD [若金属板不接地,右侧表面将感应出负电荷,左侧表面将感应出正电荷;若金属板接地,自由电子通过接地导线导入金属板,再次达到静电平衡时左侧表面不带电,整个金属板的电势都为零,所以选项A错误,选项B、C正确。
金属板接地时,右侧表面上有感应负电荷,而且a点附近的电场线密度(单位表面积的电荷量)比b点附近的电场线密度要大些,场强要强(大)些,又因为整个金属板是等势体,右侧表面是等势面,电场线与等势面垂直,可见a、b两点的场强方向都垂直指向右侧面,方向相同,所以选项D正确。
]
*9、(多选)关于电荷量,以下说法正确的是( )
A.物体所带的电荷量可以为任意实数
B.物体所带的电荷量只能是某些值
C.物体带正电荷1.6×10-9C,这是因为失去了1.0×1010个电子
D.物体所带电荷量的最小值为1.6×10-19C
BCD [元电荷为1.6×10-19C,任何带电体电荷量均是元电荷的整数倍,故A错,B、C、D对。
]
*10、如图所示,在绝缘光滑水平面上,相隔一定距离有两个带同种电荷的小球,同时从静止释放,则两个小球的加速度大小和速度大小随时间变化的情况是( )
A.速度变大,加速度变大
B.速度变小,加速度变小
C.速度变大,加速度变小
D.速度变小,加速度变大
C [因电荷间的静电力与电荷的运动方向相同,故电荷将一直做加速运动,又由于两电荷间距离增大,它们之间的静电力越来越小,故加速度越来越小。
]
*11、电场中有一点P,下列说法正确的是( )
A.若放在P点的电荷的电荷量减半,则P点场强减半
B.若P点没有试探电荷,则P点的场强为零
C.P点的场强越大,则同一电荷在P点所受的电场力越大
D.P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向
C [电场强度是由电场本身决定的,与是否放入试探电荷、放入电荷的电性、电荷量的多少均无关,选项A、B错误。
电荷量一定时,由F=Eq可知,场强越大,所受的电场力越大,C正确。
若试探电荷是正电荷,它的受力方向就是该点的场强方向,若试探电荷是负电荷,它的受力方向的反方向是该点场强的方向,D错误。
]
*12、在如图所示的四个电场中,均有相互对称分布的a、b两点,其中a、b两点电势和场强都相同的是( )
A B C D
C [因为电势是标量,并且a、b在题中的四个电场中具有对称性,故四个电场中a、b两点的电势都是相等的,而电场强度是矢量,A图中两对称点的电场强度大小相等、方向相反;B图中两个场强叠加后,a点的场强方向斜向右上方,b点的场强方向斜向右下方;C图中两对称点的场强大小相等,方向都是水平向右;D图中a点的场强方向向上,b点的场强方向向下,因此只有选项C正确。
]
13、(多选)对于水平放置的平行板电容器,下列说法中正确的是( )
A.将两极板的间距加大,电容将增大
B.将两极板平行错开,使正对面积减小,电容将减小
C.在下极板的内表面上放置一面积和极板相等,厚度小于极板间距的陶瓷板,电容将增大
D.在下极板的内表面上放置一面积和极板相等,厚度小于极板间距的铝板,电容将增大
BCD [影响平行板电容器电容大小的因素有:
①随正对面积的增大而增大;②随两极板间距离的增大而减小;③在两极板间放入电介质,电容增大。
由此可知B、C选项正确。
对D选项,实际上是减小了平行板的间距,所以D也对。
]
14、如图所示,一个平行板电容器充电后与电源断开,从负极板处释放一个电子(不计重力),设其到达正极板时的速度为v1,加速度为a1。
若将两极板间的距离增大为原来的2倍,再从负极板处释放一个电子,设其到达正极板时的速度为v2,加速度为a2,则( )
A.a1∶a2=1∶1,v1∶v2=1∶2
B.a1∶a2=2∶1,v1∶v2=1∶2
C.a1∶a2=2∶1,v1∶v2=
∶1
D.a1∶a2=1∶1,v1∶v2=1∶
D [电容器充电后与电源断开,再增大两极板间的距离时,场强不变,电子在电场中受到的静电力不变,故a1∶a2=1∶1。
由动能定理Ue=
mv2得v=
,因两极板间的距离增大为原来的2倍,由U=Ed知,电势差U增大为原来的2倍,故v1∶v2=1∶
。
]
15、如图所示,一电场中的等势面是一簇互相平行的平面,间隔均为d,各等势面的电势如图所示。
现有一质量为m的带电微粒,以速度v0射入电场,且v0的方向与水平方向成45°角斜向上。
若射入电场后,质点做直线运动,求:
(1)微粒带何种电荷?
电荷量是多少?
(2)微粒在入射方向的最大位移是多少?
[解析] 要使微粒做直线运动,微粒所受合力与v0应在一条直线上,又电场力与等势面垂直,沿水平方向,因此需考虑微粒的重力作用。
(1)电场线与等势面垂直,且由电势高处指向电势低处,可得电场线方向水平向左,且E=
=
。
为使合力与v0在一条直线上,微粒的受力情况如图所示,分析可知微粒带正电,且mg=qE,则q=
=
。
(2)带电微粒沿入射方向做匀减速直线运动,其加速度a=
g。
则微粒在入射方向的最大位移xmax=
=
=
。
[答案]
(1)正电
(2)
16、如图所示,长为L的平行金属板水平放置,两极板带等量的异种电荷,板间形成匀强电场,一个电荷量为+q、质量为m的带电粒子以初速度v0紧贴上板垂直于电场线的方向进入该电场,而后刚好从下板边缘射出,射出时其末速度恰与下板的夹角θ=30°,不计粒子重力,求:
(1)粒子的末速度大小;
(2)匀强电场的场强大小;
(3)两板间的距离。
[解析]
(1)粒子在平行金属板间做类平抛运动,把射出极板的速度分解,如图所示,则粒子的末速度v=
=
v0。
(2)竖直分速度vy=v0tan30°=
v0
由牛顿第二定律得qE=ma
由类平抛运动规律得L=v0t,vy=at,解得E=
。
(3)由类平抛运动规律得tan30°=
,解得d=
。
[答案]
(1)
(2)
(3)