【参考答案】C
【名师解析】根据图中等势面分布可知,+5V等势面处场强小于-5V等势面处场强,带电粒子在A点所受的电场力小于在B点所受的电场力,根据牛顿第二定律,aAEKB,选项C正确B错误。
7.(2018浙江名校协作体)静电场聚焦在电子显微镜和示波管中起着重要的作用.图示为某示波管内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线,两电子分别从a、b两点运动到c点,则()
A.聚焦电场对两电子始终做负功B.电子在a点具有的电势能比b点小
C
.a点处的电势比c点处的电势低D.b处的电场强度比c处小
【参考答案】C
【命题意图】本题考查电场线、等势面、电场力做功、电势能和电势、电场强度及其相关的物理知识,意在考查运用相关知识分析解决实际问题的能力。
【解题思路】电子所受电场力与电场线方向相反,两电子分别从a、b两点运动到c点,所受电场力方向始终与运动方向夹角小于90°,聚焦电场对两电子始终做正功,选项A错误;a、b两点处于同一等势面上,电子在a点具有的电势能与在b点具有的电势能相等,选项B错误;根据沿电场线方向电势降低可知,a点处的电势比c点处的电势低,选项C正确;根据电场线的疏密表示电场强度的大小可知,b处的电场强度比c处大,选项D错误。
8.某静电场中的等势面分布如图所示,下列关于该电场描述正确的是( )
A.A点的电场强度比C点的小
B.负电荷在A点的电势能比在C点的电势能大
C.电荷沿等势面AB移动的过程中,电场力始终不做功
D.正电荷由A移动到C,电场力做负功
【参考答案】C
【名师解析】 由等势面与电场线密集程度的关系可知,等势面越密集的地方电场强度越大,故A点的电场强度比C点的大,故A错误;负电荷在电势越高的位置电势能越小,故B错误;沿等势面移动电荷,电场力不做功,故C正确;正电荷由A移动到C,电场力做正功,故D错误。
9.(多选)如图所示为一产生聚焦电场的装置,由电极A1、A2、A3、A4构成。
图中虚线为等势线,关于中心线z轴上下对称,相邻等势线间电势差相等。
图中P、Q、R是一个从左侧进入聚焦电场的带正电粒子的运动轨迹上的三点,则可以确定( )
A.该装置是由两个平行板电容器A1A2、A3A4构成
B.该聚焦电场方向在中心线上与z轴方向一致
C.带正电粒子从Q点到R点的过程中电势能减少
D.若将带正电粒子束从右侧射入聚焦电场,则一定被会聚
【参考答案】BC
【名师解析】 由等势线的形状可知,A1A2、A3A4不是两对平行板电容器,选项A错误;由带正电粒子的运动轨迹可知电场方向向右,即该聚焦电场方向在中心线上与z轴方向一致,选项B正确;由于带正电的粒子从Q点到R点的过程中,电场力对其做正功,故其电势能减少,选项C正确;带正电粒子束从右侧射入时,由粒子受到的电场力的方向可知,粒子将向两侧发散而不能会聚,选项D错误。
10.(2016·全国卷Ⅲ,15)关于静电场的等势面,下列说法正确的是( )
A.两个电势不同的等势面可能相交
B.电场线与等势面处处相互垂直
C.同一等势面上各点电场强度一定相等
D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做正功
【参考答案】B
【名师解析】 若两个不同的等势面相交,则在交点处存在两个不同电势数值,与事实不符,选项A错误;电场线一定与等势面垂直,选项B正确;同一等势面上的电势相同,但电场强度不一定相同,选项C错误;将一负电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做负功,故选项D错误。
11.(2017云南模拟)如图所示,虚线a、b、c、d、e是电场中的一组平行等差等势面,实线是一带负电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,M、N、P、Q分别为运动轨迹与等势面的交点,下列判断正确的是()
A.粒子在电场中做匀变速运动B.图中等势面a的电势最高
C.粒子经过Q点的动能大于P点的动能D.粒子在M点的电势能比Q点的大
【参考答案】AB
【名师解析】根据题述,虚线a、b、c、d、e是电场中的一组平行等差等势面,电场是匀强电场。
带电粒子在电场中运动所受电场力是恒力,由牛顿第二定律可知,粒子在电场中运动的加速度恒定,所以带电粒子做匀变速运动,选项A正确。
根据图中粒子运动轨迹的弯曲方向可知,粒子在电场中受力方向为向左,电场线方向向右,根据沿电场线方向电势逐渐降低可知,图中等势面a的电势最高,选项B正确。
在M、N、P、Q四点中,粒子经过Q点的电势能最大,粒子经过M点的电势能最小,根据仅在电场力作用下的带电粒子的电势能和动能之和保持不变,可知粒子经过Q点的动能小于P点的动能,粒子经过Q点的动能大于P点的动能,粒子在M点的电势能比Q点的大,选项CD错误。
12.(2016·辽宁协作校高三期末)空间中P、Q两点处各固定一个点电荷,其中P点处为正电荷,P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示,a、b、c、d为电场中的4个点,则( )
A.P、Q两点处的电荷等量同种B.a点和b点的电场强度相同
C.c点的电势低于d点的电势D.负电荷从a到c,电势能减少
【参考答案】D
【名师解析】根据电场的等势面分布图可知,该电场是等量异种电荷的电场,A项错误;等量异种电荷的电场具有对称性(上下、左右),a点和b点的电场强度大小相等,而方向不同,B项错误;c点离P点(正电荷)比d点离P点的距离更近,所以c点的电势较高,C错误;负电荷从a到c,电势升高,电场力对负电荷做正功,电势能减小,D项正确。
13.(黑龙江省大庆市第一中学2016届高三第三次模拟考试理科综合试题)阴极射线示波管的聚焦电场是由电极A1、A2形成,实线为电场线,虚线为等势线,Z轴为该电场的中心轴线,P、Q、R为一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点,则()
A.电极A1的电势低于电极A2的电势
B.电场中Q点的电场强度小于R点的电场强度
C.电子在P点处的动能大于在Q点处的动能
D.电子从P至R的运动过程中,电场力对它一直做正功
【参考答案】AD
【名师解析】
沿电场线电势降低,因此电极A1的电势低于电极A2,故A正确;电子从P至R的运动过程中,是由低电势向高电势运动时,电场力做正功,动能增加,电势能减小,故C错误,D正确;据电场线的疏密程度可知,因此Q点电场线比R点电场线密,故Q点的电场强度大于R点的电场强度.故B正确;
故选AD.
考点:
电场强度;电场线;电势及电势能
【名师点睛】要能正确根据电场线、等势线的分布情况,判断电势、电势能、电场强度、电场力做功等物理量变化情况;沿电场线电势降低,电场强度的大小与电场线的疏密有关;电场力做正功电势能减小,动能增加.
14.(2016·山东潍坊一中月考)如图所示的电场,等势面是一簇相互平行的竖直平面,间隔均为d,各面电势已在图中标出,现有一质量为m的带电小球(可视为点电荷)以速度v0,方向与水平方向成45°角斜向上射入电场,要使小球做直线运动,则小球所带电的电性及电荷量为( )
A.负电
B.正电
C.负电
D.正电
【参考答案】 B
【名师解析】 要使带电小球做直线运动,则其所受合力与v0应在一条直线上,而电场力与等势面垂直,必在水平方向,则需考虑小球的重力作用。
电场线由等势面高处指向等势面低处,得电场线方向水平向左,且E=
=
。
对小球受力分析:
为使合力与v0在一条直线上,则得小球带正电,且有mg=Eq,得q=
=
。
故选项B正确。
15.(多选)如图所示,真空中M、N点处固定有两等量异种点电荷,a、b、c表示两点电荷形成的电场中的3条等势线,b是M、N连线的中垂线,交M、N于O点,a、c关于b对称。
点d、e、f、g是以O为圆心的圆与a、c的交点。
已知一带正电的试探电荷从d点移动到e点时,试探电荷的电势能增加,则以下判断正确的是( )
A.M点处固定的是正电荷
B.d点的电势低于f点的电势
C.d点的场强与f点的场强相同
D.将带正电的试探电荷沿直线由d点移动到f点,电势能先增大后减小
【参考答案】 BC
【名师解析】 正电荷从d点移动到e点电势能增加,则d点电势低于e点,M处为负电荷,N处为正电荷,d点的电势低于f点的电势,d、f两点的电场强度大小相等、方向相同,将带正电的试探电荷沿直线从d点移动到f点,电势能一直增大,故B、C正确,A、D错误。
16.如图所示,虚线为一静电场中的等势面1、2、3、4,相邻等势面间的电势差相等,其中等势面3的电势为0。
一带正电的点电荷仅在静电力的作用下沿图中实线从a点运动到b点,经过a、b两点时粒子的动能分别为5eV和26eV。
当这一点电荷运动到某一位置c时,其电势能变为-5eV。
下列说法正确的是()
A.粒子从a点运动到b点的过程中电场力做负功B.粒子在a点的电势能小于其在b点的电势能
C.粒子在c点时的动能为24eVD.a、b点的电势关系为
【参考答案】 CD
【名师解析】根据轨迹图,带电粒子所受电场力向右,粒子从a点运动到b点的过程中电场力做正功,电势能减小,带电粒子在a点的电势能大于其在b点的电势能,选项AB错误。
正的点电荷所受电场力方向向右,电场线方向向右,a、b点的电势关系为
,选项D正确。
设相邻两个等势面之间的电势差为U,则等势面2的电势为U,等势面1的电势为2U,等势面3的电势为-U。
根据带电粒子仅在静电力的作用下运动,其电势能与动能之和保持不变,则有5eV+2qU=26eV-qU,5eV+2qU=Ekc-5eV,联立解得:
Ekc=24eV,选项C正确。
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