题目列表(包括答案和解析)
8.(2011年洛阳高三质检)如图所示,虚线a、b、c为三个同心圆面,圆心处有一个点电荷.现从b、c之间一点P以相同的速率发射两个带电粒子,分别沿PM、PN运动到M、N点,M、N两点都处于圆周c上,以下判断正确的是( )
A.到达M、N时两粒子速率仍相等
B.到达M、N时两粒子速率vM>vN
C.到达M、N时两粒子的电势能相等
D.两个粒子的电势能都是先减小后增大
解析:选B.从粒子的运动轨迹可看出电场对到达M点的粒子做正功,对到达N点的粒子做负功,再根据动能定理可知,A错误,B正确;M、N两点电势相等,但带电粒子的电性不同,到达M、N两点时两粒子的电势能不同,C错误;到达M点的粒子其电势能先增大后减小,而到达N点的粒子其电势能先减小后增大,D错误.
7.(2010年高考江苏物理卷)空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度E随x变化的图象如图所示.下列说法中正确的是( )
A.O点的电势最低
B.x2点的电势最高
C.x1和-x1两点的电势相等
D.x1和x3两点的电势相等
解析:选C.由题图知,O点两侧电场强度方向相反,因电场强度的方向沿x轴,故O点可能电势最低,也可能电势最高,A选项不正确;x1、x2、x3三点在同一电场线上,由沿电场线方向电势逐渐降低可知,无论O点右侧电场强度沿x轴向右还是向左,x2点电势都不是最高,x1、x3两点的电势也不相等,故B、D不正确;由题图知,电场强度在O点两侧对称,故x1、-x1两点电势相等,C正确.
6.(2010年高考安徽理综卷)如图所示,在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R=0.1 m的圆,P为圆周上的一点,O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小E=100 V/m,则O、P两点的电势差可表示为( )
A.UOP=-10sin θ(V)
B.UOP=10sin θ(V)
C.UOP=-10cos θ(V)
D.UOP=10cos θ(V)
解析:选A.由于电场强度方向向下,据题意可知UOP<0,则UOP=-ERsin θ=-100×0.1sin θ(V)=-10sin θ(V),故正确答案为A.
5.一正电荷在电场中仅受电场力作用,从A点运动到B点,速度随时间变化的图象如图所示,tA、tB分别对应电荷在A、B两点的时刻,则下列说法中正确的是( )
A.A处的场强一定小于B处的场强
B.A处的电势一定低于B处的电势
C.电荷在A处的电势能一定大于在B处的电势能
D.从A到B的过程中,电场力对电荷做正功
解析:选B.由图象知A处的加速度大于B处的加速度,A处的场强一定大于B处的场强,A错.由功能关系及动能和电势能之和守恒知B正确,C、D错.
4.(2011年福建泉州调研)如图所示,一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力的作用下,从静止开始由b沿直线运动到d,且bd与竖直方向所夹的锐角为45°,则下列结论中不正确的是( )
A.此液滴带负电荷
B.合外力对液滴做的总功等于零
C.液滴做匀加速直线运动
D.液滴的电势能减少
解析:选B.由题可知,带电液滴只受重力和电场力作用,合力沿bd方向,液滴匀加速运动,C正确;合力做正功,B不正确;电场力方向向右,故液滴带负电荷,A正确;电场力做正功,所以电势能减少,D正确.
3.(2011年伊春模拟)如图所示,a、b是竖直方向上同一电场线上的两点,一带负电的质点在a点由静止释放,到达b点时速度最大,则( )
A.a点电势高于b点电势
B.a点的场强大于b点的场强
C.质点从a点运动到b点的过程中电势能增加
D.质点在a点受到的电场力小于在b点受到的电场力
解析:选B.负电荷所受电场力向上,所以电场线方向向下,A错;a点电场力大于重力,b点电场力等于重力,B对,D错;质点从a点运动到b点的过程中电场力做正功,电势能减小,C错.
2.图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹.粒子先经过M点,再经过N点,可以判定( )
A.M点的电势大于N点的电势
B.M点的电势小于N点的电势
C.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力
D.粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力
解析:选AD.沿电场线的方向电势降低,所以φM>φN,选项A对,B错;电场线越密的地方电场强度越大,同一粒子所受电场力越大,所以选项C错,D对.
1.(2010年高考天津理综卷)在静电场中,将一正电荷从a点移到b点,电场力做了负功,则( )
A.b点的电场强度一定比a点大
B.电场线方向一定从b指向a
C.b点的电势一定比a点高
D.该电荷的动能一定减小
解析:选C.电场力做负功,该电荷电势能增加.正电荷在电势高处电势能较大,C正确.电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用,总功不一定为负.由动能定理可知,动能不一定减小,D错.电势高低与场强大小无必然联系,A错.b点电势高于a点,但a、b可能不在同一条电场线上,B错.
12.(2011年长沙市一中月考)如图甲所示,在真空中足够大的绝缘水平地面上,一个质量为m=0.2 kg,带电荷量为q=+2.0×10-6 C的小物块处于静止状态,小物块与地面间的动摩擦因数μ=0.1.从t=0时刻开始,空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场(取水平向右的方向为正方向,g取10 m/s2),求:
(1)23秒内小物块的位移大小;
(2)23秒内电场力对小物块所做的功.
解析:(1)0-2 s内小物块的加速度a1==2 m/s2
位移s1=a1t=4 m
2 s末小物块的速度为v2=a1t1=4 m/s
2 s-4 s内小物块的加速度a2==-2 m/s2
位移s2=s1=4 m
4 s末的速度为v4=0
因此小物块做周期为4 s的变速运动,第22 s末的速度为v22=4 m/s,第23 s末的速度为v23=v22+a2t=2 m/s(t=1 s)
所求位移为s=s1+t=47 m.
(2)23秒内,设电场力对小物块所做的功为W,由动能定理有:W-μmgs=mv
解得W=9.8 J.
答案:(1)47 m (2)9.8 J
11.如图所示,水平放置的平行板电容器,与某一电源相连,它的极板长L=0.4 m,两板间距离d=4×10-3 m,有一束由相同带电微粒组成的粒子流,以相同的速度v0从两板中央平行极板射入,开关S闭合前,两板不带电,由于重力作用微粒能落到下板的正中央,已知微粒质量为m=4×10-5 kg,电量q=+1×10-8 C.(g=10 m/s2)求:
(1)微粒入射速度v0为多少?
(2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场,电容器的上板应与电源的正极还是负极相连?所加的电压U应取什么范围?
解析:(1)=v0t
=gt2
可解得:v0= =10 m/s.
(2)电容器的上板应接电源的负极
当所加的电压为U1时,微粒恰好从下板的右边缘射出即
=a1()2
又a1=
解得:U1=120 V
当所加的电压为U2时,微粒恰好从上板的右边缘射出
即=a2()2
又a2=
解得:U2=200 V
所以120 V<U<200 V.
答案:(1)10 m/s (2)与负极相连 120 V<U<200 V
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