9.如图7所示的匀强电场E的区域内,由A、B、C、D、A′、B′、C′、D′作为顶点
构成一正方体空间,电场方向与面ABCD垂直.下列说法正确的是
( )
A.A、D两点间电势差UAD与A、A′两点间电势差UAA′相等
B.带正电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D′点,电场力做正
功
C.带负电的粒子从A点沿路径A→D→D′移到D′点,电势能减小 图7
D.带电粒子从A点移到C′点,沿对角线A→C′与沿路径A→B→B′→C′电场力做
功相同
解析:在匀强电场中,因AD垂直于电场线方向,则φA=φD,UAD=0,而UAA′≠0,故A错;因φD>φD′,则从A→D→D′移动正电荷电场力做正功,B对;从A→D→D′移动负电荷,电场力做负功,电势能增加,C错;电场力做功与路径无关,只与两点间电势差有关,故D正确.
答案:BD
8.(2009·全国卷Ⅱ)图6中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平
行直线,两粒子M、N质量相等,所带电荷的绝对值也相等.现将M、
N从虚线上的O点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别
如图中两条实线所示.点a、b、c为实线与虚线的交点,已知O点电
势高于c点.若不计重力,则 ( ) 图6
A.M带负电荷,N带正电荷
B.N在a点的速度与M在c点的速度大小相同
C.N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功
D.M在从O点运动至b点的过程中,电场力对它做的功等于零
解析:由O点电势高于c点电势知,场强方向垂直虚线向下,由两粒子运动轨迹的弯曲方向可知N粒子所受电场力方向向上,M粒子所受电场力方向向下,故M粒子带正电、N粒子带负电,A错误.在匀强电场中相邻等势线间的电势差相等,故电场力对M、N做的功相等,B正确.因O点电势低于a点电势,且N粒子带负电,故N粒子运动中电势能减少,电场力做正功,C错误.O、b两点位于同一等势线上,D正确.
答案:BD
7.如图5所示,在电场中,一个负电荷从C点分别沿直线移到A点和B点,
在这两个过程中,均需克服电场力做功,且做功的值相同,有可能满足这
种做功情况的电场是 ( )
A.沿y轴正方向的匀强电场 图5
B.沿x轴正方向的匀强电场
C.在第Ⅰ象限内有负点电荷
D.在第Ⅳ象限内有负点电荷
解析:由于负电荷从C点分别到A点和B点,电场力分别做了相同数量的负功,表明A、B两点必在电场中的同一等势面上,如果电场是沿y轴正方向的匀强电场,则A、B为同一等势面上的点,故A项正确.如果在AB的中垂线上的上、下某处放一负电荷,则点A、B也是同一等势面上的点,在第Ⅰ象限满足负电荷从C点分别移到A、B点时克服电场力做的功相同,在第Ⅳ象限有可能满足负电荷从C点分别移到A、B点时克服电场力做的功相同,故选项A、C、D正确.
答案:ACD
6.(2008·广东高考)如图4所示,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 图4
解析:沿电场线方向电势降落,所以A对B错;电场线越密的地方电场强度越大,同
一带电粒子所受电场力越大,故C错D对.
答案:AD
5.(2010·镇江模拟)如图3所示,在真空中有两个带正电的点电荷,分别置于M、N两点.M
处正电荷的电荷量大于N处正电荷的电荷量,A、B为M、N连线的中垂
线上的两点.现将一负点电荷q由A点沿中垂线移动到B点,在此过程
中,下列说法正确的是 ( )
A.q的电势能逐渐减小 图3
B.q的电势能逐渐增大
C.q的电势能先增大后减小
D.q的电势能先减小后增大
解析:负电荷从A到B的过程中,电场力一直做负功,电势能增大,所以A、C、D均错,B对.
答案:B
4.(2009·广东理基)如图2所示,一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场
中,在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹.M和N是轨迹上的两点,其中
M点在轨迹的最右点.不计重力,下列表述正确的是 ( )
A.粒子在M点的速率最大 图2
B.粒子所受电场力沿电场方向
C.粒子在电场中的加速度不变
D.粒子在电场中的电势能始终在增加
解析:根据做曲线运动的物体所受合力指向轨迹的凹侧的特点,再结合电场力的特点可知粒子带负电,即受到的电场力方向与电场线方向相反,B错;从N点到M点电场力做负功,粒子做减速运动,电势能增加,当达到M点后电场力做正功,粒子做加速运动,电势能减小,则粒子在M点的速度最小,A、D错;在整个过程中粒子只受电场力,根据牛顿第二定律可知加速度不变,C正确.
答案:C
3.如图1所示,虚线表示等势面,相邻两等势面间的电势差相等,有一带正电的小球在电场中运动,实线表示该小球的运动轨迹.小球在a点的动能等于20 eV,运动到b点时的动能等于2 eV.若取c点为电势零点,则当这个带电小球的电势能等于-6 eV时(不计重力和空气阻力),它的动能等于 ( ) 图1
A.16 eV B.14 eV C.6 eV D.4 eV
解析:从a到b由动能定理可知,电场力做功Wab=-18 eV,则从a到b电势能增加量ΔEp=18 eV,由等势面特点及c点为电势零点可知:a点电势能Epa=-12 eV,又由动能和电势能之和不变可判断B正确.
答案:B
2.将一正电荷从无限远处移入电场中M点,静电力做功W1=6×10-9 J,若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无限远处,静电力做功W2=7×10-9 J,则M、N两点的电势φM、φN,有如下关系 ( )
A.φM<φN<0 B.φN>φM>0
C.φN<φM<0 D.φM>φN>0
解析:对正电荷φ∞-φM=;对负电荷φN-φ∞=.即φ∞-φN=.而W2>W1,φ∞=0,且和均大于0,则φN<φM<0,正确答案选C.
答案:C
1.在静电场中 ( )
A.电场强度处处为零的区域内,电势一定也处处为零
B.电场强度处处相同的区域内,电势一定也处处相同
C.电场强度的方向总是跟等势面垂直
D.电势降低的方向就是电场强度的方向
解析:电场强度的大小和电势的高低没有直接关系,不能根据电场强度的大小判断电势的高低,也不能根据电势的高低判断电场强度的大小,A、B均错.电场强度的方向一定跟等势面垂直,C对.沿电场强度的方向电势降低,但电势降低的方向不一定是电场强度的方向,电势降低最快的方向才是电场强度的方向,D错.
答案:C
12.(14分)如图10所示,绝缘水平面上静止着两个质量均为m、电荷量均为+Q的物体A和B(A、B均可视为质点),它们间的距离为r,与水平面间的动摩擦因数均为μ.求: 图10
(1)A受的摩擦力为多大?
(2)如果将A的电荷量增至+4Q,两物体开始运动,当它们的加速度第一次为零时,A、B各运动了多远距离?
解析:(1)由平衡条件知:对A有:Ff=F=k.
(2)当a=0时,设A、B间距离为r′,
k-μmg=0,
所以r′=2Q .
由题意可知:
A、B运动的距离均为x=,
故x=Q -.
答案:(1)k (2)均为Q -
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