2013高考物理步步高二轮复习全攻略专题训练6

训练6电场中常考的3个问题(选择题)基础巩固1．一个电荷量为10－6C的负电荷从电场中A点移到B点电场力要做功2×10－6J，从C点移到D要克服电场力做功7×10－6J，若已知C点比B点电势高3V，且A、B、C、D四点在同一条电场线上，则下列图正确的是()．2．(2012·江苏单科，2)一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是()．A．C和U均增大B．C增大，U减小C．C减小，U增大D．C和U均减小3．某空间存在水平方向的匀强电场(图中未画出)，带电小球沿如图6－14所示的直线斜向下由A点沿直线向B点运动，此空间同时存在由A指向B的匀强磁场，则下列说法正确的是()．A．小球一定带正电图6－14B．小球可能做匀速直线运动C．带电小球一定做匀加速直线运动D．运动过程中，小球的机械能增大4．(2012·浙江理综，19)用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上．小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5cm时圆环被吸引到笔套上，如图6－15所示．对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是()．A．摩擦使笔套带电图6－15B．笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷C．圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力D．笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和5．(2012·海南单科，3)如图6－16所示，直线上有O、a、b、c四点，ab间的距离与bc间的距离相等．在O点处有固定点电荷．已知b点电势高于c点电势．若一带负电荷的粒子仅在电场力作用下先从c点运动到b点，再从b点运动到a点，则()．A．两过程中电场力做的功相等B．前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功C．前一过程中，粒子电势能不断减小D．后一过程中，粒子动能不断减小6．(2012·佛山三模)在光滑绝缘的水平面上固定有一点电荷，A、B是该点电荷电场中一条电场线上的两点，带负电的小球沿该电场线从A点运动到B点，其动能随位置变化的关系如图6－17所示．设A、B两点的电势分别为φA、φB，小球在A、B两点的电势能分别为EpA、EpB，则关于点电荷的位置及电势、小球电势能大小的说法正确的是()．A．点电荷带正电在B点右侧B．点电荷带负电在B点右侧C．φAφB、EpAEpBD．φAφB、EpAEpB7．如图6－18所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离()．图6－16图6－17图6－18A．带电油滴将沿竖直方向向上运动B．P点的电势将降低C．带电油滴的电势能将减小D．若电容器的电容减小，则极板带电量将增大8．如图6－19所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上板的过程中()．A．它们运动的时间tQtPB．它们运动的加速度aQaPC．它们所带的电荷量之比qP∶qQ＝1∶2D．它们的动能增加量之比ΔEkP∶ΔEkQ＝1∶29．如图6－20所示，为某一点电荷所形成的一簇电场线，a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹，其中b虚线为一圆弧，AB的长度等于BC的长度，且三个粒子的电荷量大小相等，不计粒子重力，则以下说法正确的是()．图6－20A．a一定是正粒子的运动轨迹，b和c一定是负粒子的运动轨迹B．由于AB的长度等于BC的长度，故UAB＝UBCC．a虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子的加速度大小不变D．b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量图6－19能力提升10．(2012·广东理综，20)图6－21是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧．对矿粉分离的过程，下列表述正确的有()．A．带正电的矿粉落在右侧B．电场力对矿粉做正功C．带负电的矿粉电势能变大D．带正电的矿粉电势能变小11．(2012·安徽理综，18)如图6－22所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0V，点A处的电势为6V，点B处的电势为3V，则电场强度的大小为()．图6－22A．200V/mB．2003V/mC．100V/mD．1003V/m12．如图6－23所示，两个固定的相同细环相距一定的距离，同轴放置，O1、O2分别为两环的圆心，两环分别带有均匀分布的等量异种电荷．一带正电的粒子从很远处沿轴线飞来并穿过两环，则在带电粒子运动过程中()．图6－23A．在O1点粒子加速度方向向左B．从O1到O2过程粒子电势能一直增加C．轴线上O1点右侧存在一点，粒子在该点动能最小图6－21D．轴线上O1点右侧、O2点左侧都存在场强为零的点，它们关于O1、O2连线中点对称参考答案训练6电场中常考的3个问题(选择题)1．C[由U＝Wq，可知UAB＝2×10－6－10－6V＝－2V，UCD＝－7×10－6－10－6V＝7V，由题意，可知UCB＝3V，选B点电势为0，可得φA＝－2V，φC＝3V，φD＝－4V，又沿电场线方向电势降低，所以C选项正确．]2．B[由平行板电容器电容决定式C＝εS4πkd知，当插入电介质后，ε变大，则在S、d不变的情况下C增大；由电容定义式C＝QU得U＝QC，又电荷量Q不变，故两极板间的电势差U减小，选项B正确．]3．CD[由于小球沿AB做直线运动，磁场方向由A指向B，所以小球不受洛伦兹力作用，只受重力G和电场力Eq二力，因电场具体方向未知，所以小球带正负电不能确定，小球受mg和Eq的合力沿AB做匀加速直线运动，只有C、D对．]4．ABC[根据电场线从正电荷出发到负电荷终止可知，P带正电荷，Q带负电荷，选项A错误；由沿着电场线方向电势逐渐降低可知，c点电势高于d点电势，选项B错误；由离子从a点运动到b点的轨迹弯曲方向可知，离子在运动过程中受到P的吸引，选项C正确；离子从a点到b点，电场力做负功，选项D错误．笔套与头发摩擦后，能够吸引圆环，说明笔套上带了电荷，即摩擦使笔套带电，选项A正确；笔套靠近圆环时，由于静电感应，会使圆环上、下部感应出异号电荷，选项B正确；圆环被吸引到笔套的过程中，是由于圆环所受静电力的合力大于圆环所受的重力，故选项C正确；笔套接触到圆环后，笔套上的部分电荷转移到圆环上，使圆环带上相同性质的电荷，选项D错误．]5．C[电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密集，场强越大．M点所在区域电场线比N点疏，所以M点的场强小，粒子在M点受的电场力小．故A错误．沿电场线方向，电势逐点降低．从总的趋势看，电场线的方向是从M到N的，所以M点的电势高于N点．故B正确．如右图所示，用“速度线与力线”的方法，在粒子运动的始点M作上述的“两条线”，显然电场力的方向与电场线的方向基本一致，所以粒子带正电，C正确．“速度线与力线”夹角为锐角，所以电场力做正功．粒子的电势能减小，由能量守恒知其动能增加．故D错误．(既然上一步已经确定粒子带正电，它高电势的M点具有更多的电势能，由能量守恒定律也可以判定M点的电势能少，D选项错误．此处，“速度线与力线”的方法是关键！)由题意知O点点电荷带正电，其周围部分电场线分布如图所示，负电荷由c到b再到a的过程中，电场强度不断变大，又bc＝ab，故WabWbc，故A、B项均错误；负电荷由c―→b―→a过程中，电场力做正功，电势能不断减小，动能不断增加，故C项正确、D项错误．]6．AC[本题考查点电荷的场强和电势分布规律及电场力移动电荷做功与电势能的关系，解决本题的关键是知道两异种点电荷形成的电场的性质、电势差和电势的分布情况．两点电荷连线上的中点是连线上场强最小的点同时也是中垂线上场强最大的点，所以d点场强大于b点场强，B正确、A错误；根据电场线分布的对称性可知，C正确；正试探电荷在电势高的地方电势能大，D错误．小球由A到B，由题图知其动能增大，电场力做正功，电势能减小，故EpAEpB；又因小球受力与电场反向，知电场方向由B指向A，顺着电场线电势逐渐降低可得：φAφB；由动能定理qEΔx＝ΔEk⇒E＝ΔEkΔx×1q，从图中看Ekx图象斜率逐渐增大故有EBEA，由点电荷电场分布特征知点电荷在B的右侧，且为正电荷，AC正确．]7．B[电容器和直流电源相接，所以当极板间距离发生变化时，电容器两端的电压保持不变．当上极板向上移动时，d变大，因E＝Ud，所以两板间电场强度变小，这时重力大于电场力，油滴向下运动，A项错误；负极板接地，电势为零，所以P点电势的大小就等于P点和下板间的电势差，E变小，所以φP变小，P点的电势降低，B项正确；由题意知，该油滴带负电，电势降低则电势能增加，C项错误；电容的定义式C＝QU可知，U不变，若电容变小，则电量变小，D项错误．]8．C[设P、Q两粒子的初速度均为v0，加速度分别是aP和aQ，粒子P到上极板的距离是h2，它们类平抛的水平距离为l，则对P，由l＝v0tP，h2＝12aPt2P，得到aP＝hv20l2.同理对Q，l＝v0tQ，h＝12aQt2Q，得到aQ＝2hv20l2.同时可知，tP＝tQ，aQ＝2aP，而aP＝qPEm，aQ＝qQEm，可见，qP∶qQ＝1∶2，由动能定理，它们的动能增加量之比ΔEkP∶ΔEkQ＝maPh2∶(maQh)＝1∶4，选C.]9．CD[由于电场线没有明确方向，因此无法确定三个带电粒子的电性；由于该电场不是匀强电场，虽然AB的长度等于BC的长度，但AB段与BC段对应的电场强度不等，由点电荷等差等势面的分布特点，不难判断UABUBC；根据电场线的疏密程度可知，a虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子的加速度大小不变，故C选项正确；由于b虚线对应的带电粒子所做的运动为匀速圆周运动，而c虚线对应的粒子在不断地向场源电荷运动，b虚线对应的带电粒子Eq＝mBv2r，而c虚线对应的带电粒子满足关系式EqmCv2r，即mBmC，故D选项也正确．]10．BD[由题图可知，电场方向水平向左，带正电的矿粉所受电场力方向与电场方向相同，所以落在左侧；带负电的矿粉所受电场力方向与电场方向相反，所以落在右侧，选项A错误．无论矿粉所带电性如何，矿粉均向所受电场力方向偏转，电场力均做正功，选项B正确；电势能均减少，选项C错误、选项D正确．]11．A[在匀强电场中，沿某一方向电势降落，则在这一方向上电势均匀降落，故OA的中点C的电势φC＝3V(如图所示)，因此B、C为等势面．O点到BC的距离d＝OCsinα，而sinα＝OBOB2＋OC2＝12，所以d＝12OC＝1.5×10－2m.根据E＝Ud得，匀强电场的电场强度E＝Ud＝31.5×10－2V/m＝200V/m，故选项A正确、选项B、C、D错误．]12．ACD[本题考查场强的矢量合成和带点粒子在电场中运动的特点．对于每一个带电圆环，由等量异种电荷的场强分布特点得：每一个圆环的圆心的场强为零，两边的场强关于该圆环对称，并且中心轴线上的场强由中心到两侧，随着距离的增大，电场强度呈现先增大后减小的特点．现在轴线上的场强为两个圆环产生的场强的叠加，所以由O1、O2圆心的连线上的场强特点得：O1处的场强为O2圆环在该处的场强，方向沿连线指向O2，A正确；O1、O2圆心中间连线的场强水平向左，从O1到O2过程粒子所受的电场力一直做正功，电势能减小，B错误；轴线上从O1点向右电场强度的方向先向右后向左，带正电的粒子从很远处沿轴线飞来，电场力先做负功后做正功，则在电场为零处动能最小，C正确；依据两圆环的对称特点得轴线上O1点右侧、O2点左侧都存在场强为零的点，它们关于O1、O2连线中点对称，D正确．]