一、選擇題(8×5′,共40分)
1.(2010年全國(guó)卷一)關(guān)于靜電場(chǎng),下列結(jié)論普遍成立的是( )
A.電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)高,電場(chǎng)強(qiáng)度小的地方電勢(shì)低
B.電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差只與這兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)有關(guān)
C.在正電荷或負(fù)電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)方向都指向電勢(shì)降低最快的方向
D.將正點(diǎn)電荷從場(chǎng)強(qiáng)為零的一點(diǎn)移動(dòng)到場(chǎng)強(qiáng)為零的另一點(diǎn),電場(chǎng)力做功為零
解析:電勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上沒有必然的關(guān)系,電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)不一定高,所以A錯(cuò);電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差與這兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)沒有必然的關(guān)系,所以B錯(cuò);場(chǎng)強(qiáng)的方向就是電勢(shì)降低最快的方向,C正確;電場(chǎng)力做功只與兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差有關(guān),所以D錯(cuò).
答案:C
2.下列說(shuō)法中,正確的是( )
A.當(dāng)兩個(gè)正點(diǎn)電荷相互靠近時(shí),它們之間的庫(kù)侖力增大,它們的電勢(shì)能也增大
B.當(dāng)兩個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷相互靠近時(shí),它們之間的庫(kù)侖力增大,它們的電勢(shì)能也增大
C.一個(gè)正點(diǎn)電荷與一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷互相靠近時(shí),它們之間的庫(kù)侖力增大,它們的電勢(shì)能也增大
D.一個(gè)正點(diǎn)電荷與一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷互相靠近時(shí),它們之間的庫(kù)侖力減小,它們的電勢(shì)能也減小
答案:AB
3.下列說(shuō)法正確的是( )
A.電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),其電勢(shì)能一定變化
B.電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功,電荷電勢(shì)能一定減少,且電勢(shì)能減少量一定等于電場(chǎng)力做的功
C.電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功,電荷電勢(shì)能一定減少,但電勢(shì)能減少量不一定等于電場(chǎng)力做的功
D.電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功,電荷電勢(shì)能增加
解析:由電勢(shì)能變化與電場(chǎng)做功關(guān)系知B正確.
答案:B
圖11
4.如圖11所示,帶正電的點(diǎn)電荷固定于Q點(diǎn),電子在庫(kù)侖力作用下,做以Q為焦點(diǎn)的橢圓運(yùn)動(dòng),M、P、N為橢圓上的三點(diǎn),P點(diǎn)是軌道上離Q最近的點(diǎn),電子在從M經(jīng)P到達(dá)N點(diǎn)的過程中( )
A.速率先增大后減小
B.速率先減小后增大
C.電勢(shì)能先減小后增大
D.電勢(shì)能先增大后減小
解析:電子沿M→P→N的運(yùn)動(dòng)過程中,先靠近正的點(diǎn)電荷再遠(yuǎn)離正的點(diǎn)電荷,所以電子受到的庫(kù)侖引力先做正功后做負(fù)功,因此電勢(shì)能先減小后增大,速率先增大后減小.
答案:AC
圖12
5.如圖12所示,水平固定的小圓盤A所帶電量為Q,電勢(shì)為零。從盤心O釋放一質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球,由于電場(chǎng)的作用,小球豎直上升的高度可達(dá)盤中心豎直線上的C點(diǎn),OC=h,又知經(jīng)過豎直線上B點(diǎn)時(shí)小球速度最大,由此可確定Q所形成的電場(chǎng)的哪些物理量( )
A.B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng) B.C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)
C.B點(diǎn)的電勢(shì) D.C點(diǎn)的電勢(shì)
解析:由于在B點(diǎn)小球的速度最大,所以在B點(diǎn)小球受力平衡,由平衡條件得mg=qE,所以E=,A正確;小球由O點(diǎn)到C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中,由動(dòng)能定理可得qUOC-mgh=0,所以UOC=,又因?yàn)閁OC=φO-φC=0-φC,所以φC可求,D正確.
答案:AD
6.如圖13所示,在x軸上關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱的兩點(diǎn)固定放置等量異種點(diǎn)電荷+Q和-Q,x軸上的P點(diǎn)位于-Q的右側(cè).下列判斷正確的是( )
圖13
A.在x軸上還有一點(diǎn)與P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同
B.在x軸上還有兩點(diǎn)與P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同
C.若將一試探電荷+q從P點(diǎn)移至O點(diǎn),電勢(shì)能增大
D.若將一試探電荷+q從P點(diǎn)移至O點(diǎn),電勢(shì)能減小
解析:根據(jù)等量正負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布可知,在x軸上還有一點(diǎn)與P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同,即和P點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱,A正確;若將一試探電荷+q從P點(diǎn)移至O點(diǎn),電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功,所以電勢(shì)能先減小后增大.一般規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,過O點(diǎn)的中垂線電勢(shì)也為零,所以試探電荷+q在P點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為負(fù)值,移至O點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為零,所以電勢(shì)能增大,C正確.
答案:AC
圖14
7.一帶電粒子射入一固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,粒子沿圖14中的虛線abc運(yùn)動(dòng).圖中實(shí)線是同心圓弧,表示電場(chǎng)的等勢(shì)面.不計(jì)重力,以下說(shuō)法正確的是( )
A.此粒子一直受到靜電排斥力的作用
B.粒子在b點(diǎn)的電勢(shì)能一定小于在a點(diǎn)的電勢(shì)能
C.粒子在b點(diǎn)的速度一定大于在a點(diǎn)的速度
D.粒子在a點(diǎn)和c點(diǎn)的速度大小一定不相等
解析:根據(jù)題設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲情況,粒子一直受到靜電排斥力作用,故選項(xiàng)A正確;若粒子沿a→b方向射入,在斥力作用下要克服斥力做功,導(dǎo)致粒子的電勢(shì)能增加,φb>φa.由于在帶電粒子的運(yùn)動(dòng)過程中只有電場(chǎng)力做功,而且粒子由a到b電場(chǎng)力做負(fù)功,根據(jù)動(dòng)能定理,粒子的動(dòng)能必然減少,速度vb