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题型: 单选题
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单选题 · 2 分

1.下列与检验电荷有关的物理量是(    )

A电场强度

B电势

C电势能

D电势差

正确答案

C

解析

A.电场强度E=比值定义法定义的,它们的大小均与电量无关,由电场本身决定的,与检验电荷无关.故A错误;

B.电势φ=比值定义法定义的,它们的大小均与电量无关,由电场本身决定的,与检验电荷无关.故B错误;

C.电势能EP=qφ与电荷有关.故C正确;

D.电势差U是由电场本身以及电场中的两点的位置决定的,与检验电荷无关,故D错误。

考查方向

电势能;电场强度

解题思路

本题考查了对电场中几个概念的理解情况,物理中有很多物理量是采用比值法定义的,要正确理解比值定义法的含义。

易错点

对于物理中各个物理量要明确其确切含义,以及其定义式和决定式的不同

知识点

电势能和电势
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

在平行金属板间的水平匀强电场中,有一长为L的轻质绝缘棒OA,其一端可绕O点在竖直平面内自由转动,另一端A处有一带电量为-q且不计重力的小球,质量为m的绝缘小球固定在OA棒中点处,当变阻器滑片在P点处时,棒静止在与竖直方向成30°角的位置,如图所示。已知此时BP段的电阻为R,平行金属板间的水平距离为d

40.求此时金属板间电场的场强大小E

41.若金属板旋转△α=30°(图中虚线表示),并移动滑片位置,欲使棒与竖直方向的夹角不变,BP段的电阻应调节为多大?

42.若金属板不转动,将BP段的电阻突然调节为R,带电小球初始位置视为零势能点,求带电小球电势能的最小值。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

金属板间电场的场强大小E=

解析

轻杆力矩平衡:EqL cos30=mgLsin30,场强大小E= 。

考查方向

动能定理的应用;力矩的平衡条件;匀强电场中电势差和电场强度的关系;闭合电路的欧姆定律

解题思路

根据力矩平衡求出金属板间电场的场强大小E.

易错点

考查了力矩平衡,动能定理以及闭合电路欧姆定律,综合性较强,对学生能力要求较高,运用动能定理解题时要确定好研究的过程.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

BP段的电阻应调节为R.

解析

旋转前两金属板间电势差UEd=,金属板旋转30°后杆仍平衡,Eq Lcos60=mgLsin30,E′=,板旋转后,板距d′=d cos30,U′=Ed′=,金属板间电势差与变阻器BP电阻成正比, = ,得R′=R

考查方向

动能定理的应用;力矩的平衡条件;匀强电场中电势差和电场强度的关系;闭合电路的欧姆定律

解题思路

金属板旋转30°后,电场强度的方向发生改变,板距发生了变化,根据力矩平衡,结合闭合电路欧姆定律求出BP段的电阻的大小.

易错点

考查了力矩平衡,动能定理以及闭合电路欧姆定律,综合性较强,对学生能力要求较高,运用动能定理解题时要确定好研究的过程.

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

带电小球电势能的最小值为﹣mgL.

解析

电阻调节为R后,E′′=,F′′=mg ,杆逆时针旋转,至小球速度为零时,带电小球电势能最小,设此时杆与竖直角度为θ,根据动能定理,mgL(sinθ-sin30)-mgL(cos30-cosθ)=0,由题意可得,θ=60,所以电场力做功的最大值WmmgL(sin60-sin30)=mgL,即电势能的最小值εm=-mgL

考查方向

动能定理的应用;力矩的平衡条件;匀强电场中电势差和电场强度的关系;闭合电路的欧姆定律

解题思路

金属板不转动,将BP段的电阻突然调节为R,得出电场强度的大小以及电场力的大小,运用动能定理求出电场力做功的最大值,根据电场力做功与电势能的关系得出电势能的最小值.

易错点

考查了力矩平衡,动能定理以及闭合电路欧姆定律,综合性较强,对学生能力要求较高,运用动能定理解题时要确定好研究的过程.

1
题型: 多选题
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多选题 · 6 分

6.如图所示,带正电的点电荷被固定于A点。以O点为坐标原点,AO方向为x轴正方向建立如图所示的直线坐标系。现将一个电荷量很小的带正电的点电荷q,从O点由静止释放,在点电荷运动的过程中,下列关于电荷q的动能EK、电势能EP随坐标x变化的图象中(假设O点电势为零,不计粒子的重力),可能正确的是:(     )

A

B

C

D

正确答案

B,D

解析

由于同种电荷,所以A对O的作用力为排斥力,所以电场对q做正功,动能增加,在远离过程中,电场力变小,所以动能随位置变化越来越慢,所以A错,B对;由于做正功,所以电势能不断减小,动能变化越来越慢,所以电势能减少越来越慢,所以C错D对。

考查方向

动能定理、电场力做功与电势能的关系

解题思路

通过电场力做功情况来判断电势能的变化情况

易错点

电场力做功与电势能的变化关系

知识点

动能 动能定理能量守恒定律与能源电势能和电势
1
题型: 多选题
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多选题 · 6 分

6.如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,坐标系内有A、B、C三点,坐标分别为( 6cm,0)、(0,cm)、(3cm,0)。O、A、B三点的电势分别为OV、  4V、2V。现有一带电粒子从坐标原点O处以某一速度垂直电场方向射入 ,恰好通过B点,不计粒子所受重力。下列说法正确的是

AC点的电势为2V

B匀强电场的方向与AB垂直斜向下

C匀强电场的场强大小为×l02V/m

D粒子带正电

正确答案

A,C

解析

A、已知O点的电势为0,A点的电势为4V,根据U=Ed可得AO的中点C的电势为 φC==2V.故A正确.

BC、B、C两点的电势相等,连接BC,BC线是一条等势线.所以匀强电场的方向垂直于BC斜向下,过O点作BC的垂线相交BC于D点,由几何关系得:=•sin∠ BCO=0.03×sin30°=1.5cm

则电场强度为:E===×l02V/m.故B错误,C正确.

D、带电粒子从坐标原点O处垂直电场方向射入,恰好通过B点,做类平抛运动,粒子受到的电场力逆着电场线,所以粒子带负电.故D错误.

考查方向

电势差与电场强度的关系;电场强度.

解题思路

根据题中的数据找出x轴方向上电势与B点相等的C点,可知B、C两点连线是一条等势线,根据电场线与等势线垂直,且指向电势低的等势线,分析电场强度的方向.通过几何关系,求出O点到BC的距离,由匀强电场中电势差与电场强度的关系可得出电场强度的大小.由粒子在电场中偏转方向,判断粒子的电性.

易错点

通过等势线来判断电场的大小和方向

知识点

电势能和电势电势差与电场强度的关系
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

17.如图所示,A、B是在同一水平线上处于固定状态的两等量异种点电荷, P、Q是光滑绝缘的水平面,一带正电荷的小球C放在水平面上B电荷的正上方,将小球C由静止释放,关于小球C由静止释放到运动到A点正上方的过程中,下列说法正确的是

A小球C做加速度增大的加速运动

B小球C向左先做加速运动,再做减速运动

C小球C的电势能先增大后减小

D小球C的电势能一直减小

正确答案

D

解析

小球C的加速度由合力决定由受力分析知小球C由静止释放到运动到A点正上方的过程中,合力先减小后增大且方向一致向左,则,小球先做加速度减小的加速运动,后做加速度增大的加速运动,故A、B都错误。小球C由静止释放到运动到A点正上方的过程中动能一直增大,由机械能守恒知,电势能一直增加,故C错误,D正确。

考查方向

考查正负电荷在真空中,电场、电势分布的对称性。

解题思路

根据静电引力公式计算小球C从初始状态开始后的受力情况。根据正负电荷在真空中,电场、电势分布的对称性,判断C运动过程中的电势能变化。

易错点

对正负电荷在真空中,电场、电势的对称性分布理解不到位。

知识点

牛顿第二定律库仑定律电势能和电势
1
题型: 单选题
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单选题 · 2 分

12.某静电场在x轴上各点的电势φ随坐标x的分布图象如图所示。x轴上A、O、B三点的电势分别为φAφOφB,电场强度沿x轴方向的分量大小分别为EAxEOxEBx,电子在A、O、B三点的电势能分别为WAWOWB。下列判断中正确的是(       )

AφO φB φA

BEOx EBxEAx

CWO WBWA

DWO-WA WO-WB

正确答案

D

解析

根据题目中图像,可知A的电势最大,O点最小,所以A错。该图像中的斜率代表场强大小,所以A点最大,O点最小,所以B错;因为由于电子带负电,所以A的电势能最小,O点电势能最大,C错。由图像可知OA电势差大于OB电势差所以电场力OA做功大于OB电场力做功,D对。

考查方向

电势随距离的变化,电势能与电势的关系

解题思路

根据斜率判断电场大小,根据代数运算比较电势能的高低

易错点

电势能为标量,计算和比较都遵守代数运算

知识点

电势能和电势
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

如图所示,M、N是平行板电容器的两个极板,R0为定值电阻,R1、R2为可调电阻,用绝缘细线将质量为、带正电的小球悬于电容器内部。闭合电键S,小球静止时受到悬线的拉力为F。调节R1、R2,关于F的大小判断正确的是

A保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变大

B保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变小

C保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变大

D保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变小

正确答案

B

解析

保持R1不变,缓慢增大R2时,由于R0和R2串联,R0两端的电压减小,即平行板电容器的两个极板的电压U减小,带电小球受到的电场力减小, 悬线的拉力为将减小,选项B正确,A错误。保持R2不变,缓慢增大R1时,R0两端的电压不变,F不变,悬线的拉力为F不变,CD错误。

知识点

电容器的动态分析
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

15.如图,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别为。一电子有M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等,则(  )

A直线a位于某一等势面内,

B直线c位于某一等势面内,

C若电子有M点运动到Q点,电场力做正功

D若电子有P点运动到Q点,电场力做负功

正确答案

B

解析

解析已在路上飞奔,马上就到!

知识点

电势能和电势
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

用控制变量法,可以研究影响平行板电容器的因素(如图)。设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为。实验中,极板所带电荷量不变,若

A保持S不变,增大d,则变大

B保持S不变,增大d,则变小

C保持d不变,增大S,则变小

D保持d不变,增大S,则不变

正确答案

A

解析


知识点

电容器的动态分析
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

24.如图,一质量为m、电荷量为q(q>0)的例子在匀强电场中运动,A、B为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在A点的速度大小为v0,方向与电场方向的夹角为60°;它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°。不计重力。求A、B两点间的电势差。

正确答案

24.

设带电粒子在B点的速度大小为。粒子在垂直于电场方向的速度分量不变,即

                    ①

由此得

                             ②

设A、B两点间的电势差为,由动能定理有

                    ③

联立②③式得

                             ④

解析

解析已在路上飞奔,马上就到!

知识点

运动的合成和分解动能定理的应用电势能和电势
1
题型: 多选题
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多选题 · 6 分

如图所示的电路,L是小灯泡,C是极板水平放置的平行板电容器,有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动,若滑动变阻器的滑片向下滑动,则(    )

AL变亮

BL变暗

C油滴向上运动

D油滴向下运动

正确答案

B,D

解析

知识点

带电粒子在匀强电场中的运动电容器的动态分析闭合电路的欧姆定律
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时,两极板间的电势差为U1,板间场强为E1。现将电容器所带电荷量变为2Q,板间距变为,其他条件不变,这时两极板间电势差为U2,板间场强为E2,下列说法正确的是

AU2 = U1,E2 = E1

BU2 = 2U1,E2 = 4E1

CU2 = U1,E2 = 2E1

DU2 = 2U1,E2 = 2E1

正确答案

C

解析

考查平行板电容器的相关知识。,当电荷量变为2Q时, ,C选项正确。

知识点

电容器的动态分析
1
题型: 单选题
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单选题 · 3 分

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(  )

AC和U均增大

BC增大,U减小

CC减小,U增大

DC和U均减小

正确答案

B

解析

当电容器两极板间插入一电介质时,根据可知电容器电容C变大,由于电容器电荷量不变,根据可知电容器两端电压减小,B项正确。

知识点

电容器的动态分析
1
题型: 多选题
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多选题 · 4 分

将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷分别用d、U、E和Q表示,下列说法正确的是(      )

A保持U不变,将d变为原来的两倍,则E变为原来的一半

B保持E不变,将d变为原来的一半,则U变为原来的两倍

C保持d不变,将Q变为原来的两倍,则U变为原来的一半

D保持d不变,将Q变为原来的一半,则E变为原来的一半

正确答案

A,D

解析

平行板间匀强电场,保持U不变,将d变为原来的两倍,场强变为原来的一半,A项正确;由可知B错;由可知,保持d不变,则电容器的电容不变,由可知,将Q变为原来的两倍,则U变为原来的两倍,C错D正确。

知识点

电容器的动态分析
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

某电容式话筒的原理示意图如题18图所示,E为电源,R为电阻,薄片P和Q为两金属基板。对着话筒说话时,P振动而Q可视为不动。在P、Q间距增大过程中,

AP、Q购车的电容器的电容增大

BP上电荷量保持不变

CM点的电势比N点的低

DM点的电势比N点的高

正确答案

D

解析

电容式话筒与电源串联,电压保持不变。在P、Q间距增大过程中,根据电容决定式得电容减小,又根据电容定义式得电容器所带电量减小,电容器的放电电流通过R的方向由M到N,所以M点的电势比N点的高。D正确

知识点

电势能和电势电容器的动态分析
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