高中物理 模块七 静电场 考点3_2 等势面试题1
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专题7.3 电场线与等势面一.选择题1.(2020广东韶关质检)如图所示,虚线表示某电场的等势面,实线表示一带电粒子仅在电场力作用下运动的径迹.粒子在A点的加速度为a A、动能为E KA、电势能为E PA;在B点的加速度为a B、动能为E KB、电势能为E PB.则下列结论正确的是A.a A > a B, E KA > E KBB.a A< a B, E PA > E PBC.a A <a B, E PA <E PBD.a A > a B, E KA<E KB【参考答案】.C2.(2020浙江名校协作体)静电场聚焦在电子显微镜和示波管中起着重要的作用.图示为某示波管内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线,两电子分别从a、b两点运动到c点,则()A.聚焦电场对两电子始终做负功B.电子在a点具有的电势能比b点小C.a点处的电势比c点处的电势低D.b处的电场强度比c处小【参考答案】C【命题意图】本题考查电场线、等势面、电场力做功、电势能和电势、电场强度及其相关的物理知识,意在考查运用相关知识分析解决实际问题的能力。
3.(2020云南模拟)如图所示,虚线a、b、c、d、e是电场中的一组平行等差等势面,实线是一带负电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,M、N、P、Q分别为运动轨迹与等势面的交点,下列判断正确的是A.粒子在电场中做匀变速运动B.图中等势面a的电势最高C.粒子经过Q点的动能大于P点的动能D.粒子在M点的电势能比Q点的大【参考答案】AB【名师解析】根据题述,虚线a、b、c、d、e是电场中的一组平行等差等势面,电场是匀强电场。
带电粒子在电场中运动所受电场力是恒力,由牛顿第二定律可知,粒子在电场中运动的加速度恒定,所以带电粒子做匀变速运动,选项A正确。
根据图中粒子运动轨迹的弯曲方向可知,粒子在电场中受力方向为向左,电场线方向向右,根据沿电场线方向电势逐渐降低可知,图中等势面a的电势最高,选项B正确。
静电现象的应用错误!一、单项选择题(每小题6分,共42分)1.导体处于静电平衡,下列说法正确的是(D)A.导体内部没有电场B.导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的外表面C.导体内部没有电荷的运动D.以上说法均不正确解析:导体处于静电平衡,导体内部不是没有电场,而是外电场与感应电荷产生的电场的合场强为零,但两场强仍然存在,故A错;对于B,不能说没有电荷,净电荷只分布在外表面上,自由电子和正电荷仍存在,只是显中性,故B错;对于C,导体内部的电荷(电子与正电荷)的热运动仍然存在,故C错.2。
如图所示,带电体Q靠近一个接地空腔导体,空腔里面无电荷.在静电平衡后,下列物理量中不为零的是(C)A.导体空腔内任意点的场强B.导体空腔内任意点的电势C.导体外表面的电荷量D.导体空腔内表面的电荷量解析:静电平衡状态下的导体内部场强处处为零,且内表面不带电.由于导体接地,故整个导体的电势为零.导体外表面受带电体Q的影响,所带电荷量不为零,故选项C正确.3.如图所示,在真空中把一绝缘导体向带负电的小球P缓缓靠近(不相碰),下列说法中正确的是(C)A.B端的感应电荷越来越少B.导体内场强越来越大C.导体的感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强D.导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等解析:绝缘导体缓缓靠近小球P时,小球P上的负电荷在绝缘导体所在区域产生的电场增强,将会有更多的自由电子向绝缘导体的B端移动,B端的感应电荷越来越多,选项A错误;绝缘导体始终处于静电平衡状态,内部场强始终为零,选项B错误;导体上感应电荷在导体上某点产生的电场的场强大小等于小球P上的负电荷在该点产生的电场的场强,故选项C正确、D 错误.4.电工穿的高压作业服是用铜丝编织的,下列说法正确的是(C)A.铜丝编织的衣服不容易拉破,所以用铜丝编织衣服B.电工被铜丝编织的衣服所包裹,使体内电势保持为零,对人体起保护作用C.电工被铜丝编织的衣服所包裹,使体内电场强度保持为零,对人体起保护作用D.铜丝必须达到一定的厚度,才能对人体起到保护作用解析:当人体直接处于强大电场之中时,很容易由于静电感应而被电到.但若被铜丝编织的衣服所包裹,当达到静电平衡时,铜丝衣服的屏蔽作用使人体内电场强度保持为零,对人体起保护作用.5.在点电荷-Q的电场中,一金属圆盘处于静电平衡状态,若圆平面与点电荷在同一平面内,则盘上感应电荷在盘中A点所激发的附加场强E′的方向在选项图中正确的是(A)解析:感应电荷在盘中A点激发的附加场强E′应与-Q在A 点产生的场强等大反向,故A正确.6.如图,把一个不带电的枕型导体靠近带正电的小球,由于静电感应,在a、b两端分别出现负、正电荷,则以下说法正确的是(C)A.闭合开关S1,有电子从枕型导体流向大地B.闭合开关S2,有电子从枕型导体流向大地C.闭合开关S1,有电子从大地流向枕型导体D.闭合开关S2,没有电子通过开关S2解析:在S1、S2都闭合前,对枕型导体,它的电荷是守恒的,a、b出现负、正电荷等量,当闭合开关S1、S2中的任何一个以后,便把大地与导体连通,使大地也参与了电荷转移,因此,导体本身的电荷不再守恒,而是导体与大地构成的系统中电荷守恒,由于静电感应,a端仍为负电荷,大地远处应感应出正电荷,因此无论闭合开关S1还是开关S2,都应有电子从大地流向导体,故C选项正确.7。
高三物理电场线和等势面试题答案及解析1.如图,在正电荷Q的电场中有M、N、P和F四点,M、N、P为直角三角形的三个顶点,F 为MN的中点,,M、N、P、F四点处的电势分别用、、、表示,已知,,点电荷Q在M、N、P三点所在平面内,则()A.点电荷Q一定在MP连线上B.连线PF一定在同一个等势面上C.将正试探电荷从P点搬运到N点,电场力做负功D.大于【答案】AD【解析】点电荷电场的等势面是以点电荷为圆心的一族同心圆,所以任意两个等势点连线的垂直平分线都指向点电荷,如下图所示,MN的垂直平分线和PF的垂直平分线相交于一点E,E点即点电荷所在的位置,根据几何关系可得E点在MP边。
即点电荷一定在MP连线上,选项A对。
点电荷的等势面是以点电荷为圆心的同心圆,所以等势面不是直线而是球面,选项B错。
正试探电荷从P点移动到N点,远离场源正电荷,电场力做正功,选项C错。
根据几何关系可得,距离场源正电荷越远电势越低,所以P点电势大于M点电势,选项D对。
【考点】点电荷的电场分布,等势面2.如图所示是阴极射线示波管的聚焦电场。
实线为电场线,虚线为等差等势线。
a、b、c为从左侧进入聚焦电场的电子运动的轨迹上的三点。
不计电子的重力,则A.电场中a点的电势高于c点的电势B.电子经a点的动能大于经c点的动能C.电子经b点的加速度大于经c点的加速度D.电子经b点的电势能大于经c点的电势能【答案】CD【解析】沿电场线方向电势降低,故a点的电势低于c点的电势,A错误;电子由a点运动到c 点的过程中,电场力做正功,电势能减小,动能增大,故B错误D正确;等差等势面密集处电场强度大,故电子受到的电场力大,加速度大,故C正确。
【考点】电场线、等势线3.某电场的电场线分布如图所示,在以点电荷为圆心的圆周上有a、b、c、d四点,a、c两点与点电荷在同一水平线上,b、d与点电荷在同一竖直线上,则下列说法正确的是()A.a点电势最低,c点电势最高B.同一试探电荷在b、d两点受的电场力相同C.同一试探电荷在b、d两点的电势能相同D.若将一负试探电荷由c点移到d点,电势能增大【答案】C【解析】根据电场线的疏密表示电场强度大小知,c到点电荷的连线电场强度的平均值最大,a到点电荷的电场强度的平均值最小,再根据电势差与电场强度的关系式U=Ed知c点到点电荷的电势差最大,a最小,故a点电势最高,c点电势最低,b、d两点电势相等,故选项A错误;根据电势能的定义式EP=qΦ知选项C正确,选项D错误;同一试探电荷在b、d两点受的电场力大小相等,方向不同,故选项B错误。
【关键字】高中考点3.2 等势面1.等势面(1)定义:电场中电势相同的各点构成的面.(2)四个特点①在同一等势面上移动电荷时电场力不做功.②电场线一定与等势面笔直,并且从电势高的等势面指向电势低的等势面.③任意两个等势面都不相交.(3)几种常见电场的等势面:点电荷的等势面匀强电场的等势面等量异种电荷的等势面等量同种电荷的等势面1.关于等势面的说法,正确的是(D)A.电荷在等势面上移动时,由于不受电场力作用,所以说电场力不做功B.在同一个等势面上各点的场强大小相等C.两个不等电势的等势面可能相交D.等势面处处与电场线笔直2.(2016·全国卷Ⅲ,15)(多选)关于静电场的等势面,下列说法正确的是(AB)A.两个电势不同的等势面可能相交B.电场线与等势面处处相互笔直C.同一等势面上各点电场强度一定相等D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做正功3.如图所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面.下列判断正确的是(D)A.1、2两点的场强相等B.1、3两点的场强相等C.1、2两点的电势相等D.2、3两点的电势相等4.某带电粒子仅在静电力作用下由A点运动到B点,电场线、等势面(虚线)、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图所示,可以判定(B)A.粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度B.粒子在A点的动能小于它在B点的动能C.粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能D.电场中A点的电势低于B点的电势5.电场中等势面如图所示,下列关于该电场描述正确的是(C)A.A点的电场强度比C点的小B.负电荷在A点的电势能比在C点的电势能大C.电荷沿等势面AB移动的过程中,电场力始终不做功D.正电荷由A移动到C,电场力做负功6.如图所示,在点电荷Q形成的电场中,已知a、b,两点在同一等势面上,c、d两点在另一等势面上.甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为accb和adb曲线,已知乙粒子带正电.那么下列判断正确的是(D)A.甲粒子在b点的电势能比在c点小B.乙粒子在d点速度最大C.C.a、b两点电场强度相同D.d点电势比b点电势高7.如图所示,在点电荷Q产生的电场中,将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点,虚线为等势线.取无穷远处为零电势点,若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等,则下列说法正确的是(C)A.A点电势大于B点电势B.A、B两点的电场强度相等C.q1的电荷量小于q2的电荷量D.q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能8.如图所示,在xOy坐标系中以O为中心的椭圆上,有a、b、c、d、e五点,其中a、b、c、d为椭圆与坐标轴的交点。
.高中物理静电场经典复习资料题目及答案一.电场能的性质( 1)电场强度的定义:放入电场中某点的电荷所受的电场力 F 跟它的电荷量q 的比值,叫做该点的电场强度。
用 E 表示电场强度,则有 E=F/q。
Q(2)正负点电荷Q在真空中形成的电场是非匀强电场,场强的计算公式为E=k r23.电场叠加:电场中某点的电场强度等于各个点电荷在该点产生的电场强度的矢量和。
4.电场力: F=qE。
二.电场能的性质1.电势差:电荷从电场中某点A 移动到另一点 B 电场力所做功 W与该电荷电量的比值。
即:U=W/q。
2.电势:试探电荷在电场中某点具有的电势能E p与电荷量q 的比值,叫做该点的电势。
即φ=E p/q 。
电势差 U AB=φA-φB。
3.电场中电势相等的点组成的面叫做等势面。
等势面的性质:①等势面上任意两点之间的电势差为零;②等势面和电场线垂直,在等势面上移动电荷电场力不做功。
③等势面的疏密表示电场的强弱。
等差等势面越密,电场强度越大。
④任意两个电势不等的等势面不会相交。
4.匀强电场中电势差与电场强度的关系是 E=U/d,公式中 d 是沿电场线方向两点之间的距离。
匀强电场中电势高低变化特点:在匀强电场中,任意一组平行线上等距离的两点之间的电势差相等。
5.电势随空间分布图象所谓φ -x 图象是指静电场中电势φ 随x变化情况图象。
φ-x图象斜率大小表示电场强度沿.x 轴方向分量的大小。
根据φ-x图象斜率大小表示电场强度沿x 轴方向分量的大小判断电场强度(或电场强度分量)的大小。
若图象某段平行x 轴,表明电势φ 在该段不随x 变化,电场强度沿x 轴方向分量为零,空间各点场强与x 轴垂直。
【高考命题动态】静电场是高中物理研究的比较深的物质形态,静电场也是高考重点之一。
高考对静电场的考查重点是:库仑定律、电场力的性质、电场能的性质、电容器和电容、带电粒子在电场中的运动等。
【最新模拟题专项训练】。
1.( 2013 无为四校联考)如图所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图.当动极板和定极板之间的距离 d 变化时,电容 C 便发生变化,通过测量电容 C 的变化就可知道两极板之间距离 d 的变化的情况.在下列图中能正确反映 C 与 d 之间变化规律的图象是() 答案: A解析:由电容器的电容决定式, C=rS,C 与 d 成反比,能正确反映C与 d 之间变化规律的4 kd图象是 A。
高三物理电场线和等势面试题答案及解析1.空间中P、Q两点处各固定一个点电荷,其中P点处为正电荷,P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示,、b、c、d为电场中的4个点,则()A.P、Q两点处的电荷等量同种B.点和b点的电场强度相同C.c点的电势低于d点的电势D.负电荷从到c,电势能减少【答案】D【解析】根据等势面分布情况,可判断左右两部分等势面对称分布,电场线与等势面垂直,可知PQ连线为一条电场线,且电场线方向从正电荷指向负电荷,由于P为正电荷,所以Q为负电荷,选项A错。
根据左右等势面对称分布,可判断PQ电荷量等量异种,电场线从P指向Q。
根据对称性,电场关于PQ连线上下对称分布,即点和b点的电场强度大小相等,但是方向不同,选项B错。
沿电场线方向电势逐渐降低, c点所在的等势面电势高于d点所在等势面,选项C错。
c点所在的等势面电势高于a点所在等势面,负电荷从到c,电场力做正功,电势能减少,选项D对。
【考点】静电场2.如图所示,一半径为R的均匀带正电圆环水平放置,环心为O点,质量为m的带正电的小球从O点正上方h高的A点静止释放,并穿过带电环,关于小球从A到A关于O的对称点A′过程加速度(a)、重力势能(EpG)、机械能(E)、电势能(Ep电)随位置变化的图象一定错误的是(取O点为坐标原点且重力势能为零,向下为正方向,无限远电势为零)【答案】 D【解析】试题分析:圆环中心的场强为零,无穷远处场强也为零,则小球从A到圆环中心的过程中,场强可能先增大后减小,则小球所受的电场力先增大后减小方向竖直向上,由牛顿第二定律得知,重力不变,则加速度可能先减小后增大;小球穿过圆环后,小球所受的电场力竖直向下,加速度方向向下,为正值,根据对称性可知,电场力先增大后减小,则加速度先增大后减小,故A正确;小球从A到圆环中心的过程中,重力势能Ep =mgh,小球穿过圆环后,Ep=-mgh,重力势能与高度是线性变化的,故B正确;、小球从A到圆环中心的过程中,电场力做负功,机械能减小,小球穿过圆环后,电场力做正功,机械能增大,故C正确;由于圆环所产生的是非匀强电场,小球下落的过程中,电场力做功与下落的高度之间是非线性关系,电势能变化与下落高度之间也是非线性关系,故D错误.【考点】电势能;机械能3.在如图所示的静电场中,实线为电场线,一带电粒子仅在电场力作用下沿图中虚线从A运动到B,则该带电粒子的A.加速度增大B.所受电场力做负功C.速度增大D.电势能减小【答案】CD【解析】根据电场线的疏密可知B点处场强小于A点处场强,根据牛顿第二定律可知,从A到B过程加速度减小,A错误;从粒子运动的轨迹弯曲方向可知,粒子受力逆着电场线的方向,因此从A向B电场力做正功,动能增加,即粒子的速度增加,而电势能减小,CD正确,B 错误。
人教版高中物理3-1静电场题型整理本页仅作为文档页封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March人教版高中物理3-1静电场题型整理题型1:库仑力作用下的平衡问题例1:(多选)如图所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为θ。
一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A ,细线与斜面平行。
小球A 的质量为m 、电量为q 。
小球A 的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B ,两球心的高度相同、间距为d 。
静电力常量为k ,重力加速度为g ,两带电小球可视为点电荷。
小球A静止在斜面上,则( )A .小球A 与B 之间库仑力的大小为kq 2d 2 B .当q d =mg sin θk 时,细线上的拉力为0 C .当q d =mg tan θk 时,细线上的拉力为0 D .当q d =mg k tan θ时,斜面对小球A 的支持力为0 变式题:如图所示,大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球A 和B 相互排斥,静止时绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β,且α<β,两小球在同一水平线上,由此可知( )A .B 球受到的库仑力较大,电荷量较大B .B 球的质量较大C .B 球受到的拉力较大D .两球接触后再分开,再处于静止状态时,A 球悬线与竖直方向的夹角α′仍小于B 球悬线与竖直方向的夹角β′题型2:电场强度的理解及计算例1:如图所示,在水平向右、大小为E 的匀强电场中,在O 点固定一电荷量为Q 的正电荷,A 、B 、C 、D 为以O 为圆心、半径为r 的同一圆周上的四点,B 、D 连线与电场线平行,A 、C 连线与电场线垂直。
则( )A .A 点的电场强度大小为E 2+k 2Q 2r 4B .B 点的电场强度大小为E -k Q r 2C .D 点的电场强度大小不可能为0D .A 、C 两点的电场强度相同变式题:如图,一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点,a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ,在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷。
关于高中物理中等势面的理解
在高中物理静电场各章节中,关于等势面的理解,是本章的难点,很多同学理解不到位。
在此,我将等势面总结如下:
首先,电势高低指的是电场本身的性质,与处在其中的电荷无关。
就和我们平时所说的地势一样,电场电势描述的是电势的一种趋势,即,沿着电场线方向,电势逐渐降低。
也可以类比在地势理解,即,沿着重力的方向,地势逐渐降低。
其次,要注意电荷周围的电场是三维的,向空间发散或者聚拢。
不能理解为一个二维的平面,与之对应的等势面也是三维立体的,大家要充分发挥想象力。
理解到位。
再次,要满足考试要求,大家必须熟悉电场线和等势面的分布特点。
下图帮助大家理解和记忆。
图一、等量异种电荷的电场线以及等势面
图2、四种基本电场线和等势面。
⾼中物理静电场知识点总结与题型分析静电场⼀、静电场公式汇总1、公式计算中的q 、φ的要求电场中⽮量(电场⼒F 、电场E )的运算: q 代绝对值电场中标量(功W 、电势能E p 、电势差U AB 、电势φ)的运算: q 、φ代正、负2、公式:(1)点电荷间的作⽤⼒:F=kQ 1Q 2/r 2(2)电荷共线平衡..= (3)电势φA :φA =Ep A /q (φA 电势=Ep A 电势能/ q 检验电荷量;电荷在电场中某点的电势能与电荷量的⽐值跟试探电荷⽆关)(4)电势能Ep A : Ep A =φA q(5)电场⼒做的功W ABW=F d =F S COS θ=EqdW AB =E pA -E pBW A B =U A B q (电场⼒做功由移动电荷和电势差决定,与路径⽆关)(6)电势差U AB :U AB =φA -φB (电场中,两点电势之差叫电势差) U A B =W A B / q (W A B 电场⼒的功)U =E d (E 数值等于沿场强⽅向单位距离的电势差)(7)电场强度EE=F/q (任何电场); 2/r kQ E =(点电荷电场); d U E /=(匀强电场)(8)电场⼒: F=E q (9)电容:C Q U = (10)平⾏板电容器:4C S kdεπ=3、能量守恒定律公式(1)、动量定理:物体所受合外⼒的冲量等于它的动量的变化. 公式:F 合t = mv 2⼀mv 1 (解题时受⼒分析和正⽅向的规定是关键)动量守恒定律:相互作⽤的物体系统,如果不受外⼒,或它们所受的外⼒之和为零,它们的总动量保持不变.(研究对象:相互作⽤的两个物体或多个物体)公式:m 1v 1 + m 2v 2 = m 1 v 1'+ m 2 v 2'++++LU m ,q(2)能量守恒(1)动能定理:k W E =?合(动能变化量=1/2 mv 22-1/2 mv 12)0221cos 2t F s mv mv θ=-合对地 0221212t W W mv mv ++=- (2)能量守恒定律:系统 E E =末初(动能+重⼒势能+电势能)4、⼒与运动(动⼒学公式)⽜顿第⼆定律:ma F =合(1)匀速直线运动:受⼒ 0=合F 运动 ts v =(2)匀变速直线运动:受⼒ ma F =合 (缺)运动 2022v v as t -= (t)0t v v at =+ ( s)2021at t v s += (v t)02t v vs t += (a)(3)类平抛运动:仅受电场⼒ Eq Uq a m dm == ; 0Lt v = ; 复合场 F a m =合速度位移⽔平⽅向 0v v x = 0L v t = 竖直⽅向 y v a t = 偏移量2 12y at = 速度偏向⾓的正切:2tan dmv UqLv v y ==θ若加速电场:电场⼒做功,,2012qU mv =加则 24U L y dU =偏加加偏U 2t a n 0d L U v v y ==θ(y 、θtan 与m 、q ⽆关)⽰波管的灵敏度:y/U 2=L 2/4dU 1圆周运动:r T m r m rv m ma F 2222??====πω向向绳⼦、单轨恰好通过最⾼点:F mg=向;min v = ; 杆、双轨最⾼点: 0F =向; 0n mi v = 如图所⽰,从静⽌出发的电⼦经加速电场加速后,进⼊偏转电场.若加速电压为U 1、偏转电压为U 2,要使电⼦在电场中的偏移距离y 增⼤为原来的2倍(在保证电⼦不会打到极板上的前提下),可选⽤的⽅法有A .使U 1减⼩为原来的1/2;B .使U 2增⼤为原来的2倍;C .使偏转电场极板长度增⼤为原来的2倍;D .使偏转电场极板的间距减⼩为原来的1/2考点名称:带电粒⼦在电场中的加速(⼀)、带电粒⼦在电场中的直线运动:(1)如不计重⼒,电场⼒就是粒⼦所受合外⼒,粒⼦做直线运动时的要求有:①对电场的要求:或是匀强电场,或不是匀强电场但电场的电场线有直线形状。
静电场题型整理静电场常考的七大题型:1、场强叠加问题2、图像问题3、轨迹类(电势和电势能)问题4、等势面(等分法)问题5、库仑力受力分析问题6、电容器的动态分析7、带电粒子在电场中运动一、场强叠加问题1.(2017·江苏省高二学业水平模拟考试)均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。
如图所示,在半球面AB 上均匀分布着正电荷,总电荷量为q ,球面半径为R ,CD 为通过半球顶点与球心O 的轴线,在轴线上有M 、N 两点,O M =ON =2R 。
已知M 点的场强大小为E ,则N 点的场强大小为A .24kq E R - B .24kq R C .E Rkq -22 D .24kq E R + 1.C 【解析】若将带电量为2q 的球面放在O 处,均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。
则在M 、N 两点所产生的电场为()22222k qkq E R R ⋅==,由题知当半球面如题图所示产生的场强为E ,则N 点的场强为22kq E E R '=-,故选C 。
2.(2017·甘肃省高三第二次诊断)如图所示,等量异种电荷A 、B 固定在同一水平线上,竖直固定的光滑绝缘杆与AB 连线的中垂线重合,C 、D 是绝缘杆上的两点,ACBD 构成一个正方形。
一带负电的小球(可视为点电荷)套在绝缘杆上自C 点无初速度释放,则小球由C 运动到D 的过程中,下列说法正确的是A .杆对小球的作用力先增大后减小B .杆对小球的作用力先减小后增大C .小球的速度先增大后减小D .小球的速度先减小后增大2.A 【解析】从C 到D ,电场强度先增大后减小,则电场力先增大后减小,则杆对小球的作用力先增大后减小,故A 正确,B 错误;因直杆处于AB 的连线的中垂线上,所以此线上的所有点的电场方向都是水平向右的,对带电小球进行受力分析,受竖直向下的重力,水平向右的电场力和水平向左的弹力,水平方向上受力平衡,竖直方向上的合力大小等于重力,重力大小不变,加速度大小始终等于重力加速度,所以带电小球一直做匀加速直线运动,故CD 错误。
考点3.2 等势面
1.等势面
(1)定义:电场中电势相同的各点构成的面.
(2)四个特点
①在同一等势面上移动电荷时电场力不做功.
②电场线一定与等势面垂直,并且从电势高的等势面指向电势低的等势面.
③任意两个等势面都不相交.
(3)几种常见电场的等势面:
点电荷的等势面匀强电场的等势面
等量异种电荷的等势面等量同种电荷的等势面
1.关于等势面的说法,正
确的是( D )
A.电荷在等势面上移动
时,由于不受电场力作用,所以说电场力不做功
B.在同一个等势面上各点
的场强大小相等
C.两个不等电势的等势面
可能相交
D.等势面处处与电场线垂
直
2.(2016·全国卷Ⅲ,15)(多选)关于静电场的等势面,下列说法正确
的是( AB )
A.两个电势不同的等势面可能相交
B.电场线与等势面处处相互垂直
C.同一等势面上各点电场强度一定相等
D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电
场力做正功
3.如图所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场
的等势面.下列判断正确的是( D )
A.1、2两点的场强相等
B.1、3两点的场强相等
C.1、2两点的电势相等
D.2、3两点的电势相等
4.某带电粒子仅在静电力作用下由A点运动到B点,电场线、
等势面(虚线)、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图所示,可以判定( B )
A.粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度
B.粒子在A点的动能小于它在B点的动能
C.粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能
D.电场中A点的电势低于B点的电势
5.电场中等势面如图所示,下列关于该电场描述正确的是( C )
A.A点的电场强度比C点的小
B.负电荷在A点的电势能比在C点的电势能大
C.电荷沿等势面AB移动的过程中,电场力始终不做功
D.正电荷由A移动到C,电场力做负功
6.如图所示,在点电荷Q
形成的电场中,已知a、b,两点在同一等势面上,c、d两点在另一等势面上.甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为accb和adb曲线,已知乙粒子带正电.那么下列判断正确的是( D )
A.甲粒子在b点的电势能比在c点小
B.乙粒子在d点速度最大
C.C.a、b两点电场强度相同
D.d点电势比b点电势高
7.如图所示,在点电荷Q产生的电场中,将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两
点,虚线为等势线.取无穷远处为零电势点,若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等,则下列说法正确的是( C )
A.A点电势大于B点电势
B.A、B两点的电场强度相等
C.q1的电荷量小于q2的电荷量
D.q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能
8.如图所示,在xOy坐标系中以O为中心的椭圆上,有a、b、c、d、e五点,其中a、b、c、
d为椭圆与坐标轴的交点。
现在椭圆的一个焦点O1处固定一正点电荷,另一正试探电荷仅在电场力作用下的运动轨迹(正好过e点)如图中虚线所示,下列说法正确的是( C )
A.c两点的电场强度相同
B.d点的电势小于b点的电势
C.正试探电荷沿虚线运动过程中在b点的电势能小于在e点的电势能
D.若将正试探电荷由a沿椭圆经be移动到c,电场力先做负功后做正功,电势能变化
量为零
9.如图所示,虚线A、B、C为某电场中的三条等势线,其电势分别为3 V、5 V、7 V,实线
为带电粒子在电场中运动时的轨迹,P、Q为轨迹与等势线A、C的交点,带电粒子只受电场力的作用,则下列说法正确的是( B )
A.粒子可能带负电
B.粒子在P点的动能大于在Q点动能
C.粒子在P点电势能大于粒子在Q点电势能
D.粒子在P点受到电场力大于在Q点受到的电场力
10.一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点,轨迹如图中虚线所示,图中的一组等距
平行实线表示的可能是电场线也可能是等差等势面,则以下说法正确的是( D ).
A.无论图中的实线是电场线还是等势面,a点的场强都比b点的场强小
B.无论图中的实线是电场线还是等势面,a点的电势都比b点的电势高
C.无论图中的实线是电场线还是等势面,电子在a点的电势能都比在b点的电势能小
D.如果图中的实线是等势面,电子在a点的速率一定大于在b点的速率
11.如图所示,三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面,电势值分别为10 V、20 V、
30 V,实线是一带电粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹,a、b、c是轨迹上的三个点,
下列说法正确的是( D ).
A.粒子在三点所受的电场力不相等
B.粒子必先过a,再到b,然后到c
C.粒子在三点所具有的动能大小关系为E k b>E k a>E k c
D.粒子在三点的电势能大小关系为E p c<E p a<E p b
12.(多选)如图中虚线为一组间距相等的同心圆,圆心处固定一带正电的点电荷.一带电粒
子以一定初速度射入电场,实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,a、b、c三点是实线与虚线的交点.则该粒子( CD )
A.带负电
B.在c点受力最大
C.在b点的电势能大于在c点的电势能
D.由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化
13.(2016·全国卷Ⅱ,15)如图,P是固定的点电荷,虚线是以P为圆
心的两个圆。
带电粒子Q在P的电场中运动,运动轨迹与两圆在同一平面内,a、b、c为轨迹上的三个点。
若Q仅受P的电场力作用,其在a、b、c点的加速度大小分别为a a、
a b、a c,速度大小分别为v a、v b、v c,则( D )
A.a a>a b>a c,v a>v c>v b
B.a a>a b>a c,v b>v c>v a
C.a b>a c>a a,v b>v c>v a
D.a b>a c>a a,v a>v c>v b。