3、電荷從A向B加速運動,其所受電場力由A指向B,則電場線方向是由B指向A的.沿電場線方向電勢是降低的,故φA<φB,A錯誤,C正確.
法二:由電場力做功來判定.負(fù)電荷是在電場力作用下移動的,電場力做正功,則其是由低電勢向高電勢運動,故φA<φB,A錯誤,C正確.
法三:根據(jù)電勢能判定.電荷在運動中只有電場力做功,其動能與電勢能之和保持不變,由A到B其動能增加,故其電勢能減少,而電荷帶負(fù)電,負(fù)電荷在電勢高處電勢能小,故φA <φB,A錯誤,C正確.
答案 C
3.(多選)一帶正電的粒子僅在電場力作用下從A點經(jīng)B、C點運動到D點,其v -t圖象如圖9所示,則下列說法中正確的是 ( ).
4、
圖9
A.A點的電場強度一定大于B點的電場強度
B.粒子在A點的電勢能一定大于在B點的電勢能
C.CD間各點電場強度和電勢都為零
D.AB兩點間的電勢差大于CB兩點間的電勢差
解析 由題圖可知粒子在A點的加速度大于在B點的加速度,因a=,所以EA>EB,A對;粒子從A點到B點動能增加,由動能定理知電場力做正功,電勢能減小,B對;同理由動能定理可知A、C兩點的電勢相等,UAB=UCB,D錯;僅受電場力作用的粒子在CD間做勻速運動,所以CD間各點電場強度均為零,但電勢是相對于零勢點而言的,可以不為零,C錯.
答案 AB
4.(多選)如圖10甲所示,兩個點電荷Q1、Q2固定在x軸上
5、距離為L的兩點,其中Q1帶正電位于原點O,a、b是它們連線延長線上的兩點,其中b點與O點相距3L.現(xiàn)有一帶正電的粒子q以一定的初速度沿x軸從a點開始經(jīng)b點向遠(yuǎn)處運動(粒子只受電場力作用),設(shè)粒子經(jīng)過a,b兩點時的速度分別為va、vb,其速度隨坐標(biāo)x變化的圖象如圖乙所示,則以下判斷正確的是 ( ).
圖10
A.Q2帶負(fù)電且電荷量小于Q1
B.b點的場強一定為零
C.a(chǎn)點的電勢比b點的電勢高
D.粒子在a點的電勢能比b點的電勢能小
解析 由v-t圖象知,粒子從a點向b點運動時速度減小,電場力做負(fù)功,從b點再向右運動速度又變大,電場力做正功,說明b點左右兩側(cè)電場方向相反,b點處場
6、強為0,B項正確;粒子從a點到b點電場力做負(fù)功,電勢能增加,D項正確.根據(jù)點電荷場強公式和電場的疊加知識得Q2帶負(fù)電且電荷量小于Q1,A項正確;根據(jù)粒子受力方向知b點左側(cè)場強向左,故a點電勢比b點低,C項錯.
答案 ABD
題組二 電場中的E -x圖象問題
5.(單選)兩帶電荷量分別為q和-q的點電荷放在x軸上,相距為L,能正確反映兩電荷連線上場強大小E與x關(guān)系的圖是 ( ).
解析 越靠近兩電荷的地方場強越大,兩等量異種點電荷連線的中點處場強最小,但不是零,B、D錯;兩電荷的電荷量大小相等,場強大小關(guān)于中點對稱分布,C錯,應(yīng)選A.
答案 A
6.(單選)兩帶電荷量分別為q1
7、(q1>0)和q2的點電荷放在x軸上,相距為l,兩電荷連線上電場強度E與x的關(guān)系如圖11所示,則下列說法正確的是 ( ).
圖11
A.q2>0且q1=q2 B.q2<0且q1=|q2|
C.q2>0且q1>q2 D.q2<0且q1<|q2|
解析 由題圖知,當(dāng)x=時,E=0,則q1和q2必為同種電荷,且電荷量相等,故選項A正確.
答案 A
7.(多選)空間存在一沿x軸方向的靜電場,電場強度E隨x變化的關(guān)系如圖12所示,圖線關(guān)于坐標(biāo)原點對稱,A、B是x軸上關(guān)于原點對稱的兩點.下列說法正確的是 ( ).
圖12
A.取無窮遠(yuǎn)處電勢為零,則O點處電勢為零
B.電
8、子在A、B兩點的電勢能相等
C.電子在A、B兩點的加速度方向相反
D.電子從A點由靜止釋放后的運動軌跡可能是曲線
解析 由E -x圖象特征可以假定圖象是等量同種電荷連線上的電場強度的分布,取無窮遠(yuǎn)處電勢為零,則O點處電勢不為零,A錯誤;由于A、B是x軸上關(guān)于原點對稱的兩點,A、B兩處電勢相等,所以電子在A、B兩點的電勢能相等,B正確;A、B兩點電場強度大小相等,方向相反,根據(jù)牛頓第二定律可知,電子在A、B兩點的加速度方向相反,C正確;電子從A點由靜止釋放后的運動軌跡是直線,做往復(fù)運動,D錯誤.
答案 BC
題組三 電場中的φ-x圖象
8.(單選)真空中有一半徑為r0的帶電金屬球殼,
9、通過其球心的一直線上各點的電勢φ分布如圖13所示,r表示該直線上某點到球心的距離,r1、r2分別是該直線上A、B兩點離球心的距離.下列說法中正確的是 ( ).
圖13
A.A點的電勢低于B點的電勢
B.A點的電場強度小于B點的電場強度
C.A點的電場強度大于B點的電場強度
D.正電荷沿直線從A移到B的過程中,電場力做負(fù)功
解析 A點的電勢高于B點的電勢,選項A錯誤;A點的電場強度大于B點的電場強度,選項B錯誤、C正確;正電荷沿直線從A移到B的過程中,電場力做正功,選項D錯誤.
答案 C
9.(多選)空間某一靜電場的電勢φ在x軸上分布如圖14所示,x軸上兩點B、C的電場強度
10、在x方向上的分量分別是EBx、ECx.下列說法正確的有 ( ).
圖14
A.EBx的大小大于ECx的大小
B.EBx的方向沿x軸正方向
C.電荷在O點受到的電場力在x方向上的分量最大
D.負(fù)電荷沿x軸從B移到C的過程中,電場力先做正功,后做負(fù)功
解析 在φ -x圖象中,圖線斜率表示場強大?。Y(jié)合題中圖象特點可知EBx>ECx,EOx=0,故A項正確,C錯誤.根據(jù)電場中沿著電場線的方向電勢逐漸降低可知EBx沿x軸負(fù)方向,B項錯誤.負(fù)電荷在正x軸上受電場力沿x軸負(fù)方向,在負(fù)x軸上受電場力沿x軸正方向,故可判斷負(fù)電荷從B移到C的過程中,電場力先做正功后做負(fù)功,D項正確.
答
11、案 AD
10.(單選)某空間存在一靜電場,其沿x軸方向的電勢φ隨x變化的情況如圖15所示,圖形關(guān)于過x3垂直x軸的直線對稱,圖中Ox1=x1x2=x2x3=x3x4,則下列說法中正確的是 ( ).
圖15
A.0~x1區(qū)域內(nèi)電場強度一定為零
B.正電荷沿x軸從x1移到x2的過程中,電勢能逐漸增大
C.沿x軸方向上,x3處的電場強度最大
D.沿x軸方向上,正電荷從x2移到x4電場力做功不為零
解析 在φ-x圖象中,圖線的斜率表示電場強度,在0~x1區(qū)域內(nèi),沿x軸方向上不存在電場,x3處的電場強度不是最大,C錯;而在0~x1區(qū)域內(nèi),可能存在垂直于x軸方向上的電場,A錯;由電勢
12、能Ep=qφ及圖知B對;由電場力做功W=qU知沿x軸方向,正電荷從x2移到x4電場力做功為零,D錯.
答案 B
B 深化訓(xùn)練——提高能力技巧
11.(xx·山東泰安質(zhì)檢,19)(多選)圖16中甲是勻強電場,乙是孤立的正點電荷形成的電場,丙是等量異種點電荷形成的電場(a、b位于兩點電荷連線上,且a位于連線的中點),丁是等量正點電荷形成的電場(a、b位于兩點電荷連線的中垂線,且a位于連線的中點).有一個正檢驗電荷僅在電場力作用下分別從電場中的a點由靜止釋放,動能Ek隨位移x變化的關(guān)系圖象如圖17中的①②③圖線所示,其中圖線①是直線.下列說法正確的是 ( ).
圖17
圖16
13、A.甲對應(yīng)的圖線是① B.乙對應(yīng)的圖線是 ②
C.丙對應(yīng)的圖線是② D.丁對應(yīng)的圖線是 ③
解析 正檢驗電荷僅在電場力作用下,由靜止開始運動,其中甲、乙、丙中正檢驗電荷沿電場方向運動,丁中正檢驗電荷靜止不動.電場力對正檢驗電荷做功改變其動能,有Eqx=Ek,動能Ek隨x的變化率∝E,而電場強度E隨x的變化情況是:甲中E為常數(shù),乙圖中E減小,丙圖中E增大,所以A、C選項正確,B、D選項錯誤.
答案 AC
12.(xx·哈爾濱二模)(多選)兩個點電荷Q1、Q2固定于x軸上,將一帶正電的試探電荷從足夠遠(yuǎn)處沿x軸負(fù)方向移近Q2(位于坐標(biāo)原點O)的過程中,試探電荷的電勢能Ep隨位置變化的關(guān)系如圖18所示,則下列判斷正確的是 ( ).
圖18
A.M點電勢為零,N點場強為零
B.M點場強為零,N點電勢為零
C.Q1帶負(fù)電,Q2帶正電,且Q2電荷量較小
D.Q1帶正電,Q2帶負(fù)電,且Q2電荷量較小
解析 由Ep -x圖象可知,由無窮遠(yuǎn)到N的過程中,電勢能減小,電場力做正功,試探電荷為正,N點右側(cè)場強方向向左,同理MN間場強方向向右,所以EN=0,而EpM=φMq=0,所以φM=0,故A正確,B錯誤.根據(jù)場強分布可知Q1帶負(fù)電,Q2帶正電,且|Q2|<|Q1|,故C正確,D錯誤.
答案 AC