2019年高考物理专题05回归基础专题训练__电场含解析
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1、专题05 回归基础专题训练电场1如图1甲所示,A、B是一条电场线上的两点,若在某点释放一初速度为零的电子,电子仅受电场力作用,从A点运动到B点,其速度随时间变化的规律如图乙所示,则()图1AA点的场强大于B点 B电子在A点受到的电场力小于B点CA点的电势高于B点D电子在A点的电势能小于B点【解析】选B由速度图像看出,图线的斜率逐渐增大,电子的加速度逐渐增大,电子所受电场力增大,则电场力FAFB,故B正确。电子所受电场力逐渐增大,场强逐渐增大,电场强度EAEB,故A错误。电子由静止开始沿电场线从A运动到B,电场力的方向从A到B,电子带负电,则场强方向从B到A,根据顺着电场线电势降低可知,电势AB
2、,故C错误。由速度图像看出,电子的速度增大,动能增大,根据能量守恒得知,电子的电势能减小,则电势能EAEB,故D错误。2.如图2所示,在正方形ABCD区域内有平行于AB边的匀强电场,E、F、G、H是各边中点,其连线构成正方形,其中P点是EH的中点。一个带正电的粒子(不计重力)从F点沿FH方向射入电场后恰好从D点射出。以下说法正确的是()图2A粒子的运动轨迹一定经过P点B粒子的运动轨迹一定经过PH之间某点C若将粒子的初速度变为原来的一半,粒子会由ED之间某点射出正方形ABCD区域D若将粒子的初速度变为原来的一半,粒子恰好由E点射出正方形ABCD区域 【解析】选D因匀强电场平行于AB边,带正电的粒
3、子(不计重力)从F点沿FH方向射入电场后恰好从D点射出,所以粒子所受电场力沿BA方向,又带正电的粒子所受电场力方向与场强方向相同,因此匀强电场方向由B指向A,粒子做类平抛运动,在FH方向做匀速直线运动,在BA方向做初速度为零的匀加速直线运动,其轨迹是一条抛物线,则根据平抛运动规律可知,过D点做速度的反向延长线一定交于FH的中点,而由几何关系知延长线又经过P点,所以粒子轨迹一定经过PE之间某点,故A、B均错误;由Fat2和xv0t知,当F一定时,若将粒子的初速度变为原来的一半,则匀速直线运动方向上的位移变为原来的一半,所以粒子恰好由E点射出正方形ABCD区域,故C错误,D正确。3如图3所示,坐标
4、原点O都表示一半径为R的带正电的实心金属球的球心位置,横坐标表示到球心的距离,纵坐标表示带电金属球产生的电场的电势或电场强度大小,坐标平面上的线段及曲线表示电场强度大小或电势随距离r变化的关系,选无限远处的电势为零,关于纵坐标的说法正确的是()图3A图表示电场强度;图表示电势B图表示电场强度;图表示电势C图表示电场强度;图表示电势D图表示电场强度;图表示电势【解析】选B一个带正电的金属球内的电场强度为零,电势处处相等。从球外沿x轴方向无穷远处,由点电荷电场强度公式可知,电场强度渐渐变小。所以可以表示场强随 r的变化;根据沿电场的方向电势逐渐降低,知电势随x逐渐降低,电势与r图线的斜率表示电场强
5、度的大小,知斜率先不变后减小,故可以表示电势随r的变化。所以选项B正确。4一半径为R的半球面均匀带有正电荷Q,电荷Q在球心O处产生的场强大小E0,把半球面分为表面积相等的上、下两部分,如图4甲所示。上、下两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小分别为E1、E2;把半球面分为表面积相等的左、右两部分,如图乙所示。左、右两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小分别为E3、E4,则()图4AE1B .E2CE3 DE4【解析】选A根据点电荷电场强度公式E,且电荷只分布在球的表面,对于图甲,虽表面积相同,但由于间距的不同,则上、下两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小关系为E1E2;因电荷Q在球心O处产生
6、电场的场强大小E0,则E1;对于图乙,半球面分为表面积相等的左、右两部分,是由于左右两个半球壳在同一点产生的场强大小相等,则根据电场的叠加可知:左侧部分在O点产生的场强与右侧部分在O点产生的场强大小相等,即E3E4。由于方向不共线,由合成法则可知,E3;故A正确。5将一正电荷从无限远处移入电场中M点,静电力做功W16109 J,若将一个等量的负电荷从电场中N点移至无限远处,静电力做功W27109 J,则M、N两点的电势M、N关系正确的是()ANMM 0CMNN0【解析】选A由题意知,根据电场力做功W1qUM,又UMMM,联立解得:M,同理W2qUN,UNNN,联立解得:N,又因为W2大于W1,
7、故NM0,所以A正确;B、C、D错误。6.如图5所示,在匀强电场E的区域内,O点处放置一点电荷Q,a、b、c、d、e、f为以O点为球心的球面上的点,aecf平面与电场平行,bedf平面与电场垂直,则下列说法中正确的是()图5Ab、d两点的电场强度相同Ba点的电势等于f点的电势C点电荷q在球面上任意两点之间移动时,电场力一定做功D点电荷q在球面上任意两点之间移动,从a点移动到c点时电势能的变化量一定最大【解析】选D空间任何一点的电场都是由匀强电场和点电荷的电场叠加而成,根据平行四边形定则分析各点场强关系。场强是矢量,只有大小和方向都相同时,场强才相同。根据叠加原理,判断各点的电势关系。若两点间电
8、势差不为零,电场力做功不为零。点电荷Q在b点产生的电场方向为竖直向上,在d点产生的电场方向为竖直向下,匀强电场方向水平向右,根据平行四边形定则可知,b点的合场强斜向右上方,d点的合场强斜向左下方,两点场强大小相同,方向不同,电场强度不同,故A错误;一个试探正电荷由a点移动到f点,点电荷电场力不做功,匀强电场的电场力做正功,故合力做正功,电势能减小,电势降低,故B错误;当点电荷q沿着球面上的bedf移动时,匀强电场的电场力不做功,点电荷电场力也不做功,故合电场力不做功,故C错误;将点电荷q在球面上任意两点之间移动,点电荷电场力不做功,从a点移动到c点,匀强电场的电场力做功最大,故合力做功最大,故
9、D正确。7.如图6所示,MN为无限大的不带电的金属平板,现将一个带电量为Q的点电荷置于板右侧,并使金属板接地。已知金属板与点电荷之间的空间电场分布与等量异种电荷之间的电场分布类似,取大地电势为零。图中BCDE在以电荷Q为圆心的圆上,则下列说法正确的是()图6AD点电势低于零电势BC和E点的场强相同CB点的场强大于D点的场强D带正电电荷从B点运动到D点,电场力做正功【解析】选C根据等量异种电荷的电场分布规律,可知D点的电势高于零电势,选项A错误;C和E点的场强大小相同,但方向不同,故选项B错误;B点的电场线比D点的电场线密集,所以B点的场强大于D点的场强,选项C正确;由于D点的电势大于B点的电势
10、,根据公式Epq,正电荷在B点的电势能小于在D点的电势能,正电荷从B点运动到D点,电场力做负功,选项D错误。8.如图7所示,MN、PQ是圆的两条相互垂直的直径,O为圆心。两个等量正电荷分别固定在M、N两点。现有一带电的粒子(不计重力及粒子对电场的影响)从P点由静止释放,粒子恰能在P、Q之间做直线运动,则以下判断正确的是()图7AO点的电势一定为零 BP点的电势一定比O点的电势高C粒子一定带正电D粒子在P点的电势能一定等于在Q点的电势能【解析】选D等量同种正电荷电场分布如图所示,MN连线上电场线从M指向O点和从N指向O点,PQ连线上电场线从O点指向P和从O点指向Q点,沿电场线方向电势逐渐降低,M
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