第七章 静电场
(时间:45分钟)
一、选择题(本题共8小题,1~5题为单项选择题,6~8题为多项选择题)
1.(2019·浙江绿色联盟)如图1所示,是某验电器的结构图。下列相关说法正确的是( )
图1
A.金属箔张开过程,电势能一定减少
B.金属箔张开过程,电场力一定做负功
C.两金属箔张开,说明金属盘带正电
D.两片金属箔张开时,可能带异种电荷
解析 验电器利用同种电荷互相排斥的原理,当用带电体接触验电器的金属盘时,就有一部分电荷转移到验电器的金属箔片上,金属箔带上了同种电荷,这两片金属箔由于带同种电荷互相排斥而张开,在张开的过程中电场力做正功,电势能减小,而验电器只能判断物体是否带电,不能说明是哪种电荷,故也不能说明金属盘带哪种电荷,故A正确,B、C、D错误。
答案 A
2.如图2所示为一孤立的负点电荷形成的电场,一带电粒子仅在电场力的作用下以某一速度进入该电场,依次经过A、B、C三点,其中A、C两点与点电荷的距离相等,B点是轨迹上距离点电荷最近的点。则下列说法正确的是 ( )
图2
A.粒子运动到B点的速率最大
B.相邻两点间的电势差关系为UAB=UBC
C.该粒子带负电,并且在B点时的加速度最大
D.粒子在B点的电势能小于在C点的电势能
解析 根据粒子的运动轨迹可以判断出粒子带负电,在粒子从A运动到B的过程中,电场力对粒子做负功,粒子的速度减小,运动到B点时的速度最小,A错误;由于A、C两点与负点电荷之间的距离相等,所以UAB=-UBC,B错误;由题图知B点处的电场线最密,所以粒子在B点时受到的电场力最大,加速度最大,C正确;当粒子从B运动到C的过程中,电场力对粒子做正功,电势能减少,所以粒子在C点时的电势能小于其在B点时的电势能,D错误。
答案 C
3.(2019·陕西渭南教学质量检测)如图3所示,在x轴上放置两正点电荷Q1、Q2,当空间存在沿y轴负向的匀强电场时,y轴 上A点的电场强度等于零,已知匀强电场的电场强度大小为E,两点电荷到A的距离分别为r1、r2,则在y轴上与A点对称的B点的电场强度大小为( )
图3
A.0 B.E C.2E D.E+k+k
解析 因空间中存在场强大小为E、方向沿y轴负方向的匀强电场,又A点的电场强度等于零,所以Q1、Q2在A点的合电场的场强等于E,方向沿y轴正方向,根据对称性,Q1、Q2在B点的合电场的场强大小也等于E,方向沿y轴负方向,故B点的电场强度大小为2E,选项C正确;A、B、D错误。
答案 C
4.(2019·泰安一模)如图4所示,+Q 为固定的正点电荷,虚线圆是其一条等势线,两电荷量相同、但质量不相等的粒子,分别从同一点A以相同的速度v0射入,轨迹如图中曲线,B、C为两曲线与圆的交点。aB、aC表示两粒子经过B、C时的加速度大小,vB、vC表示两粒子经过B、C时的速度大小。不计粒子重力,以下判断正确的是 ( )
图4
A.aB=aC vB=vC B.aB>aC vB=vC
C.aB>aC vB<vC D.aB<aC vB>vC
解析 库仑力F=,两粒子在B、C两点受的库仑力大小相同,根据粒子的运动轨迹可知aB>aC,a=,解得mB<mC,因为B、C两点位于同一等势线上,电势相等,所以两粒子从A运动到B和从A运动到C,电场力做功相同且做负功,有-W=mv2-mv,所以mB(v-v)=mC(v-v),因为mB<mC,所以vB<vC,C正确。
答案 C