2012高考物理二轮复习专题限时集训：专题8　电场

高考资源网 您身边的高考专 家 高考资源网版权所有 侵权必究 B 电场的场强沿 Ox 方向增大 C 电子将沿 Ox 正方向运动 D 电子的电势能将增大 4 如图 8 3 所示 P Q 是矩形 ABCD 的 AD 边和 BC 边的中点 E F 是 AB 边和 CD 边的中点 M N 点在 P Q 连线上且 MP QN M 点和 N 点有等量异种点电荷 对 于图中八个点的场强关系 下列说法正确的是 图 8 3 A A 与 B 点场强相同 C 与 D 点场强相同 B A 与 C 点场强相同 B 与 D 点场强相同 C A 与 D 点场强相同 B 与 C 点场强相同 D E 与 F 点场强相同 P 与 Q 点场强相同 5 板间距为 d 的平行板电容器所带电荷量为 Q 时 两极板间电势差为 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 d 其他条件不变 这时两极板间电势 1 2 差为 U2 板间场强为 E2 下列说法正确的是 A U2 U1 E2 E1 B U2 2U1 E2 4E1 C U2 U1 E2 2E1 D U2 2U1 E2 2E1 6 如图 8 4 所示 在两等量异种点电荷的电场中 MN 为两电荷连线的中垂线 a b c 三点所在直线平行于两电荷的连线 且 a 与 c 关于 MN 对称 b 点位于 MN 上 d 高考资源网 您身边的高考专 家 高考资源网版权所有 侵权必究 点位于两电荷的连线上 以下判断正确的是 图 8 4 A b 点场强大于 d 点场强 B b 点场强小于 d 点场强 C a b 两点的电势差等于 b c 两点间的电势差 D 试探电荷 q 在 a 点的电势能小于在 c 点的电势能 图 8 5 7 如图 8 5 所示 MN 是由一个正点电荷 Q 产生的电场中的一条电场线 一个带正 电的粒子 q 飞入电场后 在电场力的作用下沿一条曲线运动 先后通过 a b 两点 不计 粒子的重力 则 A 粒子在 a 点的加速度小于在 b 点的加速度 B a 点电势 a 低于 b 点电势 b C 粒子在 a 点的动能 Eka小于在 b 点的动能 Ekb D 粒子在 a 点的电势能 Epa 小于在 b 点的电势能 Epb 8 如图 8 6 所示 A B C D E F 为处于匀强电场中一个边长 图 8 6 为 10 cm 的正六边形的六个顶点 A B C 三点电势分别为 1 0 V 2 0 V 3 0 V 正 六边形所在平面与电场线平行 则 A 通过 CD 和 AF 的直线应为电场中的两条等势线 B 匀强电场的场强大小为 10 V m C 匀强电场的场强方向为由 C 指向 A D 将一个电子由 E 点移到 D 点 电子的电势能将减少 1 6 10 19 J 9 用控制变量法 可以研究影响平行板电容器的因素 如图 8 7 所示 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 图 8 7 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 10 如图 8 8 所示 点电荷 Q1与 Q2分别固定在 A B 两点 取无穷处电势为零 图 甲 乙 丙 丁表示 A B 连线上的电势分布 则以下说法正确的是 高考资源网 您身边的高考专 家 高考资源网版权所有 侵权必究 图 8 8 A 图甲表示 Q1 Q2都是正电荷 其中 Q1 Q2 B 图乙表示 Q1 Q2都是正电荷 其中 Q1 Q2 11 反射式速调管是常用的微波器件之一 它利用电子团在电场中的振荡来产生微波 其振荡原理与下述过程类似 如图 8 9 所示 在虚线 MN 两侧分别存在着方向相反的两个 匀强电场 一带电微粒从 A 点由静止开始 在电场力作用下沿直线在 A B 两点间往返运 动 已知电场强度的大小分别是 E1 2 0 103 N C 和 E2 4 0 103 N C 方向如图 8 9 所 示 带电微粒质量 m 1 0 10 20 kg 带电量 q 1 0 10 9 C A 点距虚线 MN 的距离 d1 1 0 cm 不计带电微粒的重力 忽略相对论效应 求 1 B 点到虚线 MN 的距离 d2 2 带电微粒从 A 点运动到 B 点所经历的时间 t 图 8 9 高考资源网 您身边的高考专 家 高考资源网版权所有 侵权必究 12 如图 8 10 所示 A B 为水平放置的平行金属板 板间距离为 d d 远小于板的长 和宽 在两板的中心各有小孔 O 和 O O 和 O 处在同一竖直线上 在两板之间有一带 负电的质点 P 已知 A B 间所加电压为 U0时 质点 P 所受的电场力恰好与重力平衡 现在 A B 间加上如图 8 11 所示随时间 t 作周期性变化的电压 U 已知周期 T g 为重力 12d g 加速度 在第一个周期内的某一时刻 t0 在 A B 间的中点处由静止释放质点 P 一段时 间后质点 P 从金属板的小孔飞出 1 t0在什么范围内 可使质点在飞出小孔之前运动的时间达到最短 2 t0在哪一时刻 可使质点 P 从小孔飞出时的速度达到最大 图 8 10 图 8 11 专题限时集训 八 1 D 解析 负电荷受电场力方向与电场方向相反 当负电荷沿电场线方向移动 时 电场力对电荷做负功 电势能一定增加 故 D 选项正确 电场中某点电势是否为零与 电场强度的大小及物体是否带电无关 与选取的零电势点有关 故 AB 选项错误 沿电场 线的方向电势降低 所以同一电场线上的各点 电势不会相等 选项 C 错误 2 D 解析 负电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相反 且电荷受力方向 指向运动轨迹的凹侧 A C 错误 B 选项中负电荷所受电场力具有沿速度方向的分力 质点的速率是递增的 B 错误 D 选项中质点所受电场力具有沿速度反方向的分力 质点 的速率是递减的 D 正确 3 AC 解析 设 O 点电势为零 x 点的电势为 x 则 Ux0 x 0 Ex 即 x Ex 表明沿 Ox 方向场强不变 选项 A 正确 B 错误 由静止释放电子 电子由电势 低处向电势高处运动 电场力做正功 电势能减小 选项 C 正确 D 错误 4 BD 解析 根据等量异种电荷周围电场的电场线对称性 电场中 A B C D 四点的电场强度大小相等 A C 电场方向相同 B D 电场方向相同 电场中 P Q 两点 电场强度大小相等 方向相同 E F 两点电场强度大小相等 方向也相同 选项 BD 正确 选项 AC 错误 5 C 解析 由公式 C C 和 E 得 U E 当 Q 变 S 4k d Q U U d 4k dQ S 4k Q S 高考资源网 您身边的高考专 家 高考资源网版权所有 侵权必究 为 2Q d 变为 时 电压 U 不变 电场强度 E 变为原来的 2 倍 C 正确 d 2 6 BC 解析 两等量异种电荷产生的电场如图所示 由图可知 d 点的电场线比 b 点的电场线密集 所以 d 点的场强大于 b 点的场强 A 项错误 B 项正确 a c 两点关 于 MN 对称 b 点在 MN 上 同一点电荷从 a 到 b 和从 b 到 c 电场力做的功相同 由 W qU 可知 Uab Ubc C 项正确 a 点电势高于 c 点电势 同一正电荷在 a 点的电势能大 于在 c 点的电势能 D 项错误 7 C 解析 由轨迹特征可知 正电荷经过 MN 时受力方向由 N 指向 M 场电荷 在靠近 N 一侧 故 a 点的场强大于 b 点的场强 a 点电势 a高于 b 点电势 b 选项 A B 错误 从 a 运动到 b 过程中 电场力做正功 动能增大 电势能减小 C 正确 D 错误 8 ACD 解析 在匀强电场中 在同一电场线上电势均匀变化 由几何关系 延 长 CB 与 FA 的延长线交于 G 点 如图所示 则 G 点电势为 1 0 V AF 为等势线 同理可 确定 CD 也为等势线 选项 A 正确 电场线垂直于等势线 且电势沿电场线方向逐渐降低 可知 电场线由 C 指向 A 选项 C 正确 由以上分析知 UED 1 0 V 将电子由 E 移动 到 D 电场力做功 W qU 1 6 10 19 1 0 J 1 6 10 19 J 电势能减少 1 6 10 19 J 选项 D 正确 由 E 其中 d 为沿电场线方向的长度 解得 E V m U d 2 0 0 2 sin60 20 33 V m 选项 B 错误 9 AC 解析 由 C 知 保持 S 不变 增大 d 则电容 C 减小 又根据 C rS 4 kd 且 Q 不变 故 U 增大 因此静电计指针偏角 变大 故选项 A 正确 B 错误 同理 Q U 保持 d 不变 增大 S 则电容 C 增大 U 减小 变小 选项 C 正确 选项 D 错误 10 AD 解析 根据电场的电势变化分析电场 可以从两个方面入手 电势线 的斜率 表示场强 电势的大小 在图甲和图乙中 没有电势为零的点 应由斜率为零 场强为零 的点判断 由图甲中 A B 之间的电势分布可知 斜率为零的点靠近 A 侧 即场 强为零的点靠近 A 故 Q1 Q2 同理 图乙中 Q1 Q2 选项 A 正确 B 错误 图丙中电势 为零的点位于 AB 连线的中点 由电势分布规律可知 Q1 Q2为等量异种电荷 但 Q1应为 正电荷 选项 C 错误 图丁中 电势为零的点靠近 B 一侧 Q1 Q2 选项 D 正确 11 1 0 50 cm 2 1 5 10 8 s 解析 1 带电微粒由 A 运动到 B 的过程中 由动能定理有 q E1d1 q E2d2 0 由 式解得 d2 d1 0 50 cm E1 E2 2 设微粒在虚线 MN 两侧的加速度大小分别为 a1 a2 由牛顿第二定律有 q E1 ma1 q E2 ma2 高考资源网 您身边的高考专 家 高考资源网版权所有 侵权必究 设微粒在虚线 MN 两侧运动的时间分别为 t1 t2 由运动学公式有 d1 a1t 1 22 1 d2 a2t 1 22 2 又 t t1 t2 由 式解得 t 1 5 10 8 s 12 1 t0 2 3d g 5d 3g 3d 4g 解析 设质点 P 的质量为 m 电荷量为 q 根据题意 当 A B 间的电压为 U0时 有 q mg U0 d0 当两板间的电压为 2U0时 P 的加速度向上 其大小为 a1 则 q mg ma1 2U0 d 解得 a1 g 当两板间的电压为 2U0时 P 的加速度向下 其大小为 a2 则 q mg ma2 2U0 d0 解得 a2 3g 1 要使质点在飞出小孔之前运动的时间达到最短 须使质点释放后一直向下加速运 动 设质点释放后经过时间 t 到达小孔 O 则 d a2t2 1 2 1 2 解得 t d 3g 因为 T 所以 t 质点到达小孔之前能一直加速 12d g T 2 因此要使质点在飞出小孔之前运动的时间达到最短 质点释放的时刻 t0应满足 即 t0 T t T 2 即 t0 5 3d g d 3g 2 要使质点 P 从小孔飞出时的速度达到最大 须使质点释放后先向上加速 再向上减 速运动 在到达小孔 O 时速度减为 0 然后向下加速运动直到小孔 O 设质点释放后向上加速时间为 t1 向上减速时间为 t2 则 v1 gt1 0 v1 3gt2 d gt 1 2 1 2 2 1 v1t2 1 2 3gt2 2 由以上各式解得 t1 t2 3d 4g d 12g 高考资源网 您身边的高考专 家 高考资源网版权所有 侵权必究 因为 t1 t2 因此质点 P 能向上先加速后减速恰好到达小孔 O T 2 T 2