19(十九)等量点电荷电场的电场线分布及特点

学霸孵化工作室 高三总复习 专项培优 1 19 等量点电荷电场的电场线分布及特点 高考题型训练 1 两个等量异种点电荷位于x轴上 相对原点对称分布 正确描述电势 随位置x变化规 律的是图中 2 如图所示 xOy 平面是无穷大导体的表面 该导体充满 z 0 的空间 z 0 的空间为真 空 将电荷为 q 的点电荷置于 z 轴上 z h 处 则在 xOy 平面上会产生感应电荷 空间任意 一点处的电场皆是由点电荷 q 和导体表面上的感应电荷共同激发 的 已知静电平衡时导体内部场强处处为零 则在 z 轴上 z h 2 处 的场强大小为 k 为静电力常量 A B C D 2 4 h q k 2 9 4 h q k 2 9 32 h q k 2 9 40 h q k 3 多选 在电荷量分别为 2q 和一 q 的两个点电荷形成的电场中 电场线分布如图所示 在两点电荷连线上有 a b 两点 则 A 在两点电荷之间的连线上存在一处电场强度为零的点 B 在负试探电荷从 a 点向 b 点移动过程中所受电场力先减小后增 大 C 在负试探电荷从 a 点向 b 点移动过程中电场力先做正功后做负 功 D 负试探电荷在 a 点具有的电势能比在 b 点时具有的电势能小 4 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 5 如图所示 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 A O 点的电场强度一定为零 B P 点的电势一定比 O 点的电势高 学霸孵化工作室 高三总复习 专项培优 2 C 粒子一定带负电 D 粒子在 P 点的电势能一定比 Q 点的电势能小 6 一条直线上连续有 a b c d e f 六点 且相邻两点距离相等 在 a c 两点分别固定 一个点电荷 带电荷量分别为和 MN 过 c 点与 af 垂直 且 已知电子在 1 Q 2 Q NcMc d f 之间移动过程中 电子在 e 点时的电势能最大 由此可知下列判断不正确的是 A 一定为负电 一定为正电 且 e 处场强一定为 0 b 处场强一定不为 1 Q 2 Q 21 4QQ 0 B 电子在 M 和 N 点受到的电场力大小相等 且具有的电势能相同 C 质子从 b 移动到 d 点 电场力对质子一定做负功 D 质子从 a 移动到 c 的过程中电势能可能先增大后减小 7 如图甲所示 Q1 Q2为两个被固定的点电荷 其中 Q1为正点电荷 在它们连线的延长线 上有 a b 两点 现有一检验电荷 q 电性未知 以一定的初速度沿直线从 b 点开始经 a 点 向远处运动 检验电荷只受电场力作用 q 运动的速度图 象如图乙所示 则 A Q2的电荷量必定大于 Q1的电荷量 B 从 b 点经 a 点向远处运动的过程中检验电荷 q 所受的电场 力一直减小 C 可以确定检验电荷的带电性质 D Q2必定是负电荷 8 多选 如图所示 M N 为两个固定在绝缘水平面上的带等量异 种电荷的点电荷 A B C D 为一菱形 B D 位于 M N 连线上 A C 位于 M N 连线上 A C 位于 M N 连线的中垂线上 P Q 分别为 AD BC 的中点 下列说法正确的是 A P Q 两点的电场强度大小相等 B Q 点的电势高于 P 点的电势 C 把正电荷从 D 点移到 C 点 电荷的电势能减少 D 把一带负电的小球从 A 点由静止释放后 小球的机械能增加 9 多选 如图所示 A B C D 是真空中一正四面体的四个顶点 正四面体 是由四个全等正三角形围成的空间封闭图形 所有棱长都为 a 现在 A B 两 点分别固定电量分别为 q 和 q 的两个点电荷 下列说法正确的是 A 将试探电荷从 C 点移到 D 点 电场力做正功 试探电荷的电势能降低 B 将试探电荷从 C 点移到 D 点 电场力做负功 试探电荷的电势能升高 C 将试探电荷从 C 点移到 D 点 电场力做功为零 试探电荷的电势能不变 D C D 两点的场强大小一定相等 10 多选 如图所示 竖直平面内有两个水平固定的等量同种正点电荷 AOB 在两电荷连线的中垂线上 O 为两电荷连线中点 AO OB L 一质量为 m 电荷量为 q 的负点电荷若由静止从 A 点释放则向上最远运动至 O 点 若 学霸孵化工作室 高三总复习 专项培优 3 该点电荷以某一初速度向上通过 A 点后 最远运动至 B 点 重力加速度为 g 则下列说法 正确的是 A 该点电荷从 A 点运动到 B 点的过程中电势能先增加后减小 B 该点电荷从 A 点运动到 B 点的过程中电场力先做正功后做负功 C 该点电荷经过 O 点时速度大小为gL2 D 该点电荷经过 O 点时所受电场力一定不为零 11 多选 如图所示 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 点 位于两电荷的连线上 以下判断正确的是 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 12 多选 如图所示 实线表示某电场的电场线 过O点的虚线 MN与电场线垂直 两个相同的带负电的粒子P Q分别从A B两点 以相同的初速度开始运动 速度方向垂直于 MN 且都能从 MN 左侧 经过O点 设粒子P Q在A B两点的加速度大小分别为a1和a2 电势能分别为Ep1和Ep2 以过O点时的速度大小分别为v1和v2 到达O点经过的时间分别为t1和t2 粒子的重力不计 则 A a1 a2 B Ep1 Ep2 C v1 v2 D t1 t2 13 如图所示 在点电荷Q产生的电场中 实线MN是一条方向未标出的电场线 虚线AB 是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹 设电子在A B 两点的加速度大小分别为aA aB 电势能分别为EpA EpB 下列说法正确的是 A 电子一定从A向B运动 B 若aA aB 则Q靠近M端且为正电荷 C 无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpAEb B Wa Wb Ea Eb C Wa Wb Ea Eb D Wa Wb Ea Eb 17 如图 P 为固定的点电荷 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 aa ab ac 速度大小分别为 va vb vc 则 A aa ab ac va vc vb B aa ab ac vb vc va C ab ac aa vb vc va D ab ac aa va vc vb 18 如图所示 在 O 点固定一点电荷 Q 一带电粒子 P 从很远处以初速 度 v0射入电场 MN 为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹 虚线是以 O 为 中心 R1 R2 R3为半径画出的三个圆 且 R2 R1 R3 R2 a b c 为 轨迹 MN 与三个圆的 3 个交点 以下说法正确的是 A P Q 两电荷可能同号 也可能异号 B a 点电势大于 b 点电势 C P 在 a 的电势能大于在 c 点的电势能 D P 由 c 点到 b 点的动能变化大于由 c 点到 a 点的动能 变化 19 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 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 20 如图所示 虚线 a b c 代表电场中的三条电场线 实线为一带负 电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹 P R Q 是这条 学霸孵化工作室 高三总复习 专项培优 5 轨迹上的三点 由此可知 A 带电粒子在 R 点时的速度大于在 Q 点时的速度 B 带电粒子在 P 点时的电势能比在 Q 点 时的电势能大 C 带电粒子在 R 点时的动能与电势能之和比在 Q 点时的小 比在 P 点时的 大 D 带电粒子在 R 点时的加速度大于在 Q 点时的加速度 21 如图 一带正电的点电荷固定于 点 两虚线圆均以 为圆心 两实线分别为带电粒子 和 先后在电场中运动的轨迹 为轨迹和虚线圆的交点 不计重力 下列说法说法 正确的是 A M 带负电荷 N 带正电荷 B M 在 b 点的动能小于它在 a 点的动能 C N 在 d 点的电势能等于它在 e 点的电势能 D N 在从 c 点运动到 d 点 的过程中克服电场力做功 22 如图所示 图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线 虚 线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹 a b 是轨迹上的两 点 若粒子在运动中只受电场力作用 根据此图可以判断出 A 带电粒子所带电荷的种类 B 粒子在 a b 两点的受力方向 C 粒子在 a b 两点何处速度大 D a b 两点何处电场强度大 23 如图所示 真空中有一个固定的点电荷 电荷量为 Q 图中的虚线表示该点电荷形成 的电场中的等势面 有两个一价离子 M N 不计重力 也不计它们之间的电场力 先后从 a 点以相同的速率 v0射入该电场 运动轨迹分别为曲线 apb 和 aqc 其 中 p q 分别是它们离固定点电荷最近的位置 以下说法正确的是 A M 在 b 点的速率大于 N 在 c 的速率 B M 是负离子 N 是正离子 C a p b 过程中电场力先做负功再做正功 D M 从 p b 过程中电势能的增量小于 N 从 a q 电势能的增量 学霸孵化工作室 高三总复习 专项培优 6 参考答案 1 答案 A 等量异种电荷的电场线分布如图所示 正 负电荷在连线中点处产生的电势一 正一负 故此处即坐标原点处的总电势为零 顺电场线方向电势逐渐降低 因此 在坐标 原点左侧 各点的电势都大于零 在坐标原点右侧 各点的电势都小于零 正电荷处电势 最高 负电荷处电势最低 无穷远处的电势为零 因此选项 A 正确 2 答案 D 3 答案 BD 4 答案 D 5 答案 AC 6 答案 D 7 答案 CD 8 答案 ABD 9 答案 CD 10 答案 BC 11 答案 BC 对于等量异种点电荷所形成的电场中每一个位置处的电场强度都是两个电荷 形成的电场相叠加的结果 在 MN 直线上在两电荷中点处的场强最大 在两点电荷连线上 中点场强最小 在电场线分布稠密的地方电场较强 可以判断 B 正确 A 错误 电势差是 电势的差值 由题意可知 MN 是两个电荷连线的中