届高三二轮复习物理专题通关 课时巩固过关练(八) 电场和磁场4.8 Word版含答案.doc
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课时巩固过关练(八)
电场及带电粒子在电场中的运动
(45分钟 100分)
一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分。第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求)
1.(2015·山东高考)直角坐标系xOy中,M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图。M、N两点各固定一负点电荷,一电量为Q的正点电荷置于O点时,G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点,则H点处场强的大小和方向分别为( )
A.3kQ4a2,沿y轴正向 B.3kQ4
C.5kQ4a2,沿y轴正向 D.5kQ4
【解析】选B。由于对称性,M、N两处的负电荷在G、H处产生的场强大小相等,等于在O点的正点电荷产生的场强E1=kQa2,正点电荷放在G处时,它在H处产生的场强E2=kQ(2a)2
2.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地。两板间有一个正试探电荷固定在P点,如图所示,以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势、W表示正电荷在P点的电势能,若正极板保持不动,将负极板缓慢向右平移一小段距离l0的过程中,各物理量与负极板移动距离x的关系图像中正确的是
( )
【解析】选C。由平行板电容器的电容C=εS4πkd可知A错误;在电容器两极板所带电荷量一定的情况下,U=QC,E=Ud=4πkQεS,与d无关,B错误;在负极板接地的情况下,φ=φ0-El0,C正确;正电荷在P点的电势能W=qφ=q(
3.(2015·乐山二模)相距很近的一对带等量异号电荷的平行金属板,它们之间的电场除边缘外,可看作匀强电场,其电场线分布如图所示。一个带电粒子沿图中轨迹穿过该电场,则从a运动到d的过程中( )
A.粒子的速度一直在增大
B.粒子的电势能一直在减小
C.粒子在a点的电势能比在d点低
D.粒子的加速度先变大再不变后变小
【解析】选D。由于电场力的方向与电场线的切线的方向相同,从图中可以看出粒子在a点时速度的方向与电场线的方向之间的夹角大于90度,所以在a点附近,电场力做负功,所以粒子的动能先减小,A错误;在a点附近,电场力做负功,根据电场力做功与电势能的关系知粒子的电势能在a点附近先增大,B错误;从图中可得,a点位于所在电场线的接近中点的地方,而d点离负极板更近一些,所以a点的电势一定高于d点的电势,正电荷在a点的电势能大于在d点的电势能,C错误;电场线的疏密表示电场的强弱,从图中可知,b点附近的电场线最密,所以b点附近的场强最大,大于a点和d点的场强,所以粒子在a到d的过程中,受到的电场力先增大再不变,后减小,根据牛顿第二定律,粒子的加速度先增大再不变,后减小,D正确。
【总结提升】电势能大小及其变化分析的两个思路
(1)做功角度:根据静电力做功与电势能变化的关系分析、判断带电粒子电势能及其变化。静电力做正功,粒子的电势能减少,静电力做负功,则粒子的电势能增加。
(2)转化角度:只有静电力做功时,电势能与动能可以相互转化,动能减小,电势能增加,动能增大,电势能减少。
4.(2015·丽水二模)两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中A、N两点的电势均为零,ND段中的C点电势最高,则( )
A.N点的电场强度大小为零
B.A点的电场强度大小为零
C.NC间场强方向向x轴正方向
D.将一负点电荷从N点移到D点,电场力先做正功后做负功
【解析】选D。φ-x图像的斜率等于电场强度E,图线在A、N两点处的斜率都不等于0,则知N、A两点的场强均不为零,A、B错误;从N点到C点各点电势逐渐增大,说明这是逆着电场线方向,即NC间场强方向从C指向N,即指向x轴负方向,C错误;将一负点电荷从N点移到D点,电势先增大后减小,电势能先减小后增大,所以电场力先做正功后做负功,D正确。故选D。
5.(2015·天津高考改编)如图所示,氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1,之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转,最后打在屏上。整个装置处于真空中,不计粒子重力及其相互作用,那么( )
A.偏转电场E2对三种粒子做功一样多
B.三种粒子打到屏上时速度一样大
C.三种粒子运动到屏上所用时间相同
D.三种粒子一定不能打到屏上的同一位置
【解析】选A。设粒子质量为m,电量为q,经过加速电场U1q=12mv02,经过偏转电场的偏转位移y1=12E2qm(Lv0)2,解得y1=E2L24U1,偏转电场对粒子做功W2=q
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