2023年专题3132电场线与等势面教师版-电场线等势面.docx

2023年专题3132电场线与等势面教师版:电场线等势面 专题31 电场线与等势面 1.（湖北省荆门市2023-2023学年度高三元月调考）如图所示，在某电场中画出了三条电场线，C点是A、B 连线的中点。已知A点的电势为A=30V，B点的电势为B=10V，则C点的电势 AC=10V BC10V CC10V D上述选项都不正确 2（2023安徽江南十校摸底）如图所示，图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子 M、N质量相等，所带电量数值也相等，现将M、N从虚线上O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点。若不计重力，则（ ） AM带负电荷，N带正电荷 BN在a点的速度与M在c点的速度大小相同 CM和N两粒子在电场中运动的加速度相同 DN从O点运动至a点的过程中克服电场力做功 3、（2023辽宁铁岭市期中检测）如图所示的同心圆是电场中的一簇等势线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由AC运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则下列说法正确的是 ( ) A电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越小 B电子沿AC方向运动时它具有的电势能越来越大 C. 电势差UAB = UBC D电势A 4（浙江省稽阳联谊学校2023届高三4月联考）如图所示,在竖直平面内有一匀强电场，其方向与水平方向成a =300斜向上，在电场中有一质量为m，电量为q的带点小球，用长为L的不行伸长的绝缘细线 挂于O点，当小球静止于M点时，细线恰好水平。现用外力将小球拉到最低点P，然后无初速度释放，则以下推断正确的有 A小球再次到M点时，速度刚好为零 B小球从P到M C小球从P 到MD假如小球运动到M点时，细线突然断裂，小球以后将做匀变速曲线运动 5. （2023重庆市三峡联盟联考）空间某区域内存在着电场，电场线在竖直平面上的分布如图所示，一个质量为m、电荷量为q的小球在该电场中运动，小球经过A点时的速度大小为v1，方向水平向右，运动至B点时的速度大小为v2，运动方向与水平方向之间的夹角为，A、B两点之间的高度差与水平距离均为H，则以下推断中正确的是 ( ) A若v2>v1，则电场力肯定做正功 B小球由A点运动到B C D小球运动到B点时所受重力的瞬时功率P=mgv2cos 6（2023江苏省无锡市期末）右图是一对无限长的带有等量异种电荷的平行导线（电荷匀称分布）四周的 等势面局部分布示意图，下列说法中正确的是 AB点的场强大小大于C点的场强大小 B AB、C处的电场强度均与OV等势面垂直 C正摸索电荷从B运动到A，电场力做负功 D负摸索电荷从B运动到C，电势能将增加 7(2023山东德州期末联考)如图所示，真空中M、N处放置两等量异号点电荷，a、 b、c，表示电场中的3条等势线，b是M、N连线的中垂线，交M、N于O点，a、c关于b对称点d、e、f、g是以O为圆心的圆与a、c的交点，已知一带正电的摸索电荷从d点移动到e点时，摸索电荷的电势能增加，则以下推断正确的是 AM点处放置的是正电荷 Bd点的电势低于f点的电势 Cd点的场强与f点的场强相同 D将带正电的摸索电荷沿直线由d点移动到f点，电势能先增大后减小 8（18分）（2023甘肃省白银市模拟1)在电场方向水平向右的匀强电场中,一带电小球从A点竖直向上抛出,其运动的轨迹如图所示.小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上,M为轨迹的最高点.小球抛出时的动能为8.0J,在M点的动能为6.0J,不计空气的阻力. 求： (1)小球水平位移x1与x2的比值； (2)小球落到B点时的动能EkB. (3)小球从A点运动到B点的过程中最小动能Ekmin? 9（2023浙江省杭州市二模）电学中有些仪器常常用到下述电子运动的物理原理。某一水平面内有始终角坐标系xOy平面，x=0和x=L=10cm的区间内有一沿x轴负方向的有志向边界的匀强电场E1=1.0×104V/m,x=L和x=3L的区间内有一沿y轴负方向的有志向边界的匀强电场E2=1.0×104V/m ，一电子（为了计算简洁，比荷取为： xOy平面内的坐标原点O以很小的速度进入匀强电场E1，计算时不计此速度且只考试xOy平面内的运动。求： （1）电子从O点进入到离开x=3L处的电场所需的时间； （2）电子离开x=3L处的电场时的y坐标； （3）电子度开x=3L处的电场时的速度大小和方向。 10（13分）（2023上海市普陀区调研）依据电磁学有关学问，在某一空间放一电荷量为Q的点电荷，设无穷远处电势为零，则距离点电荷为r的某点的电势公式为k ，其中k为静电力常量。 r （1）如图甲所示，在圆心处有一电荷量为Q的点电荷，其等势面上a、b、c三点所在的圆半径分别为ra、rb和rc。试用题中公式证明：r越大，点电荷的等势面越稀，即rcrbrbra。 （2）如图乙中虚线所示是电荷量分别为Q和Q的等势面，试用题中公式证明：中垂线上随意一点P的电势为零。 （3）若将两个点电荷构成如图丙所示的电偶极子模型（指电荷量为q、相距为l的一对正负点电荷组成的电结构），点电荷q0沿以电偶极子为中心、半径为R的半圆弧从A移动到B，试求q0受到的电场力所做的功为多大？ 11.(8分) （2023北京海淀区期末）如图13所示，在水平向右场强为E的匀强电场中，有一质量为m、电荷量为q的占由荷从A点由静止释放，仅在由场力的作用下经时间t运动到B点.求. (1)点电荷从A点运动到B点过程中电场力对点电荷做的功； (2)A、B两点间的电势差。 专题32 电容器和电容 1(2023河南省开封市四模)如图所示，将平行板电容器两极板分别与电池正、负极相接，两板间一带电液滴 恰好处于静止状态。现贴着下板快速插入肯定厚度的金属板，则在插入过程中 A电容器的带电量不变 B电路将有顺时针方向的短暂电流 C带电液滴仍将静止 D带电液滴将向上做加速运动 2.（2023河南省郑州市三模）带有等量异种电荷的一对平行金属板，上极板带正电荷。假如两极板间距不是足够 近或者两极板面积不是足够大,即使在两极板之间，它们的电场线也不是彼此平行的直线， 而是如图所示的曲线（电场方向未画出）。虚线MN是穿过两极板正中心的一条直线。关于这种电场，以下说法正确的是 A.平行金属板间的电场，可以看做匀强电场 B.b点的电势高于d点的电势 C.b点的电势低于c点的电势 D.若将一正电荷从电场中的任一点由静止释放，它必将沿着电场线运动到负极板 3（2023江苏省苏锡常镇四市调研）与直流电源相连的平行板电容器，在保持两极板间正对面积、间距和电 源电压不变的状况下，在两极板间插入一个电介质，则其电容C和所带电量q的改变状况是 AC增大，q减小 BC、q均增大 CC减小，q增大 DC、q均减小 4. （2023年5月安徽四校联考）如图所示，一平行板电容器与电源电动势为E的电 源相连，充电后仍保持连接，且带电油滴在极板间的P处静止。若将板间距变小些，则( ) A电容器的电荷量增加，油滴向上加速运动 B电容器的电荷量削减，油滴向下加速运动 C电容器的电荷量不变，油滴保持静止不动 D电容器的电荷量不变，油滴的运动状况无法推断 5.（2023江西省质检）如图所示，金属 圆筒左侧接在电源的正极上，电源的负极接在金属板B上(B板接地），AB间为匀强电场。一带负电粒子（重力不计）以某一速度自圆筒 O点经小孔A运动到B板上，则这一过程中带电粒子的电势能E随位置x 改变的图像为 6（2023北京海淀期末）如图3所示，两块相互靠近彼此绝缘的平行金属板组成平行板电容器，极板与静电计金属球相连，极板M和静电计的外壳均接地。用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U。在两板相距为d时，给电容器充电，静电计指针张开肯定角度。在整个试验过程中，保持电容器的带电量Q不变，下面的操作中将使静电计指针张角变小的是 ( ) A.仅将M板向下平移 B.仅将M板向左平移 C.仅在M、N之间插入云母板(介电常数大于1) D.仅在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触 7（2023安徽模拟）带有等量异种电荷的一对平行金属板，假如两极板间距不是足够近或者两极板面积不是 足够大，即使在两极板之间，它的电场线也不是彼此平行的直线，而是如图所示的曲线，关于这种电场，以下说法正确的是 A这种电场的电场线虽然是曲线，但是电场线的分布却是左右对称的， 很有规律性，它们之间的电场，除边缘部格外，可以看做匀强电场 B电场内部A点的电场强度小于B点的电场强度 C电场内部A点的电场强度等于B点的电场强度 D若将一正电荷从电场中的A点由静止释放，它将沿着电场线方向运动到负极板 【答案】：D 【解析】：由于平行金属板形成的电场的电场线不是等间距的平行直线，所以不是匀强电场，选项A错误。从电场线分布看，A处的电场线比B处密，所以A点的电场强度大于B，选项BC错误。AB两点所在的电场线为一条直线，电荷受力方向沿着这条直线，所以若将一正电荷从电场中的A点由静止释放，它将沿着电场线方向运动到负极板，选项D正确。 8（2023安徽省名校联考）如图所示，六面体真空盒置于水平面上，它的ABCD面与EFGH面为金属板，其它面为绝缘材料。ABCD面带正电，EFGH面带负电。从小孔P沿水平方向以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴A、B、C，最终分别落在1、2、3三点，则下列说法正确的是 A 三个液滴在真空盒中都做平抛运动 B 三个液滴的运动时间不肯定相同 C 三个液滴落究竟板时的速率相同 D 液滴C所带电荷量最多 9（2023贵州六校联考）美国物理学家密立根通过探讨平行板间悬浮不动的带电油滴，比较精确地测定了电子的电荷量。如图，平行板电容器两极板M、N相距d，两极板分别与电压为U的恒定电源两极连接，极板M带正电。现有一质量为m的带电油滴在极板中心处于静止状态，且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k，则 A油滴带正电 CB D将极板N向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动 10、（2023安徽淮北测试）如图所示，竖直放置的两个平行金属板间有匀强电场，在两板之间等高处有两个质量相同的带电小球（不计两带电小球之间的电场影响），P小球从紧靠左极板处由静止起先释放，Q小球从两极板正中心由静止起先释放，两小球沿直线运动都打到右极板上的同一点，则从起先释放到打到右极板的过程中：（ ） A它们的运动时间的关系为tP>tQ B它们的电荷量之比为qPqQ=21 C它们的动能增量之比为DEkP :DEkQ=2:1 :DEQ=2:1 D它们的电势能削减量之比为DEp 11（2023江苏二校联考）如图所示，A板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金 属板间所加的电压为U，电子最终打在光屏P上，关于电子的运动，则下列说法中正确的是（ ） A滑动触头向右移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升 B滑动触头向左移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升 C电压U增大时，其他不变，则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变 D电压U增大时，其他不变，则电子打在荧光屏上的速度大小不变 12（2023北京西城期末）某同学设计了一种静电除尘装置，如图1所示，其中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板为绝缘材料，上、下面板为金属材料。图2是装置的截面图，上、下两板与电压恒定为U的高压直流电源相连。带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v0，当遇到下板后其所带电荷被中 和，同时被收集。将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值，称为除尘率。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。要增大除尘率，则下列措施可行的是 A只增大电压U B只增大长度L C只增大高度d D只增大尘埃被吸入水平速度v0 13（2103浙江省六校联盟联考）有一种电荷限制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示。其中墨盒可 以喷出微小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以肯定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符。现为了使打在纸上的字迹缩小，下列措施可行的是 A减小墨汁微粒所带的电荷量 B减小墨汁微粒的质量 C减小墨汁微粒的喷出速度 D增大偏转板间的电压 14（2023山东省临沂市质检）如图，平行板电容器的两个极板竖直放置，并接直流电源。若一带电粒子恰 好能沿图中轨迹穿过电容器，a到c是直线，由于电极板边缘效应，粒子从c到d是曲线，重力加速度为g，则该粒子 A在ac段受重力与电场力平衡并做匀速运动， cd段电场力大于重力 Ba到c匀加速直线运动，加速度是g/cos Ca至d重力势能减小，电势能增加 Da至d粒子所受合力始终沿轨迹的切线方向 15.（2023安徽无为四校联考）如图所示为一只“极距改变型电容式传感器”的部分构件示意图当动极板和定极板之间的距离d改变时，电容C便发生改变，通过测量电容C的改变就可知道两极板之间距离d的改变的状况在下列图中能正确反映C与d之间改变规律的图象是( ) 16(2023北京朝阳区期末)如图所示，充电的平行板电容器两板间形成匀强电场，以A点为坐 标原点，AB方向为位移x的正方向，能正确反映电势随位移x改变的图像是 17（2023沈阳二中测试）平行板电容器两板间的电压为U,板间距离为d,一个质量为m,电荷量为q的带电粒子从该电容器的正中心沿与匀强电场的电场线垂直的方向射入,不计重力当粒子的入射初速度为v0时,它恰好能穿过电场而不遇到金属板现在使该粒子以v0/2的初速度以同样的方式射入电场，下列状况正确的是（ ） A.该粒子将遇到金属板而不能飞出 B.该粒子仍将飞出金属板，在金属板内的运动时间将变为原来的2倍 C.该粒子动能的增量将不变 D.该粒子动能的增量将变大 18（2023江苏阜宁中学月考）如图所示，平行板电容器AB两极板水平放置，A在上方，B在下方，现将其和二极管串联接在电源上，已知A和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿AB 中心水平射入，打在B极板上的N点，小球的重力不能忽视，现通过上下移动A板来变更两极板AB间距（两极板仍平行），则下列说法正确的是（ ） A若小球带正电，当A B间距增大时，小球打在N的右侧 B若小球带正电，当A B间距减小时，小球打在N的左侧 C若小球带负电，当A B间距减小时，小球可能打在N的右侧 D若小球带负电，当A B间距增大时，小球可能打在N的左侧 19. （2023 安徽无为四校联考）如图所示，两平行金属板间有一匀强电场，板长为L，板间距离为d，在板右端L处有一竖直放置的光屏M，一带电荷量为q，质量为m的质点从两板中心射入板间，最终垂直打在M屏上，则下列结论正确的是( ) A. 板间电场强度大小为mg/q B板间电场强度大小为 mg/2q C 质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等 D质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间 20.(2023陕西神木名校测试)如下图所示，A、B为两块足够大的平行金属板，两板间距离为d，接在电压为U的电源上在A板的中心P点处放置一个电子放射源，可以向各个方向释放电子设电子的质量为m、电荷量为e，射出的初速度为v.求电子打在B板上的区域面积 21（15分）（2023江苏二校联考）如图所示，A、B为两块平行金属板，A板带正电、B板带负电。两板之间存在着匀强电场，两板间距为d、电势差为U，在B板上开有两个间距为L的小孔。C、D为两块同心半圆形金属板，圆心都在贴近B板的O处，C带正电、D带负电。两板间的距离很近，两板末端的中心线正对着B板上的小孔，两板间的电场强度可认为大小到处相等，方向都指向O。半圆形金属板两端与B板的间隙可忽视不计。现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电量为q的带正电微粒（微粒的重力不计），问： （1）微粒穿过B板小孔时的速度多大？ （2）为了使微粒能在CD板间运动而不碰板，CD板间的电场强度大小应满意什么条件？ （3）从释放微粒起先，经过多长时间微粒通过半圆形金属板间的 最 22.（13分）（2023河北唐山市名校联考）如图所示，平行板电容器倾斜固定放置，极板与水平线夹角=300，某时刻一质量为m，带电量为q的小球由正中心A点静止释放，小球离开电场时速度是水平的，落到距离A点高度为h的水平面处的B点，B点放置一绝缘弹性平板M，当平板与水平夹角a=450时，小球恰好沿原路返回A点（电容器极板间电场是匀强电场，极板外无电场，且小球离开电容器的位置不肯定是极板边缘）。求： （1）电容器极板间的电场强度E； （2）小球离开电容器时的速度； （3）小球在AB间运动的周期T （4）平行板电容器的板长L； 23（2023南昌二校联考）示波器的示意图如图，金属丝放射出来的电子（初速度为零，不计重力）被加速后从金属板的小孔穿出，进入偏转电场。电子在穿出偏转电场后沿直线前进，最终打在荧光屏上。设加速电压U1=1640V，偏转极板长=4cm，偏转板间距d=1cm，当电子加速后从两偏转板的中心沿板平行方向进入偏转电场。 （1）偏转电压U2为多大时，电子束打在荧光屏上偏转距离最大？ （2）假如偏转板右端到荧光屏的距离=20cm，