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1、热点8电场中力和能的性质(建议用时:20分钟)1.如图,有两个等量异种点电荷置于正方体的两个顶点上,正点电荷置于a点,负点电荷置于c点,则()Ab、d、h、f点电势相等Be、f、g、h点电势相等Cbd连线中点的场强为零Dbd连线中点与fh连线中点的场强相同2(多选)(2019聊城模拟)如图所示,有四个等量异种电荷,放在正方形的四个顶点处,a、b、c、d为正方形四个边的中点,O为正方形的中心,e、f为正方形外接圆与bd中垂线的两个交点取无限远处的电势为0,下列说法中正确的是()Aa、b、c、d电场强度和电势都相同BO点的电场强度和电势均为零C将一带正电的试探电荷从e点沿直线移动到f点过程中电势能
2、不变D过e点垂直于纸面的直线上,各点的电场强度为零,电势为零3.真空中,两个相距L的固定点电荷P、Q所带的电荷量的绝对值分别为QP和QQ,在它们共同形成的电场中,有一条电场线如图中实线所示,实线上的箭头表示电场线的方向,电场线上标出了M、N两点,其中过N点的切线与P、Q连线平行,且NPQNQP,则()AP带负电,Q带正电,且QPQQBP、Q连线的中垂面不是等势面C在M点由静止释放一带正电的检验电荷,该电荷有可能沿电场线运动到N点D带负电的检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能4(多选)如图所示是某空间部分电场线分布图,在电场中取一点O,以O为圆心的圆周上有M、Q、N三个点,连线MON与直电场
3、线重合,连线OQ垂直于MON.下列说法正确的是()AM点的场强大于N点的场强BO点的电势等于Q点的电势C将一负点电荷由M点移到Q点,电荷的电势能增加D一正点电荷只受电场力作用能从Q点沿圆周运动至N点5.图示为5个点电荷电场的电场线分布情况,曲线cd是一带电粒子(不计重力)运动的轨迹,则下列判断正确的是()Aa点的场强大于c点的场强Ba、b两点的电势可能相等C该粒子带正电D一电子在a点的电势能大于在b点的电势能6(多选)(2019安徽蚌埠高三质量检测)如图,充电后的平行板电容器水平放置(与电源断开),电容为C,板间距离为d,上极板正中央有一小孔质量为m、电荷量为q的小球从小孔正上方高h处由静止开
4、始下落,穿过小孔到达下极板处的P点时速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g)下列说法正确的是()A电容器所带电荷量QB电容器板间的电场强度EC若下板下移的距离,小球到达P点(原下板处)时速度恰为零D若下板水平右移一小段距离,小球到达下板处时速度恰为零7(多选)(2019青岛二中高三模拟)如图所示,平行板电容器A、B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A、B中心水平射入,打在B极板上的N点,小球的重力不能忽略,现通过上下移动A极板来改变两极板A、B间距(两极板仍平行),则下列说法
5、正确的是()A若小球带正电,当A、B间距增大时,小球打在N点的右侧B若小球带正电,当A、B间距减小时,小球打在N点的左侧C若小球带负电,当A、B间距减小时,小球可能打在N点的右侧D若小球带负电,当A、B间距增大时,小球可能打在N点的左侧8(多选)(2019湖南四校联考)如图所示,一质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中,以初速度v0沿ON在竖直面内做匀变速直线运动ON与水平面的夹角为30,重力加速度为g,且mgqE,则()A电场方向竖直向上B小球运动的加速度大小为gC小球上升的最大高度为D若小球在初始位置的电势能为零,则小球电势能的最大值为热点8电场中力和能的性质1解
6、析:选A.由等量异种点电荷的电场分布可知,ac连线的垂直等分面为等势面,b、d、h、f点处于这个等势面上,这四点电势相等,选项A正确; e点电势高于h点电势,选项B错误;bd连线中点的场强不为零,选项C错误;bd连线中点与fh连线中点的场强方向相同,但大小不相同,选项D错误2解析:选BC.把其中相邻的两个正负电荷看成一组,另外两个正负电荷看成一组,中垂线就是一条零势线,a、b、c、d、O点的电势为零,根据对称性可知,a、b、c、d电场强度大小相等,方向不同,O点的电场强度为零,选项A错误,B正确;ef是一条等势线,沿ef移动电荷,电荷的电势能不变,选项C正确;过e点垂直于纸面的直线上,各点的电
7、场强度不为零,电势为零,选项D错误3解析:选B.由电场线方向可知,P带正电,Q带负电,如图所示,两点电荷在N点合场强方向与P、Q连线平行,由平行四边形定则和点电荷场强公式可知,QPQQ,选项A错误;在P、Q连线的中垂面上(除连线中点),放置一带正电的检验电荷,其受力方向不与该中垂面垂直,故中垂面不是等势面,选项B正确;因图中所画的电场线是曲线,从M点释放的带正电的检验电荷的运动轨迹不会跟这条电场线重合,选项C错误;带负电的检验电荷在电势高的地方电势能反而小,选项D错误4解析:选AC.电场线的疏密表示场强的强弱,故M点的场强大于N点的场强,A正确;根据电场线与等势线垂直的特点,在O点所在电场线上
8、找到Q点的等势点,根据沿电场线方向电势降低可知,O点的电势比Q点的电势高,故B错误;将一负点电荷由M点移到Q点,电场力做负功,电势能增加,故C正确;一正点电荷只受电场力作用不可能沿圆周运动,故D错误5解析:选D.根据电场线的疏密程度表示场强的大小可知,a点的场强小于c点的场强,A错误;根据等势线与电场线垂直,画出a点的等势线如图所示,则a点的电势与a点的电势相等,根据沿电场线方向电势逐渐降低知,b点的电势高于a点的电势,即高于a点的电势,B错误;根据粒子所受的合力指向轨迹凹处知,该粒子带负电,C错误;若电子从a点运动到b点,电场力做正功,电势能减少,电子在a点的电势能与在a点的电势能相等,则电
9、子在a点的电势能大于在b点的电势能,D正确6解析:选BC.对小球从释放到到达下极板处过程应用动能定理得:mg(hd)qEd0,解得:E,电容器两极板间的电压为:UEd,电容器的带电荷量为:QCU,故A错误,B正确;由题意知,电容器的电荷量不变,根据C、C和E,得E,当下极板向下移动时电场强度不变,根据动能定理可知,小球从相同高度处释放,到达P点时速度恰好为零,故C正确;当下极板水平右移一小段距离时,面积S减小,故电场强度增大,下落相同的距离,电场力做的负功更多,故小球在到达下板前速度已经为零,故D错误7解析:选BC.若小球带正电,当d增大时,电容减小,但Q不可能减小,所以Q不变,根据E,E不变
10、所以电场力不变,小球仍然打在N点,故A错误;若小球带正电,当d减小时,电容增大,Q增大,根据E,所以d减小时E增大,所以电场力变大,方向竖直向下,小球做平抛运动竖直方向加速度增大,运动时间变短,打在N点左侧,故B正确;若小球带负电,当A、B间距d减小时,电容增大,则Q增大,E增大,所以电场力变大,方向竖直向上,若电场力小于重力,小球做类平抛运动,竖直方向上的加速度减小,运动时间变长,小球将打在N点的右侧,故C正确;若小球带负电,当A、B间距增大时,E不变,所以电场力大小不变,小球做类平抛运动,竖直方向上的加速度不变,运动时间不变,小球仍落在N点,故D错误8.解析:选BD.如图所示,由于带电小球在竖直面内做匀变速直线运动,其合力沿ON或NO方向,而mgqE,由平行四边形定则,可知电场方向与ON方向成120角,A项错误;由图中几何关系可知,小球所受合力为mg,由牛顿第二定律可知ag,方向与初速度方向相反,B项正确;设带电小球上升的最大高度为h,由动能定理可得mg2h0mv,解得h,C项错误;小球上升过程中,当带电小球速度为零时,其电势能最大,则EpqE2hcos 120,D项正确