(每日一练)人教版2022年高中物理静电场知识总结例题
单选题
1、如图所示,匀强电场中有a、b、c三点.在以它们为顶点的三角形中,∠a=30°、∠c=90°,电场方向与三角形所在平面平行.已知a、b和c点的电势分别为(2−√3)V、(2+√3)V和2 V.该三角形的外接圆上最低、最高电势分别为 A.(2−√3)V、(2+√3)VB.0 V、4 V
C.(2−4√3
3)V、(2−4√3
3
)D.0 V、√3V
答案:B
解析:
如图所示,取ab的中点O,根据几何知识可知:O就是三角形外接圆的圆心,且该点电势为:φO=2V=φc,故Oc为等势线,其垂线MN为电场线,方向为M→N方向.根据顺着电场线电势逐渐降低可知:外接圆上电势最低点为N点,最高点为M点.设外接半径为R,则U OP=U Oa=φO−φa=√3V;因为U ON=ER,U OP= ERcos30°,则U ON:U OP=2:√3,故U ON=2V,又U ON=φO−φN,则得:φN=φO−U oN=2V−2V=0V,即三角形的外接圆上最低电势为0;同理M点电势为4V,为最高电势点.
2、下列与能量有关的说法正确的是()
A.卫星绕地球做圆周运动的半径越大,动能越大
B.从同种金属逸出的光电子的最大初动能随照射光波长的减小而增大C.做平抛运动的物体在任意相等时间内动能的增量相同
D.在静电场中,电场线越密的地方正电荷的电势能一定越高
答案:B
解析:
A.卫星绕地球做圆周运动的向心力由卫星与地球之间的万有引力提供,即
GM
地
m r2=
mv2
r
由此式可得
1 2mv2=
1
2
GM
地
m
r
故r越大,卫星动能越小,A错误;B.光电子的最大初动能
E k=ℎv−W=ℎc
λ
−W
故随波长的减小而增大,B正确;
C.在平抛运动的过程中t时刻后任取一小段时间为Δt,故t时刻竖直方向的分速度为vt,t+Δt时刻竖直方向的分速度为vt+Δt,其动能增量为
E k=1
2
m(√v t+Δt
2+v
2)2−
1
2
m(√v t2+v02)2
化简可得
ΔE k=1
2
m(v t+Δt2−v t2)=
1
2
m[g2(t+Δt)2−g2t2]=
1
2
m(2gt⋅Δt+gΔt2)
由此可知,就算Δt相同,ΔE k仍随t的增大而增大,C错误;
D.如正电荷处于负电荷产生的电场中,电场线越密的地方,正电荷的电势能越低,D错误。
故选B。
3、如图,在(a,0)位置放置电荷量为q的正点电荷,在(0,a)位置放置电荷量为q的负点电荷,在距P(a,a)为√2a的某点处放置正点电荷Q,使得P点的电场强度为零。则Q的位置及电荷量分别为()
A.(0,2a),√2q B.(0,2a),2√2q
C.(2a,0),√2q D.(2a,0),2√2q
答案:B
解析:
根据点电荷场强公式
E=k Q r2
两点量异种点电荷在P点的场强大小为
E0=kq
a2
,方向如图所示
两点量异种点电荷在P点的合场强为
E1=√2E0=√2kq
a2
,方向与+q点电荷与-q点电荷的连线平行如图所示Q点电荷在p点的场强大小为
E2=k Q
(√2a)2=kQ
2a2
三点电荷的合场强为0,则E2方向如图所示,大小有
E1=E2解得
Q=2√2q 由几何关系可知Q的坐标为(0,2a)
故选B。
4、某电场等势面分布情况如图所示,则()
A.在A点的电势比在B点的电势大
B.电子在A点和B点受到的电场力大小相等
C.电子在e等势面时的电势能比在c等势面时的电势能小
D.电子从b等势面移到d等势面,电势能增加10eV
答案:C
解析:
A.AB两点在一个等势面上,电势相同,故A错误;
B.A点的等势面密,电场强,电场力大些,故B错误;
C.把电子从e等势面移到c等势面,电场力做负功,电势能增加,故C正确;
D.从b等势面移到d等势面电场力做正功电势能减小。故D错误。
故选C。
5、如图所示是某一带电导体周围的电场线与等势面,A、C是同一等势面上的两点,B是另一等势面上的一点。下列说法正确的是()