选择题5 静电场1.(多选)(2022安徽滁州期末)如图所示,开口向上的半球壳上均匀分布有正电荷,A、B为球壳对称轴上的两点,且这两点还关于开口处直径对称,下列说法正确的是( )A.A点电场强度大于B点电场强度B.A点电场强度和B点电场强度相同C.A点电势高于B点电势D.A点电势和B点电势相等2.(多选)(2022广东广州4月模拟)如图,a、b两个带电小球分别用绝缘细线系住,并悬挂在O点,当两小球处于静止时,它们恰好在同一水平面上,此时两细线与竖直方向夹角α<β。若同时剪断两细线,在下落过程中( )A.两球始终处在同一水平面上B.a、b两球系统的电势能增大C.任一时刻,a球速率小于b球速率D.a球水平位移始终大于b球水平位移3.(多选)(2022河北承德期末)如图所示,匀强电场的方向与长方形abcd所在的平面平行,ab=3ad。电子从a点运动到b点的过程中电场力做的功为4.5eV;电子从a点运动到d点的过程中克服电场力做的功为4.5eV。以a点的电势为电势零点,下列说法正确的是( )A.b点的电势为4.5VB.c点的电势为3VC.该匀强电场的方向是由b点指向a点D.该匀强电场的方向是由b点垂直指向直线ac5\n4.(多选)(2022安徽蚌埠一质检)在光滑绝缘水平面存在着一个静电场,其中一条电场线沿x轴方向且各点电势φ随x坐标变化规律如图所示。一质量为m、电荷量为-q的带负电小球从O点由静止释放,该小球沿x轴做直线运动,则( )A.小球在0~x2间做加速度增大的加速运动,在x2后做匀减速直线运动B.小球在x2处电势能最小,动能最大C.小球在x2处速度最大,在x1、x3处速度相同D.小球在x4处速度是在x3处速度的一半5.(多选)(2022安徽马鞍山二质监)某条直线电场线上有O、A、B、C四个点,相邻两点间距离均为d,以O点为坐标原点,沿电场强度方向建立x轴,该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图所示。一个带电荷量为+q的粒子,从O点由静止释放,仅考虑电场力作用。则( )A.若O点的电势为零,则A点的电势为E0d2B.粒子A到B做匀速直线运动C.粒子运动到B点时动能为3E0qd2D.粒子在OA段电势能变化量大于BC段电势能变化量6.(单选)(2022湖南株洲二质检)若带有等量异号电荷的板状电容器不是平行放置的,则板间电场线的描绘正确的是( )7.(单选)(2022江苏南京学情调研)“探究影响平行板电容器电容大小因素”的实验装置如图所示,忽略漏电产生的影响,下列判断正确的是( )A.平板正对面积减小时,静电计指针偏角减小B.静电计可以用电压表替代C.静电计所带电荷量与平行板电容器电荷量不相等D.静电计测量的是平行板电容器所带电荷量8.(单选)(2022广东惠州模拟)如图所示是一个说明示波管工作原理的示意图,电子经电压U1加速后垂直进入偏转电场,离开电场时的偏转量是h,两平行板间的距离为d,电势差为U2,板长为L。为了提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量hU2)可采用的方法是( )5\nA.增大两板间的电势差U2B.尽可能使板长L短些C.使加速电压U1升高些D.尽可能使板间距离d小些5\n选择题5 静电场1.BC 解析由于均匀带电球壳内部电场强度处处为零,因此用另一个和图中完全相同的半球与图中半球结合成一个完整的球,则A、B点的电场强度为零,即上面半球中电荷和下面半球中电荷在A点产生的电场等大反向,根据对称性可知,上半球在A点和下半球在B点产生的电场强度等大反向,因此,下半球在A、B两点产生的电场等大同向,故A错误,B正确;沿着电场强度的方向电势逐渐降低,因此A点电势比B点电势高,故C正确,D错误。所以BC正确,AD错误。2.AC 解析当细线剪断后,对小球受力分析,竖直方向仍只受重力,所以加速度不变仍为g,则在下落过程中,两球仍处于同一水平面,但由于库仑斥力的作用,导致间距的增大,库仑力做正功,电势能减小,故A正确,B错误;根据平衡条件有:mag=Fctanα,mbg=Fctanβ。由于β>α,所以ma>mb,因此水平方向上,a的加速度小于b的加速度。小球在竖直方向上做自由落体运动,在水平方向上做变加速直线运动,根据分运动与合运动具有等时性,知a、b两球同时落到同一水平面上,a球落地时的速度小于b球落地时的速度,故C正确。由于竖直方向加速度相同,所以同时落在同一水平地面上,但由于质量的不同,导致水平方向的加速度大小不同,因此水平位移也不相同,因水平方向a的加速度比b小,故a球水平位移始终小于b球水平位移,D错误;故选AC。3.AD 解析电子从a点运动到b点电场力做的功Wab=-e(φa-φb)=4.5eV,又φa=0,所以φb=4.5V,故A正确;电子从a点运动到d点电场力做的功Wad=-e(φa-φd)=-4.5eV,所以φd=-4.5V;匀强磁场中,ad与bc平行且相等,所以φa-φd=φb-φc,φc=0V,故B错误;因为a点和c点电势相等,ac是一条等势线,沿电场线方向电势降低,该匀强电场的方向是由b点垂直指向直线ac,故C错误,D正确。故选AD。4.ABC 解析φ-x图象的斜率表示电场强度大小,沿电场的方向电势降低,则0~x2间电场线沿x轴负方向,且电场强度逐渐增大;x2后电场线沿x轴正方向,且电场强度不变。小球带负电从O点由静止释放,0~x2间受电场力沿x轴正方向且电场力逐渐增大,做加速度增大的加速运动;x2后受电场力沿x轴负方向且大小不变,做匀减速直线运动,故A项正确。x2处电势最高,带负电小球在x2处电势能最小,据功能关系,小球在x2处动能最大,故B项正确。小球在x2处动能最大,小球在x2处速度最大。x1、x3处电势相等,带负电小球在x1、x3处电势能相等,据功能关系,小球在x1、x3处动能相等,小球在x1、x3处速度方向均沿x轴正方向,小球在x1、x3处速度相同,故C项正确。粒子从O到x3的过程中,由动能定理得:-e(0-2φ0)=12mv32-0;粒子从O到x4的过程中,由动能定理得:-e(0-φ0)=12mv42-0;解得:v4=22v3,故D项错误。综上答案为ABC。5.CD 解析根据电压与电场强度的关系U=Ed,可知E-x图象围成的面积表示电势差,取O点电势为零,则粒子从O到A的电势差为UOA=12E0d,又UOA=φO-φA,解得:φA=-12E0d,故A错误;由图可知,A、B之间是匀强电场,因为粒子从A到B速度不断增加,故粒子从A到B做匀加速直线运动,故B错误;由图可知,O、B间的电势差为UOB=12E0d+E0d=32E0d,根据动能定理得:qUOB=EkB-0,得:EkB=32E0qd,故C正确;由图可知,OA段E-x图象围成的面积大于BC段的面积,即UOA>UBC,根据W=qU,可知OA段电场力做功多,故OA段电势能变化量大于BC段电势能变化量,故D正确;故选CD。6.D 解析导体静电平衡时,电场线与导体表面处处垂直;因两板分别带有等量异号电荷,两极板之间电势差一定,根据电势差与电场强度的关系式U=Ed知,在两极板的间距大的地方,极板间的电场强度小,电场线疏,故ABC错误,D正确。故选D。7.C 解析电容器带电荷量一定,平板正对面积减小时,电容器的电容减小,根据Q=CU可知,两板间电势差变大,则静电计指针偏角变大,选项A错误;静电计与电压表、电流表的原理不同,不能替代。电流表、电压表线圈中必须有电流通过时,指针才偏转,故不能用电压表代替静电计,故B错误;静电计与电容器串联,其所带电荷量只是很小的一部分,即小于平行板电容器的电量,选项C正确;静电计是定性反映电压高低的仪器,不能反映平行板电容器的电荷量的多少,故D错误;故选C。8.D 解析带电粒子加速时,由动能定理得:qU1=12mv2带电粒子偏转时,由类平抛运动规律,得:L=vt,h=12at2又由牛顿第二定律得:a=qU2md5\n联立以上各式可得h=U2L24dU1由题意,灵敏度为:hU2=L24dU1可见,灵敏度与U2无关,要提高示波管的灵敏度,可使板长L长些、板间距离d小一些、使加速电压U1降低一些,故ABC错误,D正确。故选D。5
