小題增分特訓(八)靜電場1234567891011121.如圖所示,在火箭發射塔周圍有鋼鐵制成的四座高塔,高塔的功能最有可能的是(

)A.探測發射臺周圍風力的大小B.發射與航天器聯系的電磁波C.預防雷電擊中待發射的火箭D.測量火箭發射過程的速度和加速度C解析

在火箭發射塔周圍有鋼鐵制成的四座高塔,因鐵制的高塔有避雷作用,其功能是預防雷電擊中待發射的火箭。1234567891011122.(2023浙江溫州重高期中聯考)最近中國自主研制的新一代大功率石墨烯超級電容器問世。超級電容器不同于傳統的化學電源,它是一種介于傳統電容器與電池之間具有特殊性能的電源。如圖所示的超級電容器標有“3.0V,12000F”,該超級電容器(

)A.正常工作最大容納電荷量為36000CB.電容隨電壓的增大而增大C.在充電過程中電流恒定D.電容器放完電時,電容為0A解析

該電容器最大容納電荷量為Q=CU=36

000

C,A正確;電容是描述電容器容納電荷本領的物理量,其大小與電壓和電荷量無關,B、D錯誤;在充電過程中電流逐漸減小,C錯誤。1234567891011121234567891011123.存在勻強電場的空間中有一邊長為2cm的正四面體ABCD,如圖所示。已知UAC=UBC=3V,電場方向平行于底面ABC,則(

)A.A、B兩點處的電勢不相等B.電場強度大小為1V/mC.電場強度大小為100V/mD.C、D兩點的電勢差UCD=2VC1234567891011121234567891011124.某一帶電導體周圍的電場線與等勢面如圖所示,A、C是同一等勢面上的兩點,B是另一等勢面上的一點。下列說法正確的是(

)A.導體內部的電場強度左端大于右端B.A、C兩點的電勢均低于B點的電勢C.B點的電場強度大于A點的電場強度D.正電荷從A點沿虛線移到B點的過程中電場力做正功,電勢能減小D123456789101112解析

帶電導體處于靜電平衡狀態,導體內部的電場強度處處為0,導體表面為等勢面,整個導體為一個等勢體,A錯誤;沿電場線方向電勢降低,所以A、C兩點的電勢大于B點的電勢,B錯誤;電場線的疏密程度表示電場強度的弱強,所以B點的電場強度小于A點的電場強度,C錯誤;根據Ep=qφ可知,正電荷從高電勢A點沿虛線移動到低電勢B點,電勢能減小,電場力做正功,D正確。1234567891011125.兩個帶等量正電荷的點電荷,O點為兩電荷連線的中點,a點在連線的中垂線上,若在a點由靜止釋放一個電子,如圖所示,僅在靜電力作用下,關于電子的運動,下列說法正確的是(

)A.電子在從a點向O點運動的過程中,加速度越來越大,速度越來越大B.電子在從a點向O點運動的過程中,加速度越來越小,速度越來越大C.電子運動到O點時,加速度為零,速度最大D.電子通過O點后,速度越來越小,一直到速度為零C123456789101112解析

在兩等量正點電荷連線中垂線上的電場強度方向O→a,電子從a點到O點運動的過程中,靜電力方向a→O,故加速度方向向下,與速度同向,故速度越來越大;但電場線的疏密情況不確定,O點上方的電場強度最大點位置不確定,故電場強度大小變化情況不確定,則電子所受靜電力大小變化情況不確定,加速度變化情況無法判斷,故A、B錯誤。越過O點后,電子做減速運動,則電子運動到O點時速度最大,靜電力為零,加速度為零,故C正確。由電場線的對稱性可知,通過O點后,電子做減速運動,速度越來越小,減速到零后反向加速,速度越來越大,再次到達O點時速度最大,故D錯誤。1234567891011126.(多選)如圖所示,在豎直平面內有一勻強電場,一帶電荷量為+q、質量為m的小球在力F的作用下,沿圖中虛線由M至N做豎直向上的勻速運動。已知力F和MN之間的夾角為45°,M、N之間的距離為d,重力加速度為g,不計空氣阻力。則下列說法正確的是(

)A.電場的方向可能水平向左B.電場強度E的最小值為C.當qE=mg時,小球從M運動到N時電勢能變化量為零D.F所做的功一定為

mgdBC123456789101112解析

小球受到重力mg、拉力F與靜電力qE,因為小球做勻速直線運動,合力為零,則F與qE的合力與mg大小相等、方向相反,作出F與qE的合力,如圖所示,根據圖可知,靜電力方向指向右側,由于小球帶正電,電場方向與靜電力方向相同,故指向右側,故A錯誤;由圖可知,當靜電力qE與F垂直時,靜電力最小,此時電場強度也最小,則qE=mgsin

θ,所以電場強度的最小值為

,故B正確;當mg=Eq時,根據幾何關系,靜電力水平向右,與MN垂直,小球從M運動到N靜電力不做功,即小球從M運動到N時電勢能變化量為零,故C正確;由于靜電力變化時,F大小也隨著改變,所以做功也不能確定具體值,故D錯誤。1234567891011127.先后讓一束氦核和一束氫核通過同一對平行板形成的偏轉電場,進入時速度方向與電場方向垂直。下列說法正確的是(

)A.如果氦核和氫核的初速度相同,離開時氦核偏角的正切和氫核偏角的正切之比為2∶1B.如果氦核和氫核的初速度相同,離開時氦核的側向位移和氫核的側向位移之比為1∶2C.如果氦核和氫核的初動能相同,離開時氦核偏角的正切和氫核偏角的正切之比為1∶2D.如果氦核和氫核的初動能相同,離開時氦核的側向位移和氫核的側向位移之比為1∶2B1234567891011121234567891011128.(多選)(2022福建卷)我國霍爾推進器技術世界領先,其簡化的工作原理如圖所示。放電通道兩端電極間存在一加速電場,該區域內有一與電場近似垂直的約束磁場(未畫出)用于提高工作物質被電離的比例。工作時,工作物質氙氣進入放電通道后被電離為氙離子,再經電場加速噴出,形成推力。某次測試中,氙氣被電離的比例為95%,氙離子噴射速度為1.6×104m/s,推進器產生的推力為80mN。已知氙離子的比荷為7.3×105C/kg;計算時,取氙離子的初速度為零,忽略磁場對離子的作用力及粒子之間的相互作用,則(

)A.氙離子的加速電壓約為175VB.氙離子的加速電壓約為700VC.氙離子向外噴射形成的電流約為37AD.每秒進入放電通道的氙氣質量約為5.3×10-6kgAD1234567891011121234567891011129.如圖所示,一圓形區域有豎直向上的勻強電場,O為圓心,兩個質量相等、電荷量大小分別為q1、q2的帶電粒子甲、乙,以不同的速率v1、v2從A點沿AO方向垂直射入勻強電場,甲從C點飛出電場,乙從D點飛出,它們在圓形區域中運動的時間相同,已知∠AOC=45°,∠AOD=120°,不計粒子的重力,下列說法正確的是(

)B12345678910111212345678910111210.(多選)如圖所示,質量為m的帶正電小球甲用長為L的絕緣輕質細線懸于O點,帶負電的小球乙固定在絕緣支架上。現將小球乙放在適當位置并調整兩小球電量,使得小球甲靜止于b點時,兩球處在同一水平面上,相距為L,細線與豎直方向的夾角為θ。現保持小球乙位置不變,將小球甲拉至與O同高的c點,細線處于拉直狀態,由靜止釋放,重力加速度為g,小球可視為點電荷,不計空氣阻力。小球甲從c運動到b的過程中,下列說法正確的是(

)A.小球甲過b點時所受合力方向指向圓心OB.小球甲過b點時的速度大小為C.小球甲過b點時兩球間的庫侖力大小為mgsinθD.小球甲從c點到b點的過程中電勢能先增大后減小AB123456789101112解析

由題意可知,b點為小球甲做圓周運動的等效最低點,當小球甲運動到b點的瞬間,繩子拉力和等效重力G'方向相反,二力的合力提供向心力,如下圖所示,故A正確;小球從c運動到b的過程中,根據幾何關系可知,b點和c點到a點的距離相同,根據點電荷電場的分布規律,小球甲從c點運動到b點的過程中,靜電力做功為零。12345678910111211.如圖甲所示,間距為d的兩金屬板水平放置,板間電場強度隨時間的變化規律如圖乙所示。t=0時刻,質量為m的帶電微粒以初速度v0沿中線射入兩板間,時間內微粒勻速運動,T時刻微粒恰好從金屬板邊緣飛出。微粒運動過程中未與金屬板接觸,重力加速度為g,則從微粒射入到從金屬板邊緣飛出的過程中,下列說法正確的是(

)C12345678910111212345678910111212.如圖甲所示,傾角為θ的絕緣傳送帶以2m/s的恒定速率沿順時針方向轉動,其頂端與底端間的距離為5m,整個裝置處于方向垂直傳送帶向上的勻強電場中,電場強度大小隨時間按圖乙規律變化。t=0時刻,將質量m=0.02kg的帶正電小物