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第八章 静电场
做真题 明方向
授课提示:对应学生用书73页
1.[2024·吉林卷]某种不导电溶液的相对介电常数ε 与浓度c 的关系曲线如图(a)所示.
r m
将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中,并与恒压电源,电流表等构成如图(b)所示的
电路.闭合开关S后,若降低溶液浓度,则( )
A.电容器的电容减小
B.电容器所带的电荷量增大
C.电容器两极板之间的电势差增大
D.溶液浓度降低过程中电流方向为M→N
答案:B
解析:降低溶液浓度,不导电溶液的相对介电常数ε 增大,根据电容器的决定式C=
r
可知,电容器的电容增大,故A错误;溶液不导电没有形成闭合回路,电容器两端的电势
差不变,根据Q=CU结合A选项分析可知电容器所带的电荷量增大,故B正确,C错误;
根据B选项分析可知电容器所带的电荷量增大,则给电容器充电,结合题图可知电路中电
流方向为N→M,故D错误.故选B.
2.[2024·吉林卷]
在水平方向的匀强电场中,一带电小球仅在重力和电场力作用下于竖直纸面内运动,
如图,若小球的初速度方向沿虚线,则其运动轨迹为直线,若小球的初速度方向垂直于虚
线,则其从O点出发运动到O点等高处的过程中( )
A.动能减小,电势能增大
B.动能增大,电势能增大
C.动能减小,电势能减小D.动能增大,电势能减小
答案:D
解析:根据题意若小球的初速度方向沿虚线,则其运动轨迹为直线,可知电场力和重
力的合力沿着虚线方向,又电场强度方向为水平方向,根据力的合成可知电场强度方向水
平向右。若小球的初速度方向垂直于虚线,则其从 O点出发运动到O点等高处的过程中重
力对小球做功为零,电场力的方向与小球的运动方向相同,则电场力对小球做正功,小球
的动能增大,电势能减小.故选D.
3.[2023·全国甲卷]在一些电子显示设备中,让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电
场,可以使发散的电子束聚集.下列4幅图中带箭头的实线表示电场线,如果用虚线表示
电子可能的运动轨迹,其中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
答案:A
解析:电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧,A正确;
受力分析为
可见与电场力的受力特点相互矛盾,B错误;
受力分析为
可见与电场力的受力特点相互矛盾,C错误;
受力分析为
可见与电场力的受力特点相互矛盾,D错误;
故选A.
4.[2023·湖南卷]如图,真空中有三个点电荷固定在同一直线上,电荷量分别为Q 、
1
Q 和Q ,P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°和30°.若P点
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处的电场强度为零,q > 0,则三个点电荷的电荷量可能为( )A.Q=q,Q=q,Q=q
1 2 3
B.Q=-q,Q=-q,Q=-4q
1 2 3
C.Q=-q,Q=q,Q=-q
1 2 3
D.Q=q,Q=-q,Q=4q
1 2 3
答案:D
解析:选项AB的电荷均为正和均为负,则根据电场强度的叠加法则可知,P点的场强
不可能为零,A、B错误;
设P、Q 间的距离为r,P点场强为零,故Q、Q 在P点产生场强的水平分场强等大反
1 2 3
向,即
k·cos 60°=k·cos 30°
解得=,C错误,D正确.
5.
[2023·全国乙卷](多选)在O点处固定一个正点电荷,P点在O点右上方.从P点由静
止释放一个带负电的小球,小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动,其一
段轨迹如图所示.M、N是轨迹上的两点,OP>OM,OM=ON,则小球( )
A.在运动过程中,电势能先增加后减少
B.在P点的电势能大于在N点的电势能
C.在M点的机械能等于在N点的机械能
D.从M点运动到N点的过程中,电场力始终不做功
答案:BC
解析:由题知,OP>OM,OM=ON,则根据点电荷的电势分布情况可知φ =φ >φ
M N P
则带负电的小球在运动过程中,电势能先减小后增大,且E >E =E
pP pM pN
则带负电的小球在M点的机械能等于在N点的机械能,A错误,B、C正确;
从M点运动到N点的过程中,电场力先做正功后做负功,D错误.
故选BC.
6.[2022·全国甲卷](多选)地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场,将一带正电
荷的小球自电场中P点水平向左射出.小球所受的重力和电场力的大小相等,重力势能和
电势能的零点均取在P点.则射出后,( )
A.小球的动能最小时,其电势能最大
B.小球的动能等于初始动能时,其电势能最大
C.小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时,其动能最大
D.从射出时刻到小球速度的水平分量为零时,重力做的功等于小球电势能的增加量
答案:BD
解析:本题可以看成等效重力场问题,如图,等效重力方向斜向右下方45°,PQ为等效水平方向.小球的运动可以看成类斜上抛运动,小球动能最小时在斜上抛最高点,即如
图速度为v′处,v′与水平方向夹角为45°,此时小球速度的水平分量等于竖直分量,不是电
势能最大处,电势能最大处在Q处,此时小球速度方向竖直向下,大小等于初速度 v,P
处与Q处小球动能相等,所以A、C错误,B正确;从P到Q(Q点处小球速度水平分量为
零)重力做的功等于重力势能的减少量,P处与Q处小球动能相等,由于机械能与电势能的
总和不变,所以减少的重力势能等于增加的电势能,故D正确.