12、(2009年海南物理)5.一平行板电容器两极板间距为d、极板面积为S,电容为ε0S/d,其中ε0是常量。对此电容器充电后断开电源。当增加两板间距时,电容器极板间
A.电场强度不变,电势差变大
B.电场强度不变,电势差不变
C.电场强度减小,电势差不变
D.电场强度较小,电势差减小
答案:A
解析:平行板所带电荷量Q、两板间电压U,有C=Q/U、C=ε0S/d、两板间匀强电场的场强E=U/d,可得E=Q/ε0S。电容器充电后断开,电容器电荷量Q不变,则E不变。根据C=ε0S/d可知d增大、C减小,又根据C=Q/U可知U变大。
10、
(2009年四川卷)20.如图所示,粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷,带负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑,到达N点时速度为零,然后下滑回到M点,此时速度为v2(v2<v1)。若小物体电荷量保持不变,OM=ON,则( )
A.小物体上升的最大高度为![]()
B.从N到M的过程中,小物体的电势能逐渐减小
C.从M到N的过程中,电场力对小物体先做负功后做正功
D.从N到M的过程中,小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小
答案:AD
解析:设斜面倾角为θ、上升过程沿斜面运动的最大距离为L。因为OM=ON,则MN两点电势相等,小物体从M到N、从N到M电场力做功均为0。上滑和下滑经过同一个位置时,垂直斜面方向上电场力的分力相等,则经过相等的一小段位移在上滑和下滑过程中电场力分力对应的摩擦力所作的功均为相等的负功,所以上滑和下滑过程克服电场力产生的摩擦力所作的功相等、并设为W1。在上滑和下滑过程,对小物体,应用动能定理分别有:-mgLsinθ-μmgLcosθ-W1=-
和mgLsinθ-μmgLcosθ-W1=
,上两式相减可得Lsinθ=
,A对;由OM=ON,可知电场力对小物体先作正功后作负功,电势能先减小后增大,BC错;从N到M的过程中,小物体受到的电场力垂直斜面的分力先增大后减小,而重力分力不变,则摩擦力先增大后减小,在此过程中小物体到O的距离先减小后增大,根据库仑定律可知小物体受到的电场力先增大后减小,D对。
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,可得
,A正确。
9、
(2009年天津卷)5.如图所示,带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置,M、N为板间同一电场线上的两点,一带电粒子(不计重力)以速度vM经过M点在电场线上向下运动,且未与下板接触,一段时间后,粒子以速度vN折回N点。则
A.粒子受电场力的方向一定由M指向N
B.粒子在M点的速度一定比在N点的大
C.粒子在M点的电势能一定比在N点的大
D.电场中M点的电势一定高于N点的电势
答案:B
[解析]由于带电粒子未与下板接触,可知粒子向下做的是减速运动,故电场力向上,A错;粒子由M到N电场力做负功电势能增加,动能减少,速度增加,故B对C错;由于粒子和两极板所带电荷的电性未知,故不能判断M、N点电势的高低,C错。
8、(2009年广东物理)6.如图3所示,在一个粗糙水平面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。由静止释放后,两个物块向相反方向运动,并最终停止。在物块的运动过程中,下列表述正确的是
A.两个物块的电势能逐渐减少
B.物块受到的库仑力不做功
C.两个物块的机械能守恒
D.物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力
答案:A
[解析]由于两电荷电性相同,则二者之间的作用力为斥力,因此在远离过程中,电场力做正功,则电势能逐渐减少,A正确;B错误;由于运动过程中,有重力以外的力电场力和摩擦力做功,故机械能不守恒,C错误;在远离过程中开始电场力大于摩擦力,后来电场力小于摩擦力。
7、(2009年上海物理)7.位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示,图中实线表示等势线,则( )
(A)a点和b点的电场强度相同
(B)正电荷从c点移到d点,电场力做正功
(C)负电荷从a点移到c点,电场力做正功
(D)正电荷从e点沿图中虚线移到f点,电势能先减小后增大
[答案]CD。
[解析]电场线的疏密可以表示电场的强弱,可见A错误;正电荷从c点移到d点,电场力做负功,负电荷从a点移到c点,电场力做正功,所以B错误,C正确;正电荷从e点沿图中虚线移到f点,电场力先做正功,后做负功,但整个过程电场力做正功,D正确。
6、(2009年上海物理)3.两带电量分别为q和-q的点电荷放在x轴上,相距为L,能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图( )
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[答案]A
[解析]由等量异种点电荷的电场强度的关系可知,在两电荷连线中点处电场强度最小,但不是零,从两点电荷向中点电场强度逐渐减小,因此A正确。
5、
(2009年北京卷)20.图示为一个内、外半径分别为R1和R2的圆环状均匀带电平面,其单位面积带电量为
。取环面中心O为原点,以垂直于环面的轴线为x轴。设轴上任意点P到O点的的距离为x,P点电场强度的大小为E。下面给出E的四个表达式(式中k为静电力常量),其中只有一个是合理的。你可能不会求解此处的场强E,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断,E的合理表达式应为
A.![]()
B.![]()
C.![]()
D.![]()
[答案]B
[解析]当R1=0时,对于A项而言E=0,此时带电圆环演变为带电圆面,中心轴线上一点的电场强度E>0,故A项错误;当x=0时,此时要求的场强为O点的场强,由对称性可知EO=0,对于C项而言,x=0时E为一定值,故C项错误。当x→∞时E→0,而D项中E→4πkσ故D项错误;所以正确选项只能为B。
4、
(2009年北京卷)19.如图所示的虚线区域内,充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域,恰好沿直线由区域右边界的O′点(图中未标出)穿出。若撤去该区域内的磁场而保留电场不变,另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入,从区域右边界穿出,则粒子b
A.穿出位置一定在O′点下方
B.穿出位置一定在O′点上方
C.运动时,在电场中的电势能一定减小
D.在电场中运动时,动能一定减小
[答案]C
[解析]a粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动,则该粒子一定做匀速直线运动,故对粒子a有:Bqv=Eq 即只要满足E =Bv无论粒子带正电还是负电,粒子都可以沿直线穿出复合场区,当撤去磁场只保留电场时,粒子b由于电性不确定,故无法判断从O’点的上方或下方穿出,故AB错误;粒子b在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类平抛的运动,电场力做正功,其电势能减小,动能增大,故C项正确D项错误。
3、(2009年北京卷)16.某静电场的电场线分布如图所示,图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ,电势分别为UP和UQ,则
A.EP>EQ,UP>UQ
B.EP>EQ,UP<UQ
C.EP<EQ,UP>UQ
D.EP<EQ,UP<UQ
[答案]A
[解析]从图可以看出P点的电场线的密集程度大于Q点的密集程度,故P点的场强大于Q点的场强,因电场线的方向由P指向Q,而沿电场线的方向电势逐渐降低, P点的电势高于Q点的电势,故A正确。
2、
(2009年全国卷Ⅱ)19.图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线,两粒子M、N质量相等,所带电荷的绝对值也相等,现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点,已知O点电势高于c 点。若不计重力,则
A、M带负电荷,N带正电荷
B、N在a点的速度与M在c点的速度大小相同
C、N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功
D、M在从O点运动至b点的过程中,电场力对它做的功等于零
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答案BD
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[解析]图中的虚线为等势线,所以M点从O点到b点的过程中电场力对粒子做功等于零,D正确。根据MN粒子的运动轨迹可知N受到的电场力向上M受到的电场力向下,电荷的正负不清楚但为异种电荷,A错。O到a的电势差等于O到c的两点的电势差,而且电荷和质量大小相等,而且电场力都做的是正功根据动能定理得a与c两点的速度大小相同,但方向不同,B对。
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