专题跟踪训练(八)电场及带电粒子在电场中的运动
一、选择题
1.(2018·广州市高三毕业测试)如图,有两个等量异种点电荷置于正方体的两个顶点上,正点电荷置于a点,负点电荷置于c点,则( )
A.b、d、h、f点电势相等
B.e、f、g、h点电势相等
C.bd连线中点的场强为零
D.bd连线中点与fh连线中点的场强相同
[解析] 由等量异种点电荷的电场分布可知,ac连线的垂直等分面为等势面,b、d、h、f点处于这个等势面上,这四点电势相等,选项A正确;e点电势高于h点电势,选项B错误;bd连线中点的场强不为零,选项C错误;bd连线中点与fh连线中点的场强方向相同,但大小不相同,选项D错误.
[答案] A
2.(2018·福州市高三质检)(多选)真空中,两个固定点电荷A、B所带电荷量分别为Q1和Q2.在它们共同形成的电场中,有一条电场线如图中实线所示,实线上的箭头表示电场线的方向,电场线上标出了C、D两点,其中D点的切线与AB连线平行,O点为AB连线的中点,则( )
A.A带正电,B带负电,且|Q1|>|Q2|
B.O点电势比D点电势高
C.负检验电荷在C点的电势能大于在D点的电势能
D.在C点由静止释放一带正电的检验电荷,只在电场力作用下将沿电场线运动到D点
[解析] 根据电场线从正电荷出发终止于负电荷可知,A带正电,B带负电,根据场强叠加原理,结合D点的场强方向水平,可知|Q1|>|Q2|,选项A正确;根据等势面垂直于电场线、沿着电场线的方向电势降低可知,O点电势比D点电势高,选项B正确;C点电势高于D点电势,根据电势能公式Ep=qφ可知,负检验电荷在C点的电势能小于在D点的电势能,选项C错误;场强的方向为电场线上某一点的切线方向,正电荷受电场力的方向与该点的场强方向相同,因此在C点由静止释放的带正电的检验电荷,不会沿电场线运动到D点,选项D错误.
[答案] AB
3.(2018·全国卷Ⅰ)(多选)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b上的电势为2 V.一电子经过a时的动能为10 eV,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV.下列说法正确的是( )
A.平面c上的电势为零
B.该电子可能到达不了平面f
C.该电子经过平面d时,其电势能为4 eV
D.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍
[解析] 电子在等势面b时的电势能为E=qφ=-2 eV,电子由a到d的过程电场力做负功,电势能增加6 eV,由于相邻两等势面之间的距离相等,故相邻两等势面之间的电势差相等,则电子由a到b、由b到c、由c到d、由d到f电势能均增加2 eV,则电子在等势面c的电势能为零,等势面c的电势为零,A正确.由以上分析可知,电子在等势面d的电势能应为2 eV,C错误.电子在等势面b的动能为8 eV,电子在等势面d的动能为4 eV,由公式Ek=mv2可知,该电子经过平面b时的速率为经过平面d时速率的倍,D错误.如果电子的速度与等势面不垂直,则电子在该匀强电场中做曲线运动,所以电子可能到达不了平面f就返回平面a,B正确.
[答案] AB
4.(2018·兰州高三诊断)真空中正三角形ABC的三个顶点上分别放有电荷量相等、电性不同的点电荷,A、C两点处为正点电荷,B点处为负点电荷,如图所示.A处点电荷所受静电力大小为F,则B、C两处点电荷所受静电力大小分别为( )