高考物理电磁学知识点之静电场真题汇编含答案(2)
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高考物理电磁学知识点之静电场真题汇编含答案(2)
一、选择题
1.空间存在竖直向上的匀强电场,质量为m 的带正电的微粒水平射入电场中,微粒的运动轨迹如图所示,在相等的时间间隔内( )
A .重力做的功相等
B .电场力做的功相等
C .电场力做的功大于重力做的功
D .电场力做的功小于重力做的功
2.如图,电子在电压为U 1的加速电场中由静止开始运动,然后,射入电压为U 2的两块平行板间的电场中,射入方向跟极板平行,整个装置处在真空中,重力可忽略,在满足电子能射出平行板区的条件下,在下述四种情况中,一定能使电子的侧向位移变大的是
A .U 1增大,U 2减小
B .U ı、U 2均增大
C .U 1减小,U 2增大
D .U 1、U 2均减小
3.如图所示,三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面,电势分别为10V 、20V 、30V ,实线是一带电粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹,a 、b 、c 是轨迹上的三个点,下列说法正确的是( )
A .粒子在三点所受的电场力不相等
B .粒子必先过a ,再到b ,然后到c
C .粒子在三点所具有的动能大小关系为E kb >E ka >E kc
D .粒子在三点的电势能大小关系为
E pc <E pa <E pb
4.如图所示的电场中,虚线a 、b 、c 为三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即ab BC U U ,一带负电的质点仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹如实线所示,P 、Q 是这条轨迹上的两点,由此可知
A.a、b、c三个等势面中,a的电势最高
B.带电质点在P点的动能比在Q点大
C.带电质点在P点的电势能比在Q点小
D.带电质点在P点时的加速度比在Q点小
5.如图所示,将一带电小球A通过绝缘细线悬挂于O点,细线不能伸长。
现要使细线偏离竖直线30°角,可在O点正下方的B点放置带电量为q1的点电荷,且BA连线垂直于
OA;也可在O点正下方C点放置带电量为q2的点电荷,且CA处于同一水平线上。
则为()
A. B. C. D.
6.两个相同的金属小球,所带电荷量大小之比为1:9,相距为r(r远大于金属球的直径),两球之间的库仑引力大小为F。
如果把这两个小球相互接触后再使它们之间的距离变为原来的2倍,它们之间的库仑力大小将变为()
A.25
36
F B.
5
6
F C.
2
3
F D.
4
9
F
7.空间存在着平行于x轴方向的静电场,P、M、O、N、Q为x轴上的点,P、Q之间各点的电势φ随位置坐标x的变化如图所示。
一个带电粒子仅在电场力作用下从M点由静止开始沿x轴正方向运动,下列说法正确的是
A.粒子一定带负电
B.P点的电势低于M点的电势
C.M点的电场强度小于N点的电场强度
D.粒子从M点向N点运动的过程中,电势能一直减小
8.研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.实验前,只用带电玻璃棒与电容器a板接触,能使电容器带电
B.实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小
C.实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角变大
D.实验中,只增加极板带电量,静电计指针的张角变大,表明电容增大
9.一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示,图中一组平行实线可能是电场线也可能是等势面,下列说法中正确的是
A.如果实线是电场线,则a点的电势比b点的电势高
B.如果实线是等势面,则a点的电势比b点的电势低
C.如果实线是电场线,则电子在a点的电势能比在b点的电势能大
D.如果实线是等势面,则电子在a点的电势能比在b点的电势能大
10.如图甲,倾角为θ的光滑绝缘斜面,底端固定一带电量为Q的正点电荷.将一带正电小物块(可视为质点)从斜面上A点由静止释放,小物块沿斜面向上滑动至最高点B处,此过程中小物块的动能和重力势能随位移的变化图象如图乙(E1和x1为已知量).已知重力加速度为g,静电力常量为k,由图象可求出( )
A.小物块的带电量
B.A、B间的电势差
C.小物块的质量
D.小物块速度最大时到斜面底端的距离
11.如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度垂直于电场线、两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。
则()方向飞出a b
A .a 一定带正电,b 一定带负电
B .a 的速度将减小,b 的速度将增加
C .a 的加速度将减小,b 的加速度将增加
D .两个粒子的动能,一个增加一个减小
12.如图所示,实线表示某电场中的四个等势面,它们的电势分别为123,,ϕϕϕ和4ϕ,相邻等势面间的电势差相等.一带负电的粒子(重力不计)在该电场中运动的轨迹如虚线所示,a 、b 、c 、d 是其运动轨迹与等势面的四个交点,则可以判断( )
A .4ϕ等势面上各点场强处处相同
B .四个等势面的电势关系是1234ϕϕϕϕ<<<
C .粒子从a 运动到d 的过程中静电力直做负功
D .粒子在a 、b 、c 、d 四点的速度大小关系是a b c d v v v v <<=
13.如图所示是一个平行板电容器,其板间距为d ,电容为C ,带电荷量为Q,上极板带正电.现将一个试探电荷q 由两极间的A 点移动到B 点,如图所示, ,A B 两点间的距离为s ,连线AB
与极板间的夹角为30°
,则电场力对试探电荷q 所做的功等于( )
A . qCs Qd
B . qQs Cd
C . 2qQs Cd
D .2qCs Qd
14.如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下级板都接地.在两极板间有一固定在P 点的点电荷,以E 表示两极板间的电场强度,E P 表示点电荷在P 点的电势能,θ表示静电计指针的偏角.若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则( )
A .θ增大,E 增大
B .θ增大,E P 不变
C .θ减小,E P 增大
D .θ减小,
E 不变 15.如图,电荷量为q 1和q 2的两个点电荷分别位于P 点和Q 点,已知在P 、Q 连线至某点
R 处的电场强度为零,且PR =2RQ ,则
A .q 1=2q 2
B .q 1=4q 2
C .q 1=-2q 2
D .q 1=-4q 2
16.如图所示,实线是一个电场中的电场线,虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹,若电荷是从a 处运动到b 处,以下判断正确的是( )
A .电荷从a 到b 加速度减小
B .b 处电势能较大
C .b 处电势较高
D .电荷在b 处速度大
17.如图所示,四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q ,分别固定在正方形的四个顶点上,正方形边长为a ,则正方形两条对角线交点处的电场强度( )
A .大小为
22kQ a ,方向竖直向上 B .大小为222kQ a ,方向竖直向上 C 42kQ ,方向竖直向下 D 22kQ ,方向竖直向下 18.关于电场强度和电势,下列说法正确的是( )
A.由公式E=F/q可知E与F成正比,与q成反比
B.由公式U=Ed可知,在匀强电场中,E为恒值,任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比
C.电场强度为零处,电势不一定为零
D.无论是正电荷还是负电荷,当它在电场中移动时,若电场力做功,它一定是从电势高处移到电势低处,并且它的电势能一定减少
19.某带电粒子仅在电场力作用下由A 点运动到B点。
如图所示,实线为电场线,虚线为粒子运动轨迹,由此可以判定( )
A.粒子在A 点的加速度大于它在B点的加速度
B.粒子在A点的动能小于它在 B点的动能
C.电场中A 点的电势低于B 点的电势
D.粒子在A点的电势能小于它在 B点的电势能
20.两个点电荷Q1、Q2位于x轴上A、B两点,若取无限远处的电势为零,则在它们形成的电场中,沿x轴正方向上各点的电势如图所示,且AP>PB.由图线提供的信息可知
A.P点的电场强度为零
B.Q1的电荷量较大
C.电子沿x轴从A移到B的过程中,加速度逐渐减小
D.电子沿x轴从A移到B的过程中,电场力先做正功,后做负功
21.竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场,其极板带电量为Q,在两极板之间,用轻质绝缘丝线悬挂质量为m,电量为q的带电小球(可看成点电荷),丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡,此时小球离右板距离为b,离左板的距离为2b,如图所示,则
A .小球带正电,极板之间的电场强度大小为sin mg q θ
B .小球受到电场力为2
54kQq b C .若将小球移到悬点下方竖直位置,小球的电势能减小
D .若将细绳剪断,小球经2tan b g θ
时间到达负极 22.如图所示,在边长为l 的正方形的每个顶点都放置一个点电荷,其中a 和b 电荷量为+q ,c 和d 电荷量为-q .则a 电荷受到的其它三个电荷的静电力的合力大小是
A .0
B .2
22kq l C .22kq l D .2232kq l
23.电源、开关、平行板电容器连成如图电路。
闭合开关S ,电源对电容器充电后,电容器带电量为Q ,板间电压力为U ,板间电场强度大小为E ,则下列说法正确的是
A .若将A 板下移少许,Q 增大;U 减小;E 不变
B .若将A 板下移少许,Q 不变;U 减小;E 减小
C .若断开开关,若将A 板下移少许,Q 增大;U 不变;E 增大
D .若断开开关,若将A 板下移少许,Q 不变;U 减小;
E 不变
24.如图所示,电荷q 均匀分布在半球面上,球面的半径为R ,CD 为通过半球顶点C 与球心O 的轴线.P 、Q 为CD 轴上关于O 点对称的两点.如果带电量为Q 的均匀带电球壳,其内部电场强度处处为零,电势都相等.则下列判断正确的是( )
A .P 点的电势与Q 点的电势相等
B .带正电的微粒在O 点的电势能为零
C .在P 点静止释放带正电的微粒(重力不计),微粒将做匀加速直线运动
D .P 点的电场强度与Q 点的电场强度相等
25.如图所示,匀强电场的场强为E , M 与N 两点间的距离为d , MN 与电场线的夹角为α,则M 、N 两点间的电势差为( )
A .Ed
B .sin Ed α
C .cos Ed α
D .tan Ed α
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一、选择题
1.C
解析:C
【解析】
【分析】
【详解】
带电粒子受到竖直向上的电场力和竖直向下的重力,电场力大于重力,合力也是恒力,方向竖直向上,因此粒子才向上偏转,根据牛顿第二定律,有
qE mg ma -=
带电粒子做类平抛运动,在竖直方向,相等的时间间隔内发生的位移之比为1:3:5:7,因此重力做功不相等,电场力做功也不相等,电场力做功大于重力做功。
故选C 。
2.C
解析:C
【解析】
设电子被加速后获得初速为v 0,则由动能定理得:21012
qU mv = 又设极板长为l ,则电子在电场中偏转所用时间:0
l t v = 又设电子在平行板间受电场力作用产生加速度为a ,由牛顿第二定律得:2qU qE a m dm
== 由以上各式可得:2
222220111·224qU U l l y at md v U d
===,故C 正确. 3.D
解析:D
【解析】
【详解】
A .因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的,由此可判断电场是匀强电
场,所以带电粒子在电场中各点受到的电场力相等。
选项A错误。
B.由题中的图可知,电场的方向是向上的,带负电的粒子将受到向下的电场力作用,带负电的粒子无论是依次沿a、b、c运动,还是依次沿c、b、a运动,都会的到如图的轨迹。
选项B错误。
CD.带负电的粒子在电场中运动时,存在电势能与动能之间的互化,由题意和图可知,在b点时的电势能最大,在c点的电势能最小,可判断在c点的动能最大,在b点的动能最小。
选项C错误,D正确。
4.A
解析:A
【解析】
【详解】
A.电荷所受电场力指向轨迹内侧,由于电荷带负电,因此电场线指向左上方,沿电场线电势降低,故c等势线的电势最低,a点的电势最高,故A正确;
BC.从P到Q过程中电场力做正功,电势能降低,动能增大,故P点的动能小于Q点的动能,在P点的电势能比在Q点大,故BC错误;
D.P点等势面较Q点密集,则电场线也密集,则质点通过P点时的电场力比Q大,则其加速度比Q点大,故D错误.
5.B
解析:B
【解析】
【详解】
对两种情况进行受力分析,如图所示:
依据矢量的合成法则,结合三角知识,及平衡条件,则有:F′=mgsin30°,F=mgtan30°,根据库仑定律,则有:,而;根据三角知识,则有:l BA=Ltna30°,
l CA=Lsin30°,综上所得:,故ACD错误,B正确;故选B。
【点睛】
考查库仑定律、矢量的合成法则与平衡条件的应用,掌握三角知识,及几何关系的内容,注意绳子的长度相等,是解题的关键.
6.D
解析:D
【解析】
【分析】
【详解】
由库仑定律得
229Q F k r
= 因为由题可知开始时两球之间的库仑引力大小为F ,说明金属小球带异种电荷,把这两个小球相互接触后再使它们之间的距离变为原来的2倍,它们的电荷量变为4:4,它们之间的库仑力大小将变为
22216449
Q F k F r == 故ABC 错误,D 正确。
故选D 。
7.D
解析:D
【解析】
【分析】
根据电势来确定电场线的方向,再依据电场力方向,从而确定电性;依据电场线方向,确定电势的高低;由图象的斜率来确定电场强度的大小;由粒子运动中,电场力做功的正负来确定电势能变化。
【详解】
由图可知,粒子从M 到Q ,电势渐渐降低,且粒子由静止开始运动,因此电场线方向由P 到Q 点,那么粒子带正电,故A 错误;由于电场线方向由P 到Q ,则沿着电场线方向,电势降低,那么P 点的电势高于M 点的电势,故B 错误;根据△φ=E △x ,可知,图象的斜率的绝对值大小表示电场强度的大小,那么M 点的电场强度小于N 点的电场强度,故C 错误;因带电粒子仅在电场力作用下从M 点由静止开始沿x 轴向右运动,电场力做正功,则电势能一直减小,故D 正确;故选D 。
【点睛】
本题要理解电势φ随位置坐标x 图象的含义,知道其斜率表示电场强度,掌握沿着电场线方向,电势降低,并理解电场力做功与电势能的变化情况。
8.A
解析:A
【解析】
A 、当用带电玻璃棒与电容器a 板接触,由于静电感应,从而在b 板感应出等量的异种电荷,从而使电容器带电,故选项A 正确;
B 、根据电容器的决定式:,将电容器b 板向上平移,即正对面积S 减小,则电
容C减小,根据可知,电量Q不变,则电压U增大,则静电计指针的张角变大,故选项B错误;
C、根据电容器的决定式:,只在极板间插入有机玻璃板,则介电系数增大,则
电容C增大,根据可知,电量Q不变,则电压U减小,则静电计指针的张角减小,故选项C错误;
D、根据可知,电量Q增大,则电压U也会增大,则电容C不变,故选项D错误。
点睛:本题是电容器动态变化分析问题,关键抓住两点:一是电容器的电量不变;二是电容与哪些因素有什么关系。
9.C
解析:C
【解析】
试题分析:据题意,如果实线是电场线,则电场力水平向右,电场方向为水平向左,则b 点电势高,电子从a点运动到b点电场力做正功,电子电势能减小,则电子在a点电势能较大,故选项A错误选项C正确;如果实线为等势线,电子受到电场力竖直向下,电场方向竖直向上,则a点电势较高,从a点到b点电场力做负功,电子电势能增加,电子在b 点电势能较高,故选项B、D错误.
考点:本题考查电场的性质.
10.C
解析:C
【解析】
试题分析:由动能图线得知,小球的速度先增大,后减小.根据库仑定律得知,小球所受的库仑力逐渐减小,合外力先减小后增大,加速度先减小后增大,则小球沿斜面向上做加速度逐渐减小的加速运动,再沿斜面向上做加速度逐渐增大的减速运动,直至速度为零.由动能图线看出,速度有最大值,此时小球受力平衡,由库仑力与重力沿斜面的分力平衡,由于没有x的具体数据,所以不能求得q.故A错误;A到B的过程中重力势能的增加等于电势能的减小,所以可以求出小物块电势能的减小,由于小物块的电量不知道,所以不能求出AB之间的电势差.故B错误;由重力势能线得到E P=mgh=mgssinθ,读出斜率,即可求出m;图象中不能确定哪一点的速度最大,题目中也没有小物块的电量、质量等信息,所以不能确定小物块速度最大时到斜面低端的距离.故D错误.故选C.
考点:功能关系;电势及电势能
【名师点睛】本题首先要抓住图象的信息,分析小球的运动情况,再根据平衡条件和动能定理进行处理.
11.C
解析:C
【解析】
【详解】
带电粒子做曲线运动,所受力的方向指向轨道的内侧,由于电场线的方向不知,所以粒子带电性质不确定,故A 错误;从题图中轨迹变化来看速度与力方向的夹角小于90︒所以电场力都做正功,动能都增大,速度都增大,故BD 错误;电场线密的地方电场强度大,电场线疏的地方电场强度小,所以a 受力减小,加速度减小,b 受力增大,加速度增大,故C 正确。
12.B
解析:B 【解析】 【详解】
由等势面的形状可知该电场不是勺强电场,所以4ϕ等势面上各点场强并不相同,A 错误;由运动轨迹可知电场力由左向右,电场强度的方向由右向左,沿电场强度方向电势逐渐降低,所以1234ϕϕϕϕ<<<,B 正确;粒子a 运动到d 的过程中静电力先做负功后做正功,粒子在a 、b 、c 、d 四点的速度大小关系是a b c d v v v v >>=,C 、D 均错误.
13.C
解析:C 【解析】 【详解】
由电容的定义式C=Q/U 得板间电压U=Q/C ,板间场强E=U/d=Q/Cd .试探电荷q 由A 点移动到B 点,电场力做功为:sin 302qQs
W qEs Cd
=︒=,选项C 正确,ABD 错误,故选C 。
【点睛】
本题只要抓住电场力具有力的一般性质,根据功的一般计算公式就可以很好地理解电场力做功,并能正确计算功的大小.
14.D
解析:D 【解析】
试题分析:若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离,则根据4πS
C kd
ε=
可知,C
变大,Q 一定,则根据Q=CU 可知,U 减小,则静电计指针偏角θ减小;根据U E d
=,Q=CU ,4πS
C kd
ε=
,联立可得4πkQ
E S
ε=
,可知Q 一定时,E 不变;根据U 1=Ed 1可知P 点离下极板的距离不变,E 不变,则P 点与下极板的电势差不变,P 点的电势不变,则E P 不变;故选项ABC 错误,D 正确.
【学科网考点定位】电容器、电场强度、电势及电势能
【名师点睛】此题是对电容器的动态讨论;首先要知道电容器问题的两种情况:电容器带
电荷量一定和电容器两板间电势差一定;其次要掌握三个基本公式:4S
C kd
επ=
,U
E d
=
,Q=CU ;同时记住一个特殊的结论:电容器带电荷量一定时,电容器两板间的场强大小与两板间距无关. 15.B
解析:B 【解析】 【分析】 【详解】
已知点R 处的电场强度为零,可知两点电荷的电性相同.根据题述,q 1和q 2在点R 处的电
场强度大小相等,方向相反,由真空中点电荷周围的场强公式2kQ
E r
=知,122212kq kq r r =,将
r 1=2r 2代入,可得q 1=4q 2,故B 正确ACD 错误。
故选B 。
16.B
解析:B 【解析】 【详解】
电场线密的地方电场的强度大,电场线疏的地方电场的强度小,所以粒子在b 点的加速度大,A 错误;从a 到b 的过程中,电场力做负功,电势能增加,所以b 处电势能大,动能减小,速度减小,所以电荷在b 处速度小,B 正确D 错误;根据粒子的运动的轨迹可以知道,负电荷受到的电场力的方向向下,所以电场线的方向向上,所以a 点的电势大于b 点的电势,C 错误.
17.C
解析:C 【解析】 【详解】
四个点电荷中处于对角线上的两个正负点电荷产生的电场强度的方向沿对角线方向且由正
电荷指向负电荷,四个点电荷中任意一个点电荷在对角线交点处产生的电场强度大小为
2
2kQ
E a =
=
,根据叠加原理,正方形两条对角线交点处的电场强度2
E a
=
总,方向竖直向下.故C 正确,ABD 错误. 故选C
18.C
解析:C
【分析】 【详解】
A .电场中某点的场强与试探电荷的电量与其所受的电场力无关,选项A 错误;
B .由公式U =Ed 可知,在匀强电场中,任意两点间的电势差与这两点沿电场线方向间的距离成正比,选项B 错误;
C .电场强度为零处,电势不一定为零,例如等量同种电荷连线的中点处的场强为零,电势大于零,选项C 正确;
D .无论是正电荷还是负电荷,当它在电场中移动时,若电场力做正功,它的电势能一定减少,但是不一定是从电势高处移到电势低处,选项D 错误. 故选C 。
19.D
解析:D 【解析】 【详解】
A .电场线的疏密表示场强大小,由图知粒子在A 点的场强小于
B 点的场强,在A 点所受的电场力小,故在A 点的加速度小于B 点的加速度,故A 错误;
B .由图知带电粒子的运动轨迹向下弯曲,则带电粒子所受的电场力沿电场线切线向下,则知电场力对粒子做负功;动能减小,有粒子在A 点的动能大于它在B 点的动能;故B 错误;
D .因粒子由A 到B 时,电场力做负功,故电势能增大,则粒子在A 点的电势能小于它在B 点的电势能;故D 正确;
C .粒子所受电场力方向与电场强度相反,则粒子带负电,而电势能P E q ϕ=,因A 点的电势能低于B 点,有()()A B q q ϕϕ-<-;可得A B ϕϕ>,故A 点的电势高于B 点的电势;故C 错误; 故选
D 。
20.B
解析:B 【解析】 【详解】
A 、该图象的斜率等于场强E ,则知P 点电场强度不为零,A 错误;
B 、如果Q 1和Q 2为等量异种电荷,点连线中垂线是等势面,故连线中点为零电势点;由于AP >PB ,故Q 1>Q 2,B 正确;
C 、从φ﹣x 图象的斜率可知,A 到B 的区间电场强度先减小后增大,故电子在沿x 轴从A 移到B 的过程中,受到的电场力先减小后增大,加速度也是先减小后增大,C 错误;
D 、电子沿x 轴从A 移到B 的过程中,电场力方向始终指向x 轴负方向,与电子移动方向相反,故电场力一直做负功,D 错误.
21.D
【解析】
由题意可知,小球带正电,匀强电场方向向右,小球受竖直向下的重力mg 、水平向右的电场力qE 、沿细线斜向上的拉力F 作用,处于平衡状态.受力如图所示.由平衡条件可得
Tsin qE θ=,Tcos mg θ=,可得tan mg E q
θ
=
,故A 错误; B 、小球受到电场力为tan mg F θ=电,故B 错误;
C 、将小球移到悬点下方竖直位置,电场力水平向右,运动方向向左,电场力做负功,小球的电势能增大,故C 错误;
D 、剪断细线后,小球将沿电场力q
E 和重力mg 的合力方向做初速度为零的匀加速直线运
动.此运动可看作是水平方向的初速度为零、加速度qE
a m
=
的匀加速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动,设小球碰到金属板所需要的时间为t,由2
12
b at =,得
222tan b b
b
t qE a
g m
θ=
==,故D 正确;
故选D .
【点睛】剪断细线后,电荷在复合场中运动,采用运动的分解与合成的方法研究,是常用的方法.
22.D
解析:D 【解析】 【分析】
根据力的独立性原理和库仑定律,分别计算出其它三个电荷给它的库仑斥力大小,判断出方向,再根据力的合成法则,求出这三个力的合力即可. 【详解】
a 和
b 电荷量为+q ,
c 和
d 电荷量为-q .根据库仑定律,则对角线上点的电荷给它的库仑斥
力为:22
(2)c F l =相邻两点的电荷给它的库仑斥力大小均为:F b =F d =2
2q k l
;根据力的合成法则,点电荷q 所受的电场力大小为:222
22222
2()()()
322kq kq kq F l l l =+=,故ABC
错误,D 正确;故选D .
23.D
解析:D 【解析】 【详解】
AB .闭合开关S ,由于电源电压不变,所以电容器两端的电压U 不变;若将A 板下移少许,据4πS
C kd
ε=
知,电容器电容将增大,电容器两端的电压U 不变,Q 增大;据
U
E d
=
,可得E 增大;故AB 错误; CD .若断开开关,电路断路,Q 不变;若将A 板下移少许,据4S
C kd
επ=知,电容器将增大;由Q C U
=,可知U 减小;由于4π4πU Q Q kQ
E S d Cd S d kd
εε====
⋅,可得E 不变;故C
错误,D 正确。
24.D
解析:D 【解析】 【详解】
A 、由电场的叠加原理可知半球面右边的电场线是水平向右的,沿电场线方向电势逐渐降低,所以P 点的电势高于Q 点的电势,故A 错误;
B 、本题没有选取零势点,所以带正电的微粒在O 点的电势能不一定为零,故B 错误;
C 、电场线方向水平向右,所以在P 点释放静止带正电的微粒(重力不计),微粒将作加速运动,距离远后电场力减小,所以是变加速运动,故C 错误;
D 、均匀带电半球相当于一个均匀带正电的球和半个均匀带负电的球,这个半球放在图的另一边,然后看PQ 两点,可以看到,PQ 两点在在上述涉及到的正电半球和负电半球中的相同的位置上,而由题目给出的条件,正电球在P 、Q 两点产生的电场为零,所以,正电半球在Q 点产生的电场强度相当于负电半球在Q 点产生的电场强度,而与P 点的环境比较,唯一的区别是电荷符号相反,从而电场大小相同,只有可能有方向的区别,而分析可知,方向是相同的,故电场强度相等,故D 正确; 故选D 。
【点睛】
利用等效法分析电场强度,利用叠加原理判断电场线的分布,由受力分析判断带电粒子的运动状态。
25.C
解析:C
【解析】由题, A 、B 两点间的距离为d 及AB 连线与电场方向的夹角为α,则这两点沿电场的方向的距离cos d d θ'=, A 、B 两点间的电势差cos U Ed Ed θ==.C 项正。