10.如圖所示勻強電場E的區(qū)域內(nèi),在O點處放置一點電荷+Q,a、b、c、d、e、f為以O點為球心的球面上的點,aecf平面與電場線平行,bedf平面與電場線垂直,則下列說法中正確的是( 。
A.c點場強大于a點場強
B.b、d兩點的電場強度相同
C.點電荷+q在球面上任意兩點之間移動時,電場力一定做功
D.將點電荷+q在球面上任意兩點之間移動,從球面上a點移 動到c點的電勢能變化量最大

分析 明確勻強電場和點電荷電場的分布規(guī)律,注意點電荷電場中電場線是發(fā)散狀,以+Q為球心的球面是等勢面,可根據(jù)電場線和等勢面的對稱性判斷電場力做功和電場強度、電勢的關系.

解答 解:A、+Q在A點處形成的場強向左,則合場強為二者場強的差值;而c處Q形成的電場強度方向向右,合場強為二者場強的代數(shù)和,則可知,c點場強一定大于a點場強,故A正確;
B、點電荷+Q在b點產(chǎn)生的電場方向為豎直向上,在d點產(chǎn)生的電場方向為豎直向下,則根據(jù)矢量合成可知,b、d兩點的場強方向不同,大小相等,所以電場強度不同.故B錯誤.
C、由于圖中球面edfb在兩個場中均是等勢面,故點電荷+q在球面edfb面上任意兩點之間移動時,電場力不做功,故C錯誤.
D、將點電荷+q在球面上任意兩點之間移動,點電荷的電場力不做功,但從a點移動到c點,在勻強電場的電場力做功最大,故合力做功最大,電勢能的變化量最大,故D正確.
故選:AD.

點評 本題還是要將電場看作是由勻強電場和點電荷的電場組合而成,再分析電場力做功、電場強度和電勢能時更是如此.注意矢量的合成方法是解題的關鍵.

練習冊系列答案
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20.如圖所示,空間有一水平勻強電場,在豎直平面內(nèi)有一帶電微粒以一定初速度沿圖中虛直線由O運動至P,關于其能量變化情況的說法,正確的是( 。
A.動能增加,電勢能減少B.重力勢能和電勢能之和增加
C.動能和重力勢能之和減少D.動能和電勢能之和增加

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1.如圖所示,在粗糙水平面內(nèi)存在著2n個有理想邊界的勻強電場區(qū),物體與水平面間動摩擦因數(shù)為μ,水平向右的電場和豎直向上的電場相互間隔,電場寬度均為d.一個質(zhì)量為m、帶正電的電荷量為q的物體(看作質(zhì)點),從第一個向右的電場區(qū)域的邊緣由靜止進入電場,則物體從開始運動到離開第2n個電場區(qū)域的過程中,重力加速度為g.求:

(1)若每個電場區(qū)域場強大小均為E=$\frac{mg}{2q}$,整個過程中電場力對物體所做總功?
(2)若每個電場區(qū)域場強大小均為E=$\frac{mg}{q}$,求物體在水平向右電場區(qū)域中運動所需總時間?
(3)若物體與水平面間動摩擦因數(shù)為μ=$\frac{1}{4}$,第一電場區(qū)域場強的大小為E1,且E1=$\frac{mg}{2q}$,之后每個電場區(qū)域場強大小均勻增大,且滿足E2-E1=E3-E2=…=E2n-E2n-1.若物體恰好在第10個電場中做勻速直線運動,物體在第10個電場中運動速度?

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18.如圖所示,水平面的上方有豎直向上的勻強電場,平面上靜止著質(zhì)量為M的絕緣物塊,一質(zhì)量是m的帶正電彈性小球,以水平速度v與物塊發(fā)生碰撞,并以原速率返回,彈回后僅在電場力和重力的作用下沿著虛線運動,則( 。
A.彈回后的運動軌跡是拋物線
B.彈回后運動過程中電勢能增加
C.彈回后運動過程中球的機械能守恒
D.彈回后運動過程中機械能與電勢能的總和保持不變

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5.如圖(a),長度L=0.8m的光滑桿左端固定一帶正電的點電荷A,其電荷量Q=1.8×10-7 C;一質(zhì)量m=0.02kg,帶電量為q的小球B套在桿上.將桿沿水平方向固定于某非均勻外電場中,以桿左端為原點,沿桿向右為x軸正向建立坐標系.點電荷A對小球B的作用力隨B位置x的變化關系如圖(b)中曲線I所示,小球B所受水平方向的合力隨B位置x的變化關系如圖(b)中曲線II所示,其中曲線II在0.16≤x≤0.20和x≥0.40范圍可近似看作直線.求:(靜電力常量k=9×109N•m2/C2

(1)小球B所帶電量q;
(2)非均勻外電場在x=0.3m處沿細桿方向的電場強度大小E;
(3)在合電場中,x=0.4m與x=0.6m之間的電勢差U.
(4)已知小球在x=0.2m處獲得v=0.4m/s的初速度時,最遠可以運動到x=0.4m.若小球在x=0.16m處受到方向向右,大小為0.04N的恒力作用后,由靜止開始運動,為使小球能離開細桿,恒力作用的最小距離s是多少?

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15.一束質(zhì)量為4.5×10-14kg、電量為1.6×10-9C的帶電粒子以平行于兩極板的速度9m/s進入勻強電場,如圖所示.如果兩極板間電壓為3000V,兩極板間的距離為4cm、板長為9cm.設粒子束不會擊中極板,則粒子從進入電場到飛出極板時電勢能的變化量為?(粒子的重力忽略不計)

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2.以下說法中,正確的是( 。
A.+q在A點的電勢能比B點大,則B點電勢較高
B.-q在C點的電勢能比在D點大,則C點電勢較高
C.+q在E點的電勢能為負值,-q在F點的電勢能是負值,則F點電勢較高
D.-q在F點的電勢能是負值,則F點電勢為負值

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19.2010年4月14日,我國青海玉樹發(fā)生了大地震,救援隊員用多種生命探測儀搜尋廢墟下幸存者的具有生命跡象的信息.有一種生命探測儀與自動門、電視機遙控器應用的是同一種類型的傳感器,這種生命探測儀應用的傳感器是( 。
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20.如圖為一物體做直線運動的速度圖象,下述分析正確的是(  )
A.兩段時間內(nèi)的速度方向相同,加速度方向相反
B.兩段時間內(nèi)的速度方向相同,加速度方向相同
C.兩段時間內(nèi)的速度方向相反,加速度方向相反
D.兩段時間內(nèi)的速度方向相反,加速度方向相同

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