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阶段综合检测(三)[考查范围:静电场恒定电流]

(本试卷满分:100分)

一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)

1.如图所示,实线表示某电池中的四个等势面,它们的电势分别为φ1、φ2、φ3和φ4,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.φ4等势面上各点场强处处相同

B.四个等势面的电势关系是φ1φ2φ3φ4

C.粒子从a运动到d的过程中静电力一直做负功

D.粒子在a、b、c、d四点的速度大小关系是vavbvc=vd

解析:选Bφ4等势面上各点电势相等,但场强并不相同,A错误;做曲线运动的粒子,受力的方向指向凹侧,因此负电荷受力向右,电场线向左,沿着电场线电势降低,四个等势面的电势关系是φ1φ2φ3φ4,B正确;由于c、d两点电势相等,从c到d的过程中,电场力先做负功后做正功,C错误;根据动能定理,粒子在a、b、c、d四点的速度大小关系是vavbvc=vd,D错误。

2.如图所示,带电量分别为+2Q、-Q的点电荷固定在同一水平线上,粗细均匀

的光滑绝缘细杆竖直放置,与两电荷的连线乘直平分线重合。O为两电荷连线中点,一个带正电的小球套在细杆上可以自由滑动。在A点由静止释放小球,小球能向下运动且通过O点。则小球从A点运动到O点过程中()

A.加速度一定不断增大

B.速度一定不断增大

C.电势能一定不断增大

D.机械能一定不断增大

解析:选C将+2Q的点电荷分成两个电荷量均为+Q的点电荷,其中一个+Q点电荷与-Q点电荷组成等量的异种电荷,它们在AB上的电场线垂直于AB水平向右,另一个+Q点电荷在AO上的电场强度存在沿OA方向的分量,导致带电小球受到向上的电场力,加速度不一定在不断增大,A错误;如果沿OA向上的最大电场力大于小球的重力,小球将做减速运动,B错误;小球向下运动的过程中,电场力做负功,因此电势能一定不断增大,C正确;由于电场力做负功,根据功能关系可知,小球的机械能一定减小,D错误。

3.如图所示,B是一根粗细均匀电阻丝的中点,现将BC段均匀拉伸到D点,BD=2BC。

将电阻丝接入电路中,下列说法正确的是()

A.BD段的电阻是AB段的2倍

B.BD段两端的电压是AB段的2倍

C.BD段的热功率是AB段的4倍

D.BD段自由电荷的定向移动速率是AB段的4倍

解析:选C根据电阻定律,有R=ρLS,易知,BD段的电阻是AB段的4倍,故A错误;根据部分电路欧姆定律,有U=IR,易知,BD段两端的电压是AB段的4倍,故B错误;根据功率的公式,有P=I2R,易知,BD段的热功率是AB段的4倍,故C正确;根据电流强度的微观表达式,有I=nqSv,易知BD段自由电荷的定向移动速率是AB段的2倍,故D

4.如图所示,两平行金属板AB、MN与水平面成30°角固定放置,金属板间存在匀强电场。一带电小球以一定的速度垂直场强方向射入电场中,恰能沿两板中央虚线做直线运动。已知重力加速度为g,不计空气阻力。在此过程中,下列说法正确的是()

A.小球一定带负电

B.小球一定做匀速直线运动

C.小球的电势能增大

D.小球加速度大小为g

解析:选D因为极板所带正负电不确定,所以小球带电性无法确定,故A错误;对小球受力分析,小球受到的电场力垂直极板斜向上,根据牛顿第二定律可得mgsin30°=ma,解得a=g2,所以小球做匀加速直线运动,故B错误,D正确;因为电场力始终与小球运动方向垂直,因此电场力不做功,小球的电势能不变,故C错误。故选D

5.如图所示,A点与B点间距离为2l,OCD是以B为圆心,以l为半径的半圆路径。A、B两处各放有一点电荷,电荷量分别为+q和-q。下列说法正确的是()

A.单位正电荷在O点所受的静电力与在D点所受的静电力大小相等、方向相反

B.单位正电荷从D点沿任意路径移到无限远,静电力做正功,电势能减小

C.单位正电荷从D点沿DCO移到O点,电势能增大

D.单位正电荷从O点沿OCD移到D点,电势能增大

解析:选CA点电荷量为+q的点电荷在O点产生的电场强度大小为EAO=kql2,方向向右;B点电荷量为-q的点电荷在O点产生的电场强度大小为EBO=kql2,方向向右,所以O点的合场强为EO=2kql2,方向向右,单位正电荷在O点受到的静电力大小为FO=2ekql2,方向向右。电荷量为+q的点电荷在D点产生的电场强度大小为EAD=kq9l2,方向向右;电荷量为-q的点电荷在D点产生的电场强度大小为EBD=kql2,方向向左,所以D点的合场强为ED=k8q9l2,方向向左,单位