《2025年资源库高中物理人教版》

例280 [广东新高考]图1-10-42是某种静电推进装置的原理图,发射极与吸极接在高压电源两端,两极间产生强电场,虚线为等势面. 在强电场作用下,一带电液滴从发射极加速飞向吸极. $a$、$b$是其路径上的两点,不计液滴重力,下列说法正确的是(D)

A.$a点的电势比b$点的低
B.$a点的电场强度比b$点的小
C.液滴在$a点的加速度比在b$点的小
D.液滴在$a点的电势能比在b$点的大
【解析】高压电源正极连接发射极,负极连接吸极,发射极和吸极间产生向右的电场,沿电场线方向电势逐渐降低,故$\varphi_a ＞ \varphi_b$,A错误；由等势面的疏密程度可知,$E_a ＞ E_b$,B错误；不计液滴重力,由$F = Eq = ma$可得,$a_a ＞ a_b$,C错误；液滴向右加速,故电场力做正功,电势能降低,即$E_{pa} ＞ E_{pb}$,D正确.
【答案】D

答案： D

例281 [全国高考]如图1-10-43(a),在一块很大的接地金属平板的上方固定一负电荷. 由于静电感应,在金属平板上表面产生感应电荷,金属板上方电场的等势面如图1-10-43(b)中虚线所示,相邻等势面间的电势差都相等. 若将一正试探电荷先后放于$M和N$处,该试探电荷受到的电场力大小分别为$F_M和F_N$,相应的电势能分别为$E_{pM}和E_{pN}$,则(A)

A.$F_M ＜ F_N$,$E_{pM} ＞ E_{pN}$
B.$F_M ＞ F_N$,$E_{pM} ＞ E_{pN}$
C.$F_M ＜ F_N$,$E_{pM} ＜ E_{pN}$
D.$F_M ＞ F_N$,$E_{pM} ＜ E_{pN}$
【解析】在电场中,等差等势面越密,电场强度越大,由此可知$E_M ＜ E_N$,由$F = qE$,可知$F_M ＜ F_N$,由于固定电荷为负电荷,电场方向由金属板指向负电荷,沿电场线方向电势越来越低,可知$M点所在等势面的电势大于N$点所在等势面的电势,即$\varphi_M ＞ \varphi_N$,正电荷在电势高处电势能大,可知$E_{pM} ＞ E_{pN}$,A正确,B、C、D错误.
【答案】A

答案： A

例282 [全国高考]一匀强电场的方向平行于$xOy$平面,平面内$a$、$b$、$c$三点的位置如图1-10-44所示,三点的电势分别为$10\ V$、$17\ V$、$26\ V$. 下列说法正确的是(ABD)

A.电场强度的大小为$2.5\ V/cm$
B.坐标原点处的电势为$1\ V$
C.电子在$a点的电势能比在b点的低7\ eV$
D.电子从$b点运动到c$点,电场力做功为$9\ eV$
【解析】在匀强电场中,两平行且等长的线段两端的电势差相等,设$O点电势为\varphi$,则$U_{aO} = U_{cb}$,故$\varphi = 1\ V$,选项B正确；连接$O$、$c$,过$a点作Oc$垂线,分析可知此垂线为一等势线,则$Oc$沿电场线方向,$E = \frac{26 - 1}{\sqrt{6^2 + 8^2}}\ V/cm = 2.5\ V/cm$,故选项A正确；电子在$a点的电势能E_{pa} = -10\ eV$,在$b点的电势能E_{pb} = -17\ eV$,$E_{pa} - E_{pb} = 7\ eV$,电子在$a点的电势能比在b点的高7\ eV$,故选项C错误；电子在$c点处的电势能E_{pc} = -26\ eV$,电子从$b点运动到c$点,电场力做的功$W = -\Delta E_p = -(E_{pc} - E_{pb}) = 9\ eV$,故选项D正确.
【答案】ABD

答案： ABD

例283 [湖北新高考]密立根油滴实验装置如图1-10-45所示,两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接,板间产生匀强电场. 用一个喷雾器把密度相同的许多油滴从上板中间的小孔喷入电场,油滴从喷口喷出时由于摩擦而带电. 金属板间电势差为$U$时,电荷量为$q$、半径为$r$的球状油滴在板间保持静止. 若仅将金属板间电势差调整为$2U$,则在板间能保持静止的球状油滴所带电荷量和半径可以为( )

A.$q$,$r$
B.$2q$,$r$
C.$2q$,$2r$
D.$4q$,$2r$
【解析】电场力与重力大小相等,有$\frac{qU}{d} = \rho \cdot \frac{4}{3}\pi r^3 g$,即$U = \frac{4\pi \rho r^3 gd}{3q}$,电势差调整为$2U$,则有$\frac{r'^3}{q'} = 2\frac{r^3}{q}$,将选项代入得,D正确.
【答案】D

答案： D