高中物理等势面试题

如图所示，图中MN是由负点电荷产生的电场中的一条电场线。一带正电粒子q飞入电场后，只在电场力作用下沿图中虚线运动，a、b是该曲线上的两点，则下列说法正确是

A．a点的电场强度小于b点的电场强度	B．a点的电势低于b点的电势
C．粒子在a点的动能小于在b点的动能	D．粒子在a点的电势能小于在b点的电势能

（1）如图1所示，固定于水平面上的金属框架abcd，处在竖直向下的匀强磁场中。金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。框架的ab与dc平行，bc与ab、dc垂直。MN与bc的长度均为l，在运动过程中MN始终与bc平行，且与框架保持良好接触。磁场的磁感应强度为B。

a. 请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒MN中的感应电动势E；
b. 在上述情景中，金属棒MN相当于一个电源，这时的非静电力与棒中自由电子所受洛伦兹力有关。请根据电动势的定义，推导金属棒MN中的感应电动势E。
（2）为进一步研究导线做切割磁感线运动产生感应电动势的过程，现构建如下情景：如图2所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中，一内壁光滑长为l的绝缘细管MN，沿纸面以速度v向右做匀速运动。在管的N端固定一个电量为q的带正电小球（可看做质点）。某时刻将小球释放，小球将会沿管运动。已知磁感应强度大小为B，小球的重力可忽略。在小球沿管从N运动到M的过程中，求小球所受各力分别对小球做的功。

如图所示，有一块无限大的原来不带电的金属平板MN，现将一个带电量为+Q的点电荷放置于板右侧，并使金属板接地；金属平板与电量为+Q的点电荷之间的空间电场分布与等量异种电荷之间的电场分布类似，则金属板MN为等势面且电势为零．已知BCDE在以电荷+Q为圆心的圆上，电荷+Q离金属板MN的距离AQ为d， B点为AQ的中点，则下列说法正确的是

A．C点和E点的场强相同

B．B点的场强大于D点的场强

C．D点电势低于零电势

D．带负电点电荷在B点的电势能大于在D点电势能

如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即U_ab=U_bc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R同时在等势面b上，据此可知（   ）

A．三个等势面中，c的电势最高

B．带电质点在P点的电势能比在Q点的小

C．带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小

D．带电质点在P点的加速度比在Q的加速度大

如图所示，在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种点电荷+Q、一Q，虚线是以+Q所在点为圆心、每为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于z轴对称．下列判断正确的是（   ）

A．b、d两点处的电场强度相同

B．b、d两点处的电势相同

C．四个点中c点处的电势最低

D．将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，+q的电势能减小

某电场的电场线分布如图所示，在以点电荷为圆心的圆周上有a、b、c、d四点，a、c两点与点电荷在同一水平线上，b、d与点电荷在同一竖直线上，则下列说法正确的是（   ）

A．a点电势最低，c点电势最高

B．同一试探电荷在b、d两点受的电场力相同

C．同一试探电荷在b、d两点的电势能相同

D．若将一负试探电荷由c点移到d点，电势能增大

如图所示，在等量异种电荷形成的电场中，有A、B、C三点，A为两点荷连线的中心，B为连线上距A为d的一点，C为连线中垂线上距A也为d的一点，关于三点的场强大小、电势高低比较，正确的是（      ）

A．        　　 B．
C．         　　 D．

如图所示，一带电液滴在重力和匀强电场对它的电场力作用下，从静止开始由b沿直线运动到d，且bd与竖直方向所夹的锐角为45°，则下列结论正确的是（ ）

A．液滴受到的电场力与重力大小相等

B．此液滴带负电

C．合力对液滴做的总功等于零

D．液滴的电势能减少

如图所示，一电子在某一外力作用下沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速飞过，电子重力不计，则电子所受电场力的大小和方向变化情况是（）

A．先变大后变小，方向水平向左

B．先变大后变小，方向水平向右

C．先变小后变大，方向水平向左

D．先变小后变大，方向水平向右

如图所示，在xOy平面上第Ⅰ象限内有平行于y轴的有界匀强电场，方向如图所示．y轴上一点P的坐标为(0，y₀)，有一电子以垂直于y轴的初速度v₀从P点垂直射入电场中，当匀强电场的场强为E₁时，电子从A点射出，A点坐标为(x_A,0)，当场强为E₂时，电子从B点射出，B点坐标为(x_B,0)．已知电子的电荷量为e，质量为m，不计电子的重力．

(1)求匀强电场的场强E₁、E₂之比．
(2)若在第Ⅳ象限过Q点放一张垂直于xOy平面的感光胶片，Q点的坐标为(0，－y₀)，求感光胶片上曝光点的横坐标x _A′、x_B′之比．

(12分)ABC表示竖直放在电场强度为E=10⁴V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BC部分是半径为R的1/4圆环，轨道的水平部分与半圆环相切。A为水平轨道上的一点，而且AB=R=0.2m，把一质量m=0.1kg，带电量为的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=10m/s²）

（1）小球到达C点的速度大小
（2）小球在C点时，轨道受到的压力大小

如图所示，在粗糙的足够长的竖直木杆上套有一个带正电小球，整个装置处在有水平匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场组成的足够大的复合场中，小球由静止开始下滑，在整个运动过程中，关于描述小球运动的v﹣t图象中正确的是（ ）

A．

B．

C．

D．

如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、电场强度为E的匀强电场，在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏．现有一电荷量为＋q、质量为m的带电粒子(重力不计)，以垂直于电场线方向的初速度v₀射入电场中，v₀方向的延长线与屏的交点为O.试求：

(1)粒子从射入到打到屏上所用的时间；
(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tan α；
(3)粒子打到屏上的点P到O点的距离x.

如图所示，把一个架在绝缘支架上不带电的枕形导体放在带负电的导体C附近，达到静电平衡后，下列对导体A端和B端电势判断正确的是 (    )
（取大地为零电势点）

A．UA＞UB＞O

B．UA＜UB＜O

C．UA＝UB＜O

D．UA＝UB＞O

水平放置的平行金属板AB间的距离d=0.1m，板长L=0.3m，在金属板的左端竖直放置一带有小孔的挡板，小孔恰好位于AB板的正中间，距金属板右端x=0.5m处竖直放置一足够大的荧光屏，现在AB板间加如图（b）所示的方波形电压，已知U₀=1.0×10²V，在挡板的左侧，有大量带正电的相同粒子以平行于金属板方向的速度持续射向挡板，粒子的质量m=1.0×10^-7kg，电荷量q=1.0×10^-2C，速度大小均为v₀=1.0×10⁴m/s，带电粒子的重力不计，则：

（1）求粒子在电场中的运动时间；
（2）求在t=0时刻进入的粒子打在荧光屏上的位置到O点的距离；
（3）请证明粒子离开电场时的速度均相同；
（4）若撤去挡板，求荧光屏上出现的光带长度。