1.3.1 电场的性质及带电粒子在电场中的运动
专题限时训练
一、单项选择题
1．(2019·全国卷Ⅰ)如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则( )
A．P和Q都带正电荷
B．P和Q都带负电荷
C．P带正电荷，Q带负电荷
D．P带负电荷，Q带正电荷
答案：D
解析：细线竖直且两带电小球处于平衡状态，则两小球之间的库仑力与水平电场施加的电场力是平衡力，当两小球为同种电荷时，两球所受库仑力反向，而电场力同向，不可能使两小球在图示位置都平衡，选项A、B错误；由于两小球只能带异种电荷，相互间库仑力为引力，故左侧小球P所受电场力必水平向左，右侧小球Q所受电场力必水平向右，又因为匀强电场水平向右，则P带负电荷，Q带正电荷，选项C错误、D正确．
2．(2018·天津卷)如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M点和N点时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN.下列判断正确的是( )
A．vM<vN，aM<aN B．vM<vN，φM<φN
C．φM<φN，EpM<EpN D．aM<aN，EpM<EpN
答案：D
解析：由题图可知，M处电场线比N处疏，则M处场强比N处小，粒子在M处所受的电场力小于在N处所受的电场力，粒子在M处的加速度也比在N处的加速度小，即aM＜aN；电场力方向斜向右下，粒子带负电，可知电场线的方向从右下指向左上，则N处电势低于M处电势，即φM＞φN；从M运动到N过程中，电场力做负功，电势能增大，即EpM＜EpN，动能减小，速率减小，即vM＞vN.综上所述，本题正确答案为D.
3．两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的A、B两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系图线如图所示，其中P点电势最高，且AP＜BP，则( )
A．从P点到B点，电场强度逐渐减小
B．q1的电荷量大于q2的电荷量
C．q1和q2都是正电荷
D．在A、B之间将一负电荷从P点左侧移到右侧，电势能先减小后增大
答案：D
解析：在φ－x图线中，切线斜率为场强的大小，从P点到B点斜率越来越大，故场强越来越大，故A错误；在P点，切线斜率为零，则P点的电场强度大小为零，说明q1和q2两点电荷在P点产生的场强大小相等，方向相反，由公式E＝，AP＜BP，知q1的电荷量小于q2的电荷量，故B错误；从A到P的电势升高，从P到B电势降低，则AP段电场线方向从P到A，PB段电场线方向从P到B，则q1和q2是同种电荷，且一定是负电荷，故C错误；负电荷从P点左侧移到P点右侧，电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增大，故D正确．
