2020高考物理专题复习《电场能的性质》能力提升训练(含答案)
【高考复习】2020版高考物理 全程复习课后练习21 电场能的性质(含答案解析)
2020版高考物理全程复习课后练习21电场能的性质1.在电场中，下列说法正确的是( )A．某点的电场强度大，该点的电势一定高B．某点的电势高，试探电荷在该点的电势能一定大C．某点的场强为零，试探电荷在该点的电势能一定为零D．某点的电势为零，试探电荷在该点的电势能一定为零2.如图所示，在水平地面上竖直固定一绝缘弹簧，弹簧中心直线的正上方固定一个带电小球Q，现将与Q带同种电荷的小球P从直线上的N点由静止释放，在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中，下列说法中正确的是( )A．小球P的电势能先减小后增加B．小球P与弹簧组成的系统机械能一定增加C．小球动能的减少量等于电场力和重力做功的代数和D．小球P速度最大时所受弹簧弹力和电场力的合力为零3.如图所示，a、b、c、d为正四面体的四个顶点，O点为d点在底面上的投影，在a、b两点分别放置等量的负点电荷，则( )A．c点电势大于d点电势B．c、d两点的电场强度相同C．从O点沿Od移动负电荷，负电荷的电势能不断增大D．从c点沿cd移动正电荷，正电荷受到的电场力先做正功，后做负功4.如图所示,实线表示电场线,虚线表示带电粒子运动的轨迹,带电粒子只受电场力的作用,运动过程中电势能逐渐减少,它运动到b处时的运动方向与受力方向可能的是( )5.如图所示，在直角坐标系xOy平面内存在一正点电荷，带电荷量为Q，坐标轴上有A、B、C量为k，则( )A．点电荷位于O点处6.如图所示，电场中的一簇电场线关于y轴对称分布，O点是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，则( )A．M点电势比P点电势高B．O、M间的电势差等于N、O间的电势差C．一正电荷在O点的电势能小于在Q点的电势能D．将一负电荷从M点移到P点，电场力做正功7.静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正方向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷( )A．在x2和x4处电势能相等B．由x1运动到x3的过程中电势能增加C．由x1运动到x4的过程中电势能先减少后增加D．由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大8.如图所示，质量可忽略的绝缘细杆做成正方体框架，边长为a，框架的每个顶点固定着一个带电荷量为＋q、质量为m的小球，将这个框架静止放在足够粗糙的水平面上，水平面上方有水平向右的匀强电场(未画出)，场强为E，下列说法正确的是( )A．正方体中心位置处电场强度为零B．上方四个小球受到的电场力的合力均相同C．若以右下底边为轴把这个正方体向右侧翻转90°，系统电势能减少了6qEaD．若以右下底边为轴把这个正方体向右侧翻转90°，系统电势能减少了8qEa9.如图所示，半径为R的均匀带正电薄球壳，壳内的电场强度处处为零，其球心位于坐标原点O，一带正电的试探电荷靠近球壳表面处由静止释放沿坐标轴向右运动．下列关于坐标轴上某点电势φ、试探电荷在该点的动能E k与离球心距离x的关系图线，可能正确的是( )10.两个等量同种点电荷固定于光滑绝缘水平面上，其连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示，一个电荷量为2 C、质量为1 kg的带正电的小物块从C点静止释放，其运动的v －t图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)．则下列说法正确的是( )A．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E=0.2 N/CB．由C到A的过程中物块的电势能先减小后增大C．A、B两点间的电势差U AB=5 VD．U CB<U BA11. (多选)一带正电的粒子仅在电场力作用下从A点经B、C点运动到D点，其v－t图象如图所示，则下列说法中正确的是( )A．A点的电场强度一定大于B点的电场强度B．粒子在A点的电势能一定大于在B点的电势能C．C、D间各点电场强度和电势都为零D．A、B两点间的电势差大于C、B两点间的电势差12. (多选)如图a所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个点电荷．t=0时，甲静止，乙以大小为6 m/s的初速度向甲运动．此后，它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动(整个运动过程中没有接触)，它们运动的v－t图象如图b所示．则由图线可知( )A．两电荷的电性一定相反B．t1时刻两电荷的电势能最大C．0～t2时间内，两电荷间的静电力先增大后减小D．0～t3时间内，甲的动能一直增大，乙的动能一直减小13.如图所示，半径为R的水平绝缘圆盘可绕竖直轴OO′转动，水平虚线AB、CD互相垂直，一电荷量为＋q的可视为质点的小物块置于距转轴r处，空间有方向从A指向B的匀强电场．当圆盘匀速转动时，小物块相对圆盘始终静止．小物块转动到位置Ⅰ(虚线AB上)时受到的摩擦力为零，转动到位置Ⅱ(虚线CD上)时受到的摩擦力为f.求：(1)圆盘边缘两点间电势差的最大值；(2)小物块由位置Ⅰ转动到位置Ⅱ克服摩擦力做的功．m/s.求：(1)小物块经过B点时对轨道的压力大小；答案解析1.答案为：D；解析：电势是人为规定的，其值与电场强度无关，电势能与零势能面的选取有关，与电场强度无关，A、C项错误；负电荷在高电势处比在低电势处电势能小，B项错误；根据E p=qφ可知，电势为零，电势能为零，D项正确．2.答案为：B；解析：在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中，电场力对小球P一直做正功，小球P 的电势能一直减小，小球P与弹簧组成的系统机械能一定增加，B正确，A错误；小球动能的减少量等于弹簧弹力、电场力和重力做功的代数和，C错误；小球P速度最大时所受重力、弹簧弹力和电场力的合力为零，D错误．3.答案为：D；解析：根据等量同种电荷电场线和等势面的性质可知，c、d两点的电势相等，故A错误；根据对称性，c、d两点的电场强度大小相等，但方向不同，故场强不同，故B错误；从O 点沿Od移动负电荷，电场力做正功，负电荷的电势能不断减小，故C错误；沿cd移动正电荷，正电荷离a、b连线中点的距离先减小后增大，而正电荷所受的电场力始终指向a、b连线的中点，则电场力先做正功，后做负功，故D正确．4.答案为：D；解析：由于带电粒子只受电场力的作用,而且运动过程中电势能逐渐减少,可判断电场力做正功,即电场力方向与粒子速度方向夹角为锐角,且电场力方向沿着电场线指向轨迹凹侧,故D项正确。
2020届高考物理一轮复习专题强化卷：电场能的性质
2020年高考物理一轮复习专题强化卷----电场能的性质一、单选题（共8题，40分）1、如图所示，虚线表示某电场的等势面，实线表示一带电粒子仅在电场力作用下运动的径迹．粒子在A点的加速度为a A、动能为E k A、电势能为E p A；在B点的加速度为a B、动能为E k B、电势能为E p B.则下列结论正确的是()A．a A>a B，E k A>E k B B．a A<a B，E p A>E p B C．a A<a B，E p A<E p B D．a A>a B，E k A<E k B【答案】C2、如图所示，匀强电场的方向平行于xOy坐标系平面，其中坐标原点O处的电势为2 V，a点的坐标为(0 cm，4 cm)，电势为8 V，b点的坐标为(3 cm，0 cm)，电势为8 V，则电场强度的大小为()A．250 V/m B．200 V/m C．150 V/m D．120 V/m【答案】A3、一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示，图中平行实线可能是电场线也可能是等势线，则以下说法正确的是()A．无论图中的实线是电场线还是等势线，a点的电场强度都比b点的电场强度小B．无论图中的实线是电场线还是等势线，a点的电势都比b点的电势高C．无论图中的实线是电场线还是等势线，电子在a点的电势能都比在b点的电势能小D．如果图中的实线是等势线，电子在a点的速率一定大于在b点的速率【答案】D.4、如图所示，在某电场中画出了三条电场线，C点是A、B连线的中点．已知A点的电势为φA＝30 V，B 点的电势为φB＝－20 V，则下列说法正确的是()A．C点的电势φC＝5 V B．C点的电势φC>5 VC．C点的电势φC<5 V D．负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能【答案】C5、如图所示，M、N、P三点位于直角三角形的三个顶点上，∠PMN＝30°，∠MNP＝60°，一负点电荷位于三角形的平面上，已知M点和N点的电势相等，P点的电势与MN中点F的电势相等，则下列说法正确的是()A．M点和P点的电场强度相等B．N点和P点的电场强度相等C．同一正电荷在M点时的电势能大于在P点时的电势能D．同一正电荷在N点时的电势能小于在P点时的电势能【答案】C6、图中虚线是某电场的一组等势面．两个带电粒子从P点沿等势面的切线方向射入电场，粒子仅受电场力作用，运动轨迹如实线所示，a、b是实线与虚线的交点．下列说法正确的是()A．两粒子的电性相同B．a点的场强小于b点的场强C．a点的电势高于b点的电势D．与P点相比两个粒子的电势能均增大【答案】B7、在坐标－x0到x0之间有一静电场，x轴上各点的电势φ随坐标x的变化关系如图所示，一电荷量为e的质子从－x0处以一定初动能仅在电场力作用下沿x轴正向穿过该电场区域．则该质子()A．在－x0～0区间一直做加速运动B．在0～x0区间受到的电场力一直减小C．在－x0～0区间电势能一直减小D．在－x0～0区间电势能一直增加【答案】D8、如图所示，真空中有一半径为R、电荷量为＋Q的均匀带电球体，以球心为坐标原点，沿半径方向建立x轴．理论分析表明，x轴上各点的场强随x变化关系如图乙所示，则()A ．x 2处场强大小为kQ x 22B ．球内部的电场为匀强电场C ．x 1、x 2两点处的电势相同D ．假设将试探电荷沿x 轴移动，则从x 1移到R 处和从R 移到x 2处电场力做功相同【答案】A二、不定项选择题（共5题，30分）9、如图所示，在点电荷Q 产生的电场中，实线MN 是一条方向未标出的电场线，虚线AB 是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹．设电子在A 、B 两点的加速度大小分别为a A 、a B ，电势能分别为E p A 、E p B .下列说法正确的是( )A ．电子一定从A 向B 运动 B ．若a A ＞a B ，则Q 靠近M 端且为正电荷C ．无论Q 为正电荷还是负电荷一定有E p A ＜E p BD ．B 点电势可能高于A 点电势【答案】 BC10、一匀强电场的方向平行于xOy 平面，平面内a 、b 、c 三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V 、17 V 、26 V ．下列说法正确的是( )A ．电场强度的大小为2.5 V/cmB ．坐标原点处的电势为1 VC．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【答案】ABD11、如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称．忽略空气阻力．由此可知()A．Q点的电势比P点高B．油滴在Q点的动能比它在P点的大C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小【答案】AB.12、光滑绝缘水平面上固定两个等量点电荷，它们连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示．一质量m＝1 g的带正电小物块由A点静止释放，并以此时为计时起点，沿光滑水平面经过B、C两点(图中未画出)，其运动过程的v－t图象如图乙所示，其中图线在B点位置时斜率最大，根据图线可以确定()A．中垂线上B点电场强度最大B．A、B两点之间的位移大小C．B点是连线中点，C与A点必在连线两侧D．U BC>U AB【答案】AD.13、如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，A、B为x轴上的两点，x A、x B分别为A、B两点在x轴上的坐标值．一电子仅在电场力作用下沿x轴运动，该电子的电势能E p随其坐标x变化的关系如图乙所示，E p A 和E p B分别表示电子在A、B两点时的电势能．则下列说法中正确的是()A ．该电场可能是孤立的点电荷形成的电场B ．A 点的电场强度小于B 点的电场强度C ．电子由A 点运动到B 点的过程中电场力对其所做的功W ＝E p A －E p BD ．电子在A 点的动能大于在B 点的动能【答案】CD三、计算题（共2题，30分）14、如图所示，一质量为m 、电荷量为q (q >0)的液滴，在场强大小为3mg q、方向水平向右的匀强电场中运动，运动轨迹在竖直平面内．A 、B 为其运动轨迹上的两点，已知该液滴在A 点的速度大小为v 0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B 点时速度方向与电场方向的夹角为30°.求A 、B 两点间的电势差．【答案】3mv 208q【解析】由题意知qE ＝3mg ，液滴重力不能忽略，把运动分解水平方向：v sin 60°＝v 0sin 30°＋qE mt ∠ 竖直方向：v cos 60°＝v 0cos 30°－gt ∠由∠∠可得：v ＝233v 0，t ＝3v 06g 由牛顿第二定律得水平方向加速度a ＝qE m＝3g ， 水平位移：x ＝v 0sin 30°·t ＋12(3g )t 2＝3v 208g U AB ＝Ex ＝3mv 208q. 15、在光滑绝缘的水平面上，用长为2L 的绝缘轻杆连接两个质量均为m 的带电小球A 和B .A 球的带电荷量 为＋2q ，B 球的带电荷量为－3q ，组成一带电系统，如图所示，虚线MP 为A 、B 两球连线的垂直平分线，虚线NQ 与MP 平行且相距5L .最初A 和B 分别静止于虚线MP 的两侧，距MP 的距离均为L ，且A 球距虚 线NQ 的距离为4L .若视小球为质点，不计轻杆的质量，在虚线MP 、NQ 间加上水平向右、场强大小为E 的匀强电场后，试求：(1)B 球刚进入电场时，带电系统的速度大小；(2)带电系统向右运动的最大距离；(3)带电系统从开始运动到速度第一次为零时，B 球电势能的变化量．【答案】(1) 2qEL m (2)3L (3)6qEL 【解析】(1)设B 球刚进入电场时，系统的速度为v 1，对A 、B 系统应用动能定理：2qEL ＝12×2mv 21， 则v 1＝2qEL m. (2)设球A 向右运动s 时，系统速度为零，由动能定理，得：2qEs ＝3qE (s －L )，则s ＝3L .(3)带电系统的速度第一次为零时，B 球克服电场力做功W FB ＝6qEL ，则B球电势能增加了6qEL.。
2020年高考物理一轮复习 分层限时集训20 电场能的性质
分层限时集训(二十)电场能的性质[A级基础达标]1．下列说法中错误的是()A．重力做功与路径无关，与移动物体的初末位置的竖直高度差有关，即W AB＝mgh ABB．电场力做功与路径无关，与移动电荷的初末位置的电势差有关，即W AB ＝qU ABC．重力对物体做正功，其重力势能减少，做负功，则重力势能增加D．电场力对正电荷做正功，正电荷电势能减少，对负电荷做正功，负电荷电势能增加D[无论正电荷还是负电荷，只要电场力做正功，电荷具有的电势能就减少，若电场力做负功，电荷具有的电势能就增加，故D错误．由功能关系可知，电场力、重力做功均与路径无关，做正功时对应的势能减少，反之则增加，A、B、C均正确．]2．(多选)一点电荷仅受电场力作用，由A点无初速度释放，沿直线先后经过电场中的B点和C点．如图7-2-15所示，点电荷在A、B、C三点的电势能分别用E A、E B和E C表示，则E A、E B、E C间的关系可能是()图7-2-15A．E A>E B>E C B．E A<E B<E CC．E A<E C<E B D．E A>E C>E BAD[若点电荷由静止释放后，由A经B到C的过程，电场力始终做正功，则点电荷的电势能始终减小，故有E A>E B>E C，A正确；若由A到B的过程，电场力做正功，而由B到C的过程，电场力做负功，则有可能出现E A>E C>E B，由于动能和电势能之和保持不变，不可能出现E A<E B的情况，因此，D正确，B、C均错误．]3. (2018·福州质检)电场中某三条等势线如图7-2-16中实线a、b、c所示．一电子仅在一电场力作用下沿直线从P运动到Q，已知电势φa>φb>φc，这一过程电子运动的v-t图象可能是()图7-2-16A[结合φa>φb>φc，由题图等势线的特点可确定此电场为非匀强电场，且Q 点处电场强度小于P点处电场强度，电子仅在电场力作用下沿直线从P运动到Q，将做加速度越来越小的加速运动，A正确．]4．(多选)(2016·全国Ⅰ卷)如图7-2-17，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称．忽略空气阻力．由此可知()图7-2-17A．Q点的电势比P点高B．油滴在Q点的动能比它在P点的大C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小AB[带电油滴在电场中受重力、电场力作用，据其轨迹的对称性可知，电场力方向竖直向上，且电场力大于重力，电场力先做负功后做正功，则电场强度方向向下，Q点的电势比P点高，选项A正确；油滴在P点的速度最小，选项B正确；油滴在P点的电势能最大，选项C错误；油滴运动的加速度大小不变，选项D错误．]5．(多选)真空中一点电荷形成的电场中的部分电场线如图7-2-18所示，分别标记为1、2、3、4、5，且1、2和5、4分别关于3对称．以电场线3上的某点为圆心画一个圆，圆与各电场线的交点分别为a、b、c、d、e，则下列说法中正确的是()图7-2-18A ．电场强度E a >E cB ．电势φb >φdC ．将一正电荷由a 点移到d 点，电场力做正功D ．将一负电荷由b 点移到e 点，电势能增大AD [由点电荷电场分布特点可知，以点电荷为圆心的圆上各点的电势和场强大小均相等，沿如题图所示的电场方向，等势面的电势越来越低，电场线越来越密，故E a >E c ，A 正确；φb ＝φd ，B 错误；U ad <0，正电荷由a 点移到d 点时，W ad ＝U ad q <0，C 错误；又U be >0，负电荷由b 点移到e 点时，W be ＝U be ·(－q )<0，即电场力做负功，电势能增大，D 正确．]6．如图7-2-19所示，等边三角形ABC 处在匀强电场中，其中电势φA ＝φB ＝0，φC ＝φ.保持该电场的大小和方向不变，让等边三角形以A 点为轴在纸面内顺时针转过30°，则此时B 点的电势为( )图7-2-19A ．33φB ．12φC ．－33φD ．－12φC [设等边三角形的边长为L ，则匀强电场E ＝φ32L ，若让等边三角形以A 点为轴在纸面内顺时针转过30°，则B 1点(转动后的B 点)到AB 的距离为d ＝L 2，所以U＝Ed＝φ32L×L2＝3φ3，故转动后B点的电势为－3φ3，选项C正确．]7．在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形abcd，顶点a、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图7-2-20所示．若将一个带负电的粒子置于b点，由静止释放，粒子将沿着对角线bd往复运动．粒子从b点运动到d点的过程中()图7-2-20A．先做匀加速运动，后做匀减速运动B．先从高电势到低电势，后从低电势到高电势C．电势能与动能之和先增大，后减小D．电势能先减小，后增大D[由电荷的对称性和场强的叠加原理可知，a、c两电荷在bd连线上产生的电场强度在中点处为零，其他位置的场强方向由中点向外，负电荷在bd连线上受到的库仑力方向一定指向bd连线的中点，且库仑力的大小是改变的，故粒子从b点运动到d点的过程中，电场力先做正功再做负功，电势能先减小，后增大．D正确；但粒子不是做匀变速运动，A错误；因只有电场力做功，故电势能与动能之和守恒，C错误；由电场分布可知，在bd连线的中点电势最高，故由b到d的过程中，粒子先从低电势到高电势，再从高电势到低电势，B错误．][B级能力提升]8．如图7-2-21所示，在粗糙绝缘水平面上固定一点电荷Q，从M点无初速释放一带有恒定负电荷的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中，下列说法中正确的是()图7-2-21A．小物块所受电场力逐渐增大B．小物块具有的电势能逐渐增大C．Q电场中M点的电势高于N点的电势D．小物块电势能的减少量等于克服摩擦力做的功D[因小物块带负电荷，从M点释放后向N点运动，故小物块受到的库仑力水平向左，故Q带负电荷，在由M到N的过程中，库仑力逐渐减小，电场力做正功，电势能减小，故A、B均错误；因电场方向由N指向M，故N点电势－W F f＝0，故电场力对小物块所比M点电势高，C错误；由动能定理可知，W电做的功等于小物块电势能的减少量，等于克服摩擦力做的功，故D正确．] 9．(多选)(2018·青岛检测)两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图7-2-22中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列关于带电粒子的判断正确的是()图7-2-22A．带正电B．速度先变大后变小C．电势能先变大后变小D．经过b点和d点时的速度大小相等CD[由等势线的分布特点可知，形成电场的正电荷在上方，负电荷在下方，又由轨迹的偏转情况可确定，运动的粒子带负电，选项A错误；电场力先做负功后做正功，动能先变小后变大，速度先减小后变大，电势能先变大后变小，则选项B错误，C正确；由于b、d两点在同一等势面上，则粒子在这两点的电势能相等，动能相等，速度大小相等，选项D正确．]10．(多选)如图7-2-23所示，两电荷量分别为Q(Q>0)和－Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b点位于y轴O点上方，取无穷远处的电势为零．下列说法正确的是()图7-2-23A．b点电势为零，电场强度也为零B．正的试探电荷在a点的电势能大于零，所受电场力方向向右C．将正的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功D．将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点，后者电势能的变化较大BC[因为等量异种电荷在其连线的中垂线上的电场方向为水平指向负电荷，所以电场方向与中垂线方向垂直，故中垂线为等势线，因为中垂线延伸到无穷远处，所以中垂线的电势为零，故b点的电势为零，但是电场强度不为零，A 错误；等量异种电荷连线上，电场方向由正电荷指向负电荷，方向水平向右，在中点O处电势为零，O点左侧电势为正，右侧电势为负，又知道正电荷在正电势处电势能为正，故B正确；O点的电势低于a点的电势，电场力做负功，所以必须克服电场力做功，C正确；O点和b点的电势相等，所以先后从O、b点移到a点，电场力做功相等，电势能变化相同，D错误．]11．如图7-2-24所示，带电荷量为Q的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底部的C点，斜面上有A、B两点，且A、B和C在同一直线上，A和C 相距为L，B为AC的中点．现将一带电小球从A点由静止释放，当带电小球运动到B点时速度正好又为零．已知带电小球在A点处的加速度大小为g4，静电力常量为k，求：图7-2-24(1)小球运动到B点时的加速度大小；(2)B和A两点间的电势差(用Q和L表示)．[解析](1)带电小球在A点时：mg sin 30°－k Qq L 2＝ma A .带电小球在B 点时：kQq ⎝ ⎛⎭⎪⎫L 22－mg sin 30°＝ma B 且a A ＝g 4可解得：a B ＝g 2.(2)由A 点到B 点应用动能定理得：mg sin 30°·L 2－U BA ·q ＝0. 由mg sin 30°－k Qq L 2＝m ·a A ＝m g 4可得：14mg ＝k Qq L 2可求得：U BA ＝kQ L .[答案](1)g 2 (2)kQ L12．(综合拔高)(2018·福建质检)如图7-2-25，轨道CDGH 位于竖直平面内，其中圆弧段DG 与水平段CD 及倾斜段GH 分别相切于D 点和G 点，圆弧段和倾斜段均光滑，在H 处固定一垂直于轨道的绝缘挡板，整个轨道绝缘且处于水平向右的匀强电场中．一带电物块由C 处静止释放，经挡板碰撞后滑回CD 段中点P 处时速度恰好为零．已知物块的质量m ＝4×10－3kg ，所带的电荷量q ＝＋3×10－6 C ；电场强度E ＝1×104 N/C ；CD 段的长度L ＝0.8 m ，圆弧DG 的半径r ＝0.2 m ，GH 段与水平面的夹角为θ，且sin θ＝0.6，cos θ＝0.8；不计物块与挡板碰撞时的动能损失，物块可视为质点，重力加速度g 取10 m/s 2.图7-2-25(1)求物块与轨道CD 段的动摩擦因数μ；(2)求物块第一次碰撞挡板时的动能E k ；(3)分析说明物块在轨道CD 段运动的总路程能否达到2.6 m ．若能，求物块在轨道CD 段运动2.6 m 路程时的动能；若不能，求物块碰撞挡板时的最小动能．[解析](1)物块由C 处释放后经挡板碰撞滑回P 点过程中，由动能定理得qE L 2－μmg ⎝ ⎛⎭⎪⎫L ＋L 2＝0 ①由①式代入数据得μ＝qE 3mg ＝0.25. ②(2)物块在GH 段运动时，由于qE cos θ＝mg sin θ，所以做匀速直线运动③ 由C 运动至H 过程中，由动能定理得qEL －μmgL ＋qEr sin θ－mgr (1－cos θ)＝E k －0④ 由④式代入数据得E k ＝0.018 J ． ⑤(3)物块最终会在DGH 间来回往复运动，物块在D 点的速度为0设物块能在水平轨道上运动的总路程为s ，由能量转化与守恒定律可得qEL ＝μmgs⑥ 由⑥式代入数据得s ＝2.4 m ⑦ 因为2.6 m>s ，所以不能在水平轨道上运动2.6 m 的路程．物块碰撞挡板的最小动能E 0等于往复运动时经过G 点的动能，由动能定理得qEr sin θ－mgr (1－cos θ)＝E 0－0 ⑧ 由⑧式代入数据得E 0＝0.002 J ． ⑨[答案](1)0.25 (2)0.018 J(3)不能 0.002 J。
2020届高考物理总复习第七章静电场核心素养提升练二十二7.3电场能的性质解析版新人教版
电容器与电容带电粒子在电场中的运动(45分钟100分)(20分钟50分)一、选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分，1～4题为单选题，5题为多选题)1.(2019·濮阳模拟)如图所示，两个水平平行放置的带电极板之间存在匀强电场，两个相同的带电粒子(不计重力)从两侧同一高度同时水平射入电场，经过时间t在电场中某点相遇。
则以下说法中正确的是( )A.若两粒子入射速度都变为原来的两倍，则两粒子从射入到相遇经过的时间为tB.若两粒子入射速度都变为原来的两倍，则两粒子从射入到相遇经过的时间为tC.若匀强电场的电场强度大小变为原来的两倍，则两粒子从射入到相遇经过的时间为tD.若匀强电场的电场强度大小变为原来的两倍，则两粒子从射入到相遇经过的时间为t【解析】选A。
粒子受电场力作用，两个相同的粒子加速度相同，方向竖直向下，粒子初速度和加速度垂直，水平方向做匀速运动，竖直方向做匀加速运动，两粒子从射入到相遇经过的时间只和初速度大小有关，当两粒子入射速度都变为原来的两倍，则两粒子从射入到相遇经过的时间为t，故A正确，B、C、D错误。
2.(2018·江苏高考)如图所示，水平金属板A、B分别与电源两极相连，带电油滴处于静止状态。
现将B板右端向下移动一小段距离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴( )A.仍然保持静止B.竖直向下运动C.向左下方运动D.向右下方运动【解析】选D。
将B板右端向下移动一小段距离后，电容器内部电荷重新分布，右侧电荷稀疏，左侧电荷密集，电场力方向不再竖直向上，而是向右侧倾斜，使得带电油滴不再受力平衡，合力方向向右下方，如图所示，油滴向右下方运动，选项D正确。
【加固训练】如图，两平行的带电金属板水平放置。
若在两板中间a点静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。
现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)顺时针旋转45°，再由a点从静止释放一个同样的微粒，该微粒将( )A.保持静止状态B.向右下方做匀加速运动C.向正下方做匀加速运动D.向左下方做匀加速运动【解析】选B。
2020高考物理电场复习题含答案
,电场一、考点介绍本考点内容是历年高考试题中的重点之一．查的内容主要集中在两个方面：一是有关对电场本身的认识，即电场、电场强度、电势、电势差、电势能、电场线、等势面；二是电场知识的应用，即带电粒子在匀强电场中的运动、电容器等．电场强度、电势差等基本知识的考查一般以选择题、填空题的形式出现；对于电场中导体和电容器的考查，常以小综合题型出现．电粒子在电场中运动一类问题，是高考中考查的重点内容之一．其是在力、电综合试题中，多把电场与牛顿定律，动能定理，功能关系，运动学知识，电路知识等巧妙地综合起来，考查学生对这些基本知识、基本规律的理解和掌握的情况，应用基本知识分析、解决实际问题的能力。
纵观这类题目，所涉及的情景基本相同（无外乎是带电粒子在电场中平衡、加速或偏转），但命题者往往拟定不同的题设条件，多角度提出问题，多层次考查知识和能力．二、高考真题1．（山东卷.理综.21）如图1所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷+Q，在x轴上C点有点电荷-Q,且CO=OD∠ADO＝60.下列判断正确的是（）A.O点电场强度为零B.O点电场强度为零C.若将点电荷+q从O移向C,电势能增大D.若将点电荷-q从O移向C，电势能增大⎧ 0, 0 ＜r ＜ r F = ⎨-F , r ≤r ≤ r ⎪ 距离较远时，它们 之间就会出现很强的引力（导 0, r ＞r ⎩ －U 0－U 0图12．（海南卷 .物理 .5）质子和中于是由更基本的粒子即所谓“夸克” 组成的．两个强作用电荷相反（类似于正负电荷）的夸克在距离很近时几乎没有相互1作用（称为“渐近自由”）；在 ⎪ 0 1 2 2致所谓“夸克禁闭”）．作为一个简单的模型，设这样的两夸克之间的相互作用力 F 与它们之间的距离 r 的关系为：式中 F 0 为大于零的常量，负号表示引力．用 U 表示夸克间的势能，令 U 0＝F 0(r 2—r 1)，取无穷远为势能零点．下列图 2 中 U －r 图示中正确的是（）UOr 1 r 2r UOr 1 r 2r UOr 1 r 2rU U 0－U 0OABCr 1 Dr 2 r图23．（上海卷.物理.2A ）如图 3 所示，把电量为－5×10－9C 的电荷，从电场中的 A 点移到 B 点，其电势能＿＿＿（选填“增大”、“减 小”或“不变”）；若 A 点的电势 U A ＝15V ，B 点的电势 U B ＝10V ，则图3此过程中电场力做的功为＿＿＿＿J 。
2020年人教版(山东专用)高考物理练习：电场能的性质
第2节电场能的性质课时训练呦时孔盂-域出舟务丨基础必备练|1. （多选）关于静电场，下列说法正确的是（AD ）A. 在电场中，电势越高的地方，负电荷在该点具有的电势能越小B. 把负电荷从A点移到B点电场力做正功，则有U B>0C. 在电场中电场强度大的地方，电势一定高D. 任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向解析：由电势能与电势的关系E=q「，知电势越高的地方，负电荷在该点具有的电势能越小，选项A正确；由电场力做功公式VW=qUB,知q< 0,W A B>0,则得U B<0,选项B错误；电势与电场强度无关，则知电场强度大的地方，电势不一定高，选项C错误；电场中，电场强度总是指向该点电势降落最快的方向，选项D正确.2. （2019 •湖南长沙质检）（多选）如图是两等量异号点电荷，以两电荷连线的中点O为圆心画出半圆，在半圆上有a,b,c三点,b点在两电荷连线的垂直平分线上，下列说法正确的是（ABC ）A. a,c两点的电场强度相同B. a点电势高于c点电势，即\> %C. 正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能D. 将正电荷由O移到b电场力做了功解析:根据电场的对称性,a,c两点的电场强度相同，选项A正确;沿电场线电势降低，-> ;:c,选项B正确；正电荷在高电势处电势能大，选项C 正确;将正电荷由0移到b,电场力与运动方向垂直，电场力不做功，选项D错误.3. （2019 •河北衡水模拟）如图所示，匀强电场中的六个点A,B,C, D,E,F 为正八面体的六个顶点，已知BE中点O的电势为零,A,B,C三点的电势分别为7 V,-1 V,3 V,则E,F两点的电势分别为（B ）A. 2 V,-2 VB.1 V,-3 VC.1 V,-5 VD.-2 V,-4 V解析：在匀强电场中，由公式U=Ed知，沿着任意方向前进相同距离，电势差必定相等.由BO=OE有 & 心％飞得上=2 9 B=0-（-1 V）=1 V,由AC// EF,且AC=EF有A-2 G F,得F二c+ u A=3 V+1V-7 V=-3 V, B正确.4. （2018 •甘肃武威六中四诊）如图所示,虚线a,b,c代表电场中的三条电场线,实线为一带负电的粒子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，由此可知（A ）A. 带电粒子在R点时的速度大于在Q点时的速度B. 带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大C. 带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大D. 带电粒子在R点时的加速度小于在Q点时的加速度解析：由轨迹图可知，粒子所受电场力向右，则电场线方向向左，粒子从P到Q,电场力做负功，故动能减小，电势能变大，即带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小，带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能小，选项A正确,B错误；因为只有电场力做功，故粒子的动能和电势能之和守恒，即带电粒子在P,R,Q三点的动能与电势能之和相同，选项C错误;R处的电场线比Q点密集，故电场强度比Q 点大，则带电粒子在R点时的加速度大小比在Q点时的加速度大，选项D错误.5. （2016 •海南卷，10）（多选）如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M 和N先后在电场中运动的轨迹,a,b,c,d,e 为轨迹和虚线圆的交点.不计重力.下列说法正确的是（ABC ）A. M带负电荷,N带正电荷B. M在b点的动能小于它在a点的动能C. N在d点的电势能等于它在e点的电势能D. N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功解析:由粒子运动轨迹可知M带负电,N带正电.对M粒子由动能定理qU b二E kb-E ka,qU ab<0,则氐<氐,选项A,B正确;N粒子从e到d电场力做功为零,则E）d=E）e,N粒子从c点运动到d点电场力做正功，选项C正确,D 错误.6. （2019 •辽宁沈阳模拟）图中的虚线a,b,c,d表示匀强电场中的4个等势面.两个带电粒子M,N（重力忽略不计）以平行于等势面的初速度射入电场，运动轨迹分别如图中MPr和NQ晰示.已知M是带正电的粒子.则下列说法中正确的是（D ）A. N —定也带正电B. a点的电势高于b点的电势,a点的电场强度大于b点的电场强度C. 带电粒子N的动能减小，电势能增大D. 带电粒子N的动能增大，电势能减小解析：根据偏转情况得带正电的M粒子向右偏,N粒子向左偏必带负电选项A错误；该电场是匀强电场，选项B错误；两粒子都是电势能减小，动能增大,选项C错误,D正确.7. （2018 •安徽六校教育研究会第二次联考）某静电场在x轴上各点的电势「随坐标x的分布图像如图.X轴上A,O,B三点的电势值分别为;O,飞电场强度沿x轴方向的分量大小分别为E AX,E OX,E BX,电子在A,A, O,B三点的电势能分别为E>A,E pq E pB.下列判断正确的是（B ）A.申O> ^B>B.E O X<E BX<E^X解析：由图知 w 、A 错误；根据图像切线斜率的大小等于电场强 度沿x 轴方向的分量大小，则知E O <E BX <E X X ,B 正确；电子带负电，根据电 势能公式E p =q =-e 「分析得吕O E P B >丘A ,C 错误；由图知0A 间电势差大 于CB间电势差,即有 U>L Bq 即G 「少洛「。
2020年高考物理新课标第一轮总复习讲义：第七章 第二讲 电场能的性质 含答案
基础复习课第二讲电场能的性质[小题快练]1．判断题(1)电场力做功与重力做功相似，均与路径无关．( √ )(2)电场中电场强度为零的地方电势一定为零．( × )(3)沿电场线方向电场强度越来越小，电势逐渐降低．( × )(4)A、B两点间的电势差等于将正电荷从A移到B点时静电力所做的功．( × )(5)A、B两点的电势差是恒定的，所以U AB＝U BA.( × )(6)电势是矢量，既有大小也有方向．( × )(7)等差等势线越密的地方，电场线越密，电场强度越大．( √ )(8)电场中电势降低的方向，就是电场强度的方向．( × )2．(多选)关于电势差的计算公式，下列说法正确的是( BC )A．电势差的公式U AB＝W ABq说明两点间的电势差U AB与电场力做功W AB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比B．把正电荷从A点移到B点电场力做正功，则有U AB＞0C．电势差的公式U AB＝W ABq中，U AB与移动电荷的电荷量q无关D．电场中A、B两点间的电势差U AB等于把正电荷q从A点移动到B点时电场力所做的功3．(2016·全国卷Ⅲ)关于静电场的等势面，下列说法正确的是( B )A．两个电势不同的等势面可能相交B．电场线与等势面处处相互垂直C．同一等势面上各点电场强度一定相等D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功4．(多选)(2017·江苏卷)在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示．下列说法正确有( AC )A．q1和q2带有异种电荷B．x1处的电场强度为零C．负电荷从x1移到x2，电势能减小D．负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大考点一电势高低与电势能大小的判断(自主学习)1．电势高低的判断2．电势能大小的判断1－1.[电势、电势能的判断](2019·成都龙泉驿一中入学考试)如图所示为静电除尘机理图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区，放电极和集尘极加上高压电场，使尘埃带上负电，尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，达到除尘目的，图中虚线为电场线(方向未标)．不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电量变化，则()A．电场线方向由放电极指向集尘极B．图中A点电势高于B点电势C．尘埃在迁移过程中电势能减小D．尘埃在迁移过程中动能减小解析：由于尘埃带负电，要使尘埃向集尘极偏转，所受的电场力应指向集尘极，所以电场线应由集尘极指向放电极，由于A点离放电极较近，所以A点电势较低，故A、B错误；尘埃在迁移过程中电场力做正功，电势能减小，故C正确；尘埃在迁移过程中由动能定理可知，尘埃动能增大，故D错误．答案：C1－2. [电场强度、电势能、电场力应用的判断] 四个等量异种点电荷，分别放在正方形的四个顶点处，A、B、C、D为正方形四条边的中点，O为正方形的中心，如图所示．下列说法中正确的是()A．O点电场强度为零B．A、B、C、D四点的电场强度相同C．将一带负电的试探电荷从B点移动到D点，电场力做功为零D．将一带负电的试探电荷从A点移动到C点，其电势能减小答案：C1－3.[电场强度、电势、电势能的判断] (2019·吉林实验中学月考)如图所示，真空中有一个边长为L 的正方体，正方体的两个顶点M 、N 处分别放置电荷量都为q 的正、负点电荷．图中的a 、b 、c 、d 是其他的四个顶点，k 为静电力常量．下列表述正确是( )A ．a 、b 两点电场强度大小相等，方向不同B ．a 点电势高于b 点电势C ．把点电荷＋Q 从c 移到d ，电势能增加D ．同一个试探电荷从c 移到b 和从b 移到d ，电场力做功相同解析：根据电场线分布知，a 、b 两点的电场强度大小相等，方向相同，故A 错误；a 、b 两点处于等量异种电荷的垂直平分面上，该面是一等势面，所以a 、b 的电势相等．故B 错误；根据等量异种电荷电场线的特点，因为沿着电场线方向电势逐渐降低，则c 点的电势大于d 点的电势．把点电荷＋Q 从c 移到d ，电场力做正功，电势能减小，故C 错误；因U cb ＝U bd 可知同一电荷移动，电场力做功相等，故D 正确． 答案：D考点二 公式E ＝Ud 的应用 (自主学习)1．公式E ＝Ud 的三点注意 (1)只适用于匀强电场．(2)d 为某两点沿电场强度方向上的距离，或两点所在等势面之间的距离． (3)电场强度的方向是电势降低最快的方向． 2．纵向拓展推论1 匀强电场中的任一线段AB 的中点C 的电势，等于φC ＝φA ＋φB2，如图甲所示．推论2 匀强电场中若两线段AB ∥CD ，且AB ＝CD ，则U AB ＝U CD (或φA －φB ＝φC －φD )，如图乙所示． 3．横向拓展公式E ＝Ud 只能适用于匀强电场的定量计算，但在非匀强电场中，可以用该式进行定性判断．2－1. [匀强电场中应用E ＝Ud ] 如图所示，匀强电场的方向平行于xOy 坐标系平面，其中坐标原点O 处的电势为2 V ，a 点的坐标为(0,4)，电势为8 V ，b 点的坐标为(3,0)，电势为8 V ，则电场强度的大小为( )A ．250 V/mB ．200 V/mC ．150 V/mD ．120 V/m答案：A2－2.[非匀强电场中应用U ＝Ed ] (多选)某电场中等势面的分布如图所示，图中虚线表示等势面，过a 、b 两点的等势面电势分别为40 V 和10 V ，c 点是a 、b 连线的中点，则a 、b 两点的电场强度E a 、E b 及c 处的电势φc 应( )A ．E a ＞E bB ．φc 大于25 VC ．φc 小于25 VD ．E a ＜E b答案：AC2－3.[U ＝Ed 的应用] (2018·湖北部分重点中学模拟)如图所示，水平面内有A 、B 、C 、D 、M 、N 六个点，它们均匀分布在半径为R ＝2 cm 的同一圆周上，空间有一方向与圆平面平行的匀强电场．已知A 、C 、M 三点的电势分别为φA ＝(2－3)V 、φC ＝2 V 、φM ＝(2＋3)V ，下列判断正确的是( )A ．电场强度的方向由A 指向DB ．电场强度的大小为1 V/mC ．该圆周上的点电势最高为4 VD．沿圆周将电子从D点经M点移到N点，电场力先做负功后做正功解析：在匀强电场中AM连线的中点G的电势φG＝12(φA＋φM)＝2 V＝φC，所以直线COGN为等势线，在匀强电场中等势线相互平行，电场线与等势线相互垂直，且由电势高的等势线指向电势低的等势线，可知直线AB、直线DM分别为等势线，直线DB、直线MA分别为电场线，可知电场强度的方向由M 指向A(或由D指向B)，故A错误；MA两点间的电势差U MA＝φM－φA＝2 3 V，沿电场方向的距离d＝3R＝350m，电场强度E＝U MAd＝100 V/m，故B错误；过圆心O做MA的平行线，与圆的交点H处电势最高，U HO＝E·R＝2 V，由U HO ＝φH－φO可得：最高电势φH＝U HO＋φO＝4 V，故C正确；沿圆周将电子从D点经M点移到N点，电场力先做正功再做负功，故D错误．答案：C考点三电场线、等势线(面)及带电粒子的运动轨迹问题(自主学习)1．等势线总是和电场线垂直，已知电场线可以画出等势线，已知等势线也可以画出电场线．2．几种典型电场的等势线(面)垂直于电场线的一簇平面以点电荷为球心的一簇球面连线的中垂线上电势处处为零连线上，中点的电势最低；中垂线上，中点的电势最高3.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲)，从而分析电场方向或电荷的正负．(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向，确定静电力做功的正负，从而确定电势能、电势和电势差的变化等．(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况．3－1. [电场线与等势面]如图所示，实线为某电场的电场线，虚线表示该电场的等势面，A、B、C是电场中的三点，下列说法正确的是()A．三点中，B点的电场强度最大B．三点中，A点的电势最高C．将一带负电的检验电荷从A移动到B，电势能增大D．将一带正电的检验电荷从A移动到B和从A移动到C，电势能的变化相同答案：D3－2.[等势线与轨迹](2016·全国卷Ⅲ) 如图，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆．带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点．若Q仅受P 的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为a a、a b、a c，速度大小分别为v a、v b、v c，则()A．a a>a b>a c，v a>v c>v bB．a a>a b>a c，v b>v c>v aC．a b>a c>a a，v b>v c>v aD．a b>a c>a a，v a>v c>v b答案：D3－3. [电场线与轨迹]如图所示，实线表示一正点电荷和金属板间的电场分布图线，虚线为一带电粒子从P点运动到Q点的运动轨迹，带电粒子只受电场力的作用．那么下列说法正确的是()A．带电粒子从P到Q过程中动能逐渐增大B．P点电势比Q点电势高C．带电粒子在P点时具有的电势能大于在Q点时具有的电势能D．带电粒子的加速度逐渐变大解析：由粒子运动的轨迹可以判断，粒子受到的电场力为引力的作用，带电粒子从P到Q过程中电场力做负功，粒子的动能逐渐减小，故A错误；沿电场方向电势降低，所以P点电势比Q点电势高，故B正确；带电粒子从P到Q过程中电场力做负功，电势能增加，故C错误；电场线密的地方电场强度大，所以带电粒子的加速度逐渐减小，故D错误．答案：B考点四电场中的功能关系(师生共研)(1)电场力做正功，电势能减少，电场力做负功，[典例]A、B为其运动轨迹上的两点．已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°.不计重力．求A、B两点间的电势差．[审题指导]第一步：抓关键点第二步：找突破口(1)粒子在匀强电场中运动，其水平方向做匀加速直线运动，竖直方向做匀速直线运动，即粒子的竖直分速度恒定不变．(2)要求A、B两点的电势差，可由AB过程中的功能关系求解．解析：设带电粒子在B点的速度大小为v B.粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即v B sin 30°＝v0sin 60°①由此得v B＝3v0②设A、B两点间的电势差为U AB，由动能定理有qU AB＝12m(v2B－v20)③联立②③式得U AB＝m v20 q.答案：m v20 q[反思总结]处理电场中能量问题的基本方法在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理、能量守恒定律，有时也会用到功能关系．1．应用动能定理解决问题需研究合外力的功(或总功)．2．应用能量守恒定律解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化．3．应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系．4．有电场力做功的过程机械能一般不守恒，但机械能与电势能的总和可以不变．4－1.[功能关系的理解](多选)(2019·安徽江淮十校联考)如图所示，整个空间充满竖直向下的匀强电场，一带正电的小球自A点由静止开始自由下落，到达B点时与绝缘弹簧接触，到达C点时弹簧被压缩至最短，然后被弹回．若不计弹簧质量和空气阻力，在带电小球(小球带电量不变)下降运动过程中，下列判断中正确的是()A ．运动过程中小球所受重力和弹力做功之和等于小球动能增加量B ．小球由B 到C 动能先增大后减小 C ．小球在C 点时加速度最大D ．小球由B 到C 的过程中，动能和弹簧弹性势能之和增大解析：运动过程中小球所受重力、弹力和电场力做功之和等于小球动能增加量，选项A 错误；在B 点时电场力和重力之和大于弹力，小球的加速度向下，随小球的下降，弹力增大，则加速度减小，直到重力和电场力的合力等于弹力时，加速度为零，速度最大；小球继续下降，弹力大于重力和电场力的合力，则加速度向上，做减速运动直到最低点C 时速度为零，则小球由B 到C 动能先增大后减小，选项B 正确；小球下落与弹簧接触的运动具有对称性，当压缩弹簧的速度等于刚接触弹簧时的速度时，加速度大小相等，再往下压缩加速度变大，则在C 点时加速度最大；选项C 正确；小球由B 到C 的过程中，重力势能减小，电场力做正功，由能量守恒可知，动能和弹簧弹性势能之和增大，选项D 正确． 答案：BCD4－2. [功能关系的应用] 如图所示，在O 点放置一个正电荷，在过O 点的竖直平面内的A 点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m 、电荷量为q .小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以O 为圆心、R 为半径的圆(图中实线表示)相交于B 、C 两点，O 、C 在同一水平线上，∠BOC ＝30°，A 距离OC 的竖直高度为h .若小球通过B 点的速度为v ，试求：(1)小球通过C 点的速度大小；(2)小球由A 到C 的过程中电势能的增加量．解析：(1)因B 、C 两点电势相等，小球由B 到C 只有重力做功，由动能定理得 mgR ·sin 30°＝12m v 2C －12m v 2 得：v C ＝v 2＋gR .(2)由A 到C 应用动能定理得 W AC ＋mgh ＝12m v 2C －0得W AC＝12m v2C－mgh＝12m v2＋12mgR－mgh.由电势能变化与电场力做功的关系得ΔE p＝－W AC＝mgh－12m v2－12mgR.答案：(1)v2＋gR(2)mgh－12m v2－12mgR1．(多选)如图所示为两电荷量绝对值相等的点电荷A、B激发的电场，矩形abcd的中心正好与两电荷连线的中点O重合，ad边平行于点电荷连线，e、f、g、h分别为矩形各边与两电荷连线及中垂线的交点，取无穷远处为零电势处．则下列说法正确的是( BCD )A．若A、B是同种电荷，则e、f两点电场强度相同B．若A、B是同种电荷，则a、b、c、d四点电势相同C．若A、B是异种电荷，则g、h两点的电势为零D．若A、B是异种电荷，则a、c两点电场强度相同2．(多选)如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10 cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1 V、2 V、3 V，正六边形所在平面与电场线平行．下列说法正确的是( ACD )A．通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线B．匀强电场的电场强度大小为10 V/mC．匀强电场的电场强度方向为由C指向AD．将一个电子由E点移到D点，电子的电势能将减少1.6×10－19 J3．(多选)(2018·黑龙江大庆中学模拟)如图所示，在一匀强电场区域中，A、B、C、D四点恰好位于一平行四边形的四个顶点上，BD是对角线，∠A小于90°，则下列说法正确的是( BCD )A．如果B、D两点电势相等，则A、C两点电势一定相等B ．如果A 、D 两点电势相等，则B 、C 两点电势一定相等 C ．如果U AD ＝U DC ，则D 、B 两点电势一定相等D ．如果A 、B 、D 三点的电势均为零，则C 点电势一定为零解析：如果B 、D 两点电势相等，则BD 连线就是等势线，如果电场方向与四边形平面平行，由于电场线垂直于等势面，因此A 、C 两点不可能等势，A 项错误；如果A 、D 两点电势相等，则AD 就是等势线，由于匀强电场中等势线互相平行，因此BC 也是等势线，B 项正确；如果U AD ＝U DC ，则AC 连线的中点与D 等势，即BD 是等势线，因此C 项正确；如果A 、B 、D 三点的电势均为零，则平行四边形所在的平面为等势面，因此C 点的电势一定为零，D 项正确．[A 组·基础题]1．对于静电场中的A 、B 两点，下列说法正确的是( D ) A ．点电荷在电场中某点受力的方向一定是该点电场强度的方向B ．电势差的公式U AB ＝W ABq ，说明A 、B 两点间的电势差U AB 与静电力做功W AB 成正比，与移动电荷的电荷量q 成反比C ．根据E ＝U ABd ，电场强度与电场中两点间的距离d 成反比D ．若将一正电荷从A 点移到B 点电场力做正功，则A 点的电势高于B 点的电势2. 带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a 点以初速度v 0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b 点，如图所示，则从a 到b 过程中，下列说法正确的是( D )A ．粒子带负电荷B ．粒子先加速后减速C ．粒子加速度一直增大D ．粒子的机械能先减小后增大3．(多选)如图所示，长为L 、倾角为θ的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中，一电荷量为＋q 、质量为m 的小球，以初速度v 0由斜面底端的M 点沿斜面上滑，到达斜面顶端N 的速度仍为v 0，则( BCD )A ．电场强度等于mg sin θqB ．电场强度等于mg tan θqC ．M 、N 两点间的电势差为mgL sin θqD ．小球在N 点的电势能小于在M 点的电势能4. 一个正点电荷固定在正方形的一个顶点D 上，另一个带电粒子射入该区域时，恰好能经过正方形的另外三个顶点A 、B 、C ，粒子运动轨迹如图所示，下列说法正确的是( C )A ．根据轨迹可判断该带电粒子带正电B ．粒子经过A 、B 、C 三点速率大小关系是v B ＞v A ＝v C C ．粒子在A 、B 、C 三点的加速度大小关系是a A ＝a C ＞a BD ．A 、C 两点的电场强度相同5．(多选) 如图所示，A 、B 、O 、C 为在同一竖直平面内的四点，其中A 、B 、O 沿同一竖直线，B 、C 同在以O 为圆心的圆周(用虚线表示)上，沿AC 方向固定有一光滑绝缘细杆L ，在O 点固定放置一带负电的小球．现有两个质量和电荷量都相同的带正电的小球a 、b ，先将小球a 穿在细杆上，让其从A 点由静止开始沿杆下滑，后使小球b 从A 点由静止开始沿竖直方向下落．各带电小球均可视为点电荷，则下列说法中正确的是( CD )A ．从A 点到C 点，小球a 做匀加速运动B ．从A 点到C 点电场力对小球a 做的功大于从A 点到B 点电场力对小球b 做的功 C ．小球a 在C 点的动能大于小球b 在B 点的动能D ．从A 点到C 点，小球a 的机械能先增加后减少，但机械能与电势能之和不变6．(多选)(2017·全国卷Ⅰ)在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r 的关系如图所示．电场中四个点a 、b 、c 和d 的电场强度大小分别E a 、E b 、E c 和E d .点a 到点电荷的距离r a 与点a 的电势φa 已在图中用坐标(r a ，φa )标出，其余类推．现将一带正电的试探电荷由a 点依次经b 、c 点移动到d 点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为W ab 、W bc 和W cd .下列选项正确的是( AC )A．E a∶E b＝4∶1B．E c∶E d＝2∶1C．W ab∶W bc＝3∶1 D．W bc∶W cd＝1∶37．(多选)(2018·广东揭阳二模)如图所示，正四面体的棱长为a，A、B、C、D是其四个顶点，现在B、D两点分别固定电量均为q的正负点电荷，静电力常量为k，下列说法正确的是( BC )A．A点的场强大小为3kq a2B．A、C两点的场强方向相同C．A、C两点电势相同D．将一正电荷从A点沿直线移动到C点，电场力先做正功后做负功解析：两个电荷在A点产生的场强大小E1＝E2＝kqa2，方向的夹角为120°，则A点的合场强E＝E1＝E2＝kqa2，A错误；据题，＋q、－q是两个等量异种点电荷，通过BD的中垂面是一等势面，AC在同一等势面上，电势相等，A、C两点的场强都与等势面垂直，方向指向D一侧，方向相同，根据对称性可知，场强大小相等，故A、C两点的场强、电势均相同，将一正电荷从A点移动到C点，电场力不做功，B、C正确，D错误．8．在电场强度大小为E的匀强电场中，将一个质量为m、电荷量为＋q的带电小球由静止开始释放，带电小球沿与竖直方向成θ角的方向做直线运动．关于带电小球的电势能E p和机械能W的判断，正确的是( B )A．若sin θ＜qEmg，则E p一定减少，W一定增加B．若sin θ＝qEmg，则E p、W一定不变C．若sin θ＝qEmg，则E p一定增加，W一定减少D．若tan θ＝qEmg，则E p可能增加，W一定增加[B组·能力题]9. (多选)(2018·四川高三春季诊断改编)真空中相距为3a的两个点电荷M、N，分别固定于x轴，x1＝0和x2＝3a的两点上，在它们连线上各点的电场强度E随x变化的关系如图所示，下列判断正确的是( AC )A．点电荷M、N一定为同种电荷B．在x轴上，3a＜x＜6a的区域内，有一点电场强度为零C．点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为4∶1D．若设无穷远处为电势能零点，则x＝2a处的电势一定为零解析：若两电荷为异种电荷，在x＝2a处，电场强度不可能为0，故两电荷为同种电荷，选项A正确；两电荷为同种电荷，可知在N的右侧电场强度均不为零，选项B错误；M在2a处产生的场强为E1＝k Q M(2a)2，N在2a处产生的场强E2＝kQ Na2，由于2a处场强为0，故E1＝E2，解得Q M＝4Q N，故C正确；若设无穷远处为电势能零点，则x＝2a处的电势一定为正值，选项D错误．10．(多选) (2018·合肥二模)如图所示，竖直平面内有一圆周，其圆心为O，直径AB和CD相互垂直，电荷量均为Q的正点电荷放在关于CD对称的圆周上，它们所在半径的夹角为120°.则下列说法正确的是( BD )A．点O与点C的场强相同B．点C与点D的场强大小之比为3：1C．一电子从点D由静止释放，运动到点C的过程中，加速度先减小后增大D．将一正电荷沿着圆周从点A经D移至点B的过程中，电场力先做正功，后做负功解析：点O 与点C 的场强大小相等，方向相反，故A 错误；根据矢量合成法则，C 点场强为E C ＝2×kQR 2cos60°＝kQ R 2， D 点的场强为E D ＝2×kQ ⎝⎛⎭⎪⎫32R 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫32R 2×32R 3R ＝kQ 3R 2，点C 与点D 的场强大小之比为3：1，故B 正确；根据电场强度的矢量合成法则，距离两点电荷连线x ＝64R ＜32R 处的场强最强，则电子从点D 到点C 的过程中，加速度先增大，再减小，再增大，故C 错误；根据等量同种电荷的电场线，正电荷沿着圆周从点A 到点D ，电场力做正功，从点D 到点B 的过程中，电场力做负功，故D 正确．11．(2018·吉林白城通榆月考)如图所示，用长为2L 的绝缘轻杆连接两个质量均为m 的带电小球A 和B 置于光滑绝缘的水平面上，A 球的带电量为＋2q ，B 球的带电量为－3q ，构成一个带电系统(它们均可视为质点，不计轻杆的质量，也不考虑两者间相互作用的库仑力)．现让小球A 处在有界匀强电场区域MPNQ 内．已知虚线MP 位于细杆的中垂线上，虚线NQ 与MP 平行且间距足够长．匀强电场的电场强度大小为E ，方向水平向右．释放带电系统，让它从静止开始运动，忽略带电系统运动过程中所产生的磁场影响．求：(1)带电系统运动的最大速度为多少？(2)带电系统运动过程中，B 球电势能增加的最大值多少？ (3)带电系统回到初始位置所用时间为多少？解析： (1) 从AB 在电场中受力方向可知，小球B 刚进入电场带电系统具有最大速度，从释放带电系统到小球B 刚进入电场的过程中，根据动能定理有2qEL ＝12×2m v 2max －0，v max ＝2qELm ；(2)当带电系统速度第一次为零，B 克服电场力做功最多、B 增加的电势能最多，设B 球在电场中的最大位移为x ，由动能定理有2qE (L ＋x )－3qEx ＝0，得x ＝2L ，所以B 电势能增加的最大值为W max ＝3qE ×2L ＝6qEL ；(3)设带电系统由静止释放到小球B 刚进入电场的过程中，带电系统运动的时间为t 1，则有L ＝12a 1t 21，a 1＝qEm ，设小球B 进入电场后至小球A 刚运动到带电系统速度为零时(最右端)的过程中，带电系统运动的时间为t 2，则有2L ＝12a 2t 22，a 2＝qE2m ，根据对称性可知，带电系统从出发点回到出发点的过程中所用总时间为t ＝2t 1＋2t 2，解得t ＝62mL qE . 答案：(1)2qELm (2)6qEl (3)62mL qE。
2020届人教版高中物理选修3 强化练习二电场能的性质含答案
电场能的性质1．如图中，B、C、D三点都在以点电荷＋Q为圆心半径为r的圆弧上。
将一试探电荷从A点分别移到B、C、D各点时，静电力做功的关系是( )A．W AB＞W AC B．W AD＞W ABC．W AC＞W AD D．W AB＝W AC解析：选D 因B、C、D三点位于点电荷＋Q周围电场中的同一等势面上，故U AB＝U AC＝U AD，由电场力做功W＝qU知W AB＝W AC＝W AD。
2．[多选](2017·天津高考)如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。
设电子在A、B两点的加速度大小分别为a A、a B，电势能分别为E p A、E p B。
下列说法正确的是( )A．电子一定从A向B运动B．若a A>a B，则Q靠近M端且为正电荷C．无论Q为正电荷还是负电荷一定有E p A<E p BD．B点电势可能高于A点电势解析：选BC 若Q在M端，由电子运动的轨迹可知Q为正电荷，电子从A向B运动或从B向A运动均可，由于r A<r B，故E A>E B，F A>F B，a A>a B，φA>φB，E p A<E p B；若Q在N端，由电子运动的轨迹可知Q为负电荷，且电子从A向B运动或从B向A运动均可，由r A>r B，故φA>φB，E p A<E p B。
综上所述选项A、D错误，选项B、C正确。
3．在水深超过200 m的深海，光线极少，能见度极低，有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发生的生物电获取食物、威胁敌害、保护自己。
若该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到104 N/C，可击昏敌害。
则身长50 cm的电鳗，在放电时产生的瞬间电压可达( )A．50 V B．500 VC．5 000 V D．50 000 V解析：选C 由U＝Ed可得，电鳗放电时产生的瞬时电压U＝104×0.5 V＝5 000 V，C 正确。
2020年高考物理一轮复习第九单元静电场第2讲电场的能的性质练习(含解析)新人教版
第2讲电场的能的性质1 电势能、电势(1)静电力做功①特点:静电力做功与路径无关,只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关。
②计算方法W=qEd,只适用于匀强电场,其中d为带电体在沿电场方向的位移。
W AB=qU AB,适用于任何电场。
(2)电势能①电场力做功的特点:电场力做功与路径无关,只与初、末位置有关。
②电势能a.定义:电荷在电场中具有的势能,在数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时电场力所做的功。
b.电场力做功与电势能变化的关系:电场力做的功等于电势能的减少量,即W AB=E p A-E p B=-ΔE p。
(3)电势①定义:试探电荷在电场中某点具有的电势能E p与它的电荷量q的比值。
②定义式:φ=。
③矢标性:电势是标量,有正、负之分,正(负)表示该点电势比零电势高(低)。
④相对性:电势具有相对性,同一点的电势因选取的零电势点的不同而不同。
(4)等势面①定义:由电场中电势相等的各点组成的面。
②四个特点a.等势面一定与电场线垂直。
b.在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。
c.电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。
d.等差等势面越密的地方电场强度越大,反之越小。
河北刑台五校联考)在静电场中,将电子从A点移到B点,电场力做了正功,则()。
A.电场强度的方向一定是由A点指向B点B.电场强度的方向一定是由B点指向A点C.电子在A点的电势能一定比在B点的高D.A点的电势一定比B点的高【答案】C山东日照高三模拟)(多选)下列关于电势高低的判断,正确的是()。
A.负电荷从A移到B时,外力做正功,A点的电势一定较高B.负电荷从A移到B时,电势能增加,A点的电势一定较低C.正电荷从A移到B时,电势能增加,A点的电势一定较低D.正电荷只在电场力作用下从静止开始,由A移到B,A点的电势一定较高【答案】CD湖北黄冈五校联考)(多选)某电场的电场线分布如图所示,以下说法正确的是()。
A.a点电势高于b点电势B.c点电场强度大于b点电场强度C.若将一检验电荷+q由a点移至b点,它的电势能增大D.若在d点再固定一点电荷-Q,将一检验电荷+q由a移至b的过程中,电势能减小【答案】AD2 电势差(1)定义:电荷在电场中,由一点A移到另一点B时,电场力做功与移动电荷的电荷量的比值。
2020(人教版)高考物理复习 课时过关题23 电场能的性质(含答案解析)
2020(人教版)高考物理复习课时过关题23电场能的性质1.如图所示，椭圆ABCD处于一匀强电场中，椭圆平面平行于电场线，AC、BD分别是椭圆的长轴和短轴，已知电场中A、B、C三点的电势分别为φA=14 V、φB=3 V、φC=－7 V，由此可得D点的电势为( )A．8 V B．6 V C．4 V D．2 V2.一个正点电荷固定在正方形的一个顶点D上，另一个带电粒子射入该区域时，恰好能经过正方形的另外三个顶点A、B、C，粒子运动轨迹如图所示，下列说法正确的是( )A．根据轨迹可判断该带电粒子带正电B．粒子经过A、B、C三点速率大小关系是v B>v A=v CC．粒子在A、B、C三点的加速度大小关系是a A=a C>a BD．A、C两点的电场强度相同3.如图所示为电场中的一条电场线，在该电场线上有a、b两点，用E a、E b分别表示这两处的电场强度的大小，则( )A．a、b两点的电场强度方向相反B．因为电场线由a指向b，所以E a>E bC．因为电场线是直线，所以E a=E bD．因不清楚a、b两点附近的电场线分布情况，所以不能确定E a、E b的大小关系4.如图甲所示，a、b是一条竖直电场线上的两点，一带正电小球从a点运动到b点的速度—时间图象如图乙所示，不计空气阻力，则下列判断正确的是( )A．该电场的方向竖直向下B．ab中点的电场强度为0C．小球从a点运动到b点的过程中，电势能一直减小D．小球从a点运动到b点的过程中，机械能先增大后减小5.如图所示，在两等量异种点电荷连线上有D、E、F三点，且DE=EF，K、M、L分别为过D、E、F三点的等势面．一不计重力的带负电粒子，从a点射入电场，运动轨迹如图中实线所示，以|W ab|表示该粒子从a点到b点电场力做功的数值，以|W bc|表示该粒子从b点到c点电场力做功的数值，则( )A．|W ab|=|W bc|B．|W ab|<|W bc|C．粒子由a点到b点，动能减少D．a点的电势较b点的电势低6.如图所示，匀强电场的方向平行于xOy坐标系平面，其中坐标原点O处的电势为2 V，a点的坐标为(0,4)，电势为8 V，b点的坐标为(3,0)，电势为8 V，则电场强度的大小为( )A．250 V/m B．200 V/m C．150 V/m D．120 V/m值为k，则(8.在维护和检修高压供电线路时，为了不影响城市用电，电工经常要在高压线上带电作业．为了保障电工的安全，电工全身要穿上用金属丝线编织的衣服(如图甲)．图乙中电工站在高压直流输电线的A供电线上作业，其头顶上方有B供电线，B供电线的电势高于A供电线的电势．虚线表示电工周围某一截面上的等势面，c、d、e、f是不同等势面上的四个点，以下说法中正确的是( )A ．在c 、d 、e 、f 四点中，c 点的电场最强B ．在c 、d 、e 、f 四点中，f 点的电势最高C ．若将某电子由c 移到f ，其电势能将增大D ．将电子在d 点由静止释放，它会向e 点所在等势面运动9.如图所示，在空间中存在竖直向上的匀强电场，质量为m 、电荷量为＋q 的物块从A 点由静止开始下落，加速度为13g ，下降高度H 到B 点后与一轻弹簧接触，又下落h 后到达最低点C ，整个过程中不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g ，则带电物块在由A 点运动到C 点过程中，下列说法正确的是( )A ．该匀强电场的电场强度为mg 3qB ．带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为＋3C ．带电物块电势能的增加量为mg(H ＋h)D ．弹簧的弹性势能的增加量为＋310.如图所示，一边长为L 的立方体绝缘体上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于左右面且过立方体中心O 的轴线上有a 、b 、c 三个点，a 和b 、b 和O 、O 和c 间的距离均为L ，在a 点处固定有一电荷量为q(q<0)的点电荷．已知b 点处的场强为零，则c 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( )A ．k 8q 9L 2B ．k Q L 2C ．k q L 2D ．k 10q 9L 211. (多选)如图所示，空间分布着匀强电场，场中有与电场方向平行的四边形ABCD ，其中M 为AD 的中点，N 为BC 的中点．将电荷量为＋q 的粒子，从A 点移动到B 点，电势能减小E 1；将该粒子从D 点移动到C 点，电势能减小E 2.下列说法正确的是( )A ．D 点的电势一定比A 点的电势高B ．匀强电场的电场强度方向必沿DC 方向C ．若A 、B 之间的距离为d ，则该电场的电场强度的最小值为E 1qdD ．若将该粒子从M 点移动到N 点，电场力做的功为E 1＋E 2212. (多选)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2 V．一电子经过a时的动能为10 eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV.下列说法正确的是( )A．平面c上的电势为零B．该电子可能到达不了平面fC．该电子经过平面d时，其电势能为4 eVD．该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍13.如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.4 m,在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104N/C。
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2020年高考物理专题复习《电场能的性质》能力提升训练
一、单项选择题
1.如图所示,a、b两点位于以负点电荷-Q(Q>0)为球心的球面上,c点在球面外,则()
A.a点电场强度的大小比b点大
B.b点电场强度的大小比c点小
C.a点电势比b点高
D.b点电势比c点低
2.微波技术中常用的磁控管可以用磁场将电子群控制在管内。
若电子群处于如图所示的位置时,其形成的电场在位置1处的电场强度和电势分别为E1和φ1,在位置2处的电场强度和电势分别为E2和φ2,则()
A.E1>E2φ1>φ2
B.E1>E2φ1<φ2
C.E1<E2φ1<φ2
D.E1<E2φ1>φ2
3.如图所示,实线表示电场线,虚线表示带电粒子运动的轨迹,带电粒子只受电场力的作用,运动过程中电势能逐渐减少,它运动到b处时的运动方向与受力方向可能的是()
1
4.带电粒子仅在电场力作用下,从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点,如图所示,则从a到b过程中,下列说法正确的是()
A.粒子带负电荷
B.粒子先加速后减速
C.粒子加速度一直增大
D.粒子的机械能先减小后增大
二、多项选择题
5.如图所示,匀强电场电场强度方向与水平方向夹角为θ=45°,场中有一质量为m、电荷量为q的带电小球,用长为l的细线悬挂于O点。
当小球静止平衡时,细线恰好水平。
现用一外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最低点,小球电荷量不变,则在此过程中()
A.外力所做的功为mgl
B.带电小球的电势能增加2mgl
C.带电小球的机械能增加2mgl
D.带电小球的重力势能增加mgl
6.如图所示,在某电场中画出了三条电场线,C点是A、B连线的中点。
已知A点的电势为φA=30 V,B点的电势为φB=-20 V,则下列说法正确的是()
2
A.C点的电势φC=5 V
B.C点的电势φC>5 V
C.C点的电势φC<5 V
D.负电荷在A点的电势能小于在B点的电势能
7.如图所示,在平面直角坐标系xOy的(-9,0)、(9,0)两点处固定着电荷量分别为+q、-4q 的两个点电荷,A、B为y轴上两点,坐标分别为(0,1)、(0,-5),M、N、P、Q四个点是以+q 为中心的正方形的四个顶点,在上述两个点电荷所形成的电场中,下列说法正确的是
()
A.x=-3 cm处电场强度为零
B.B点的电势高于A点的电势,A点的电场强度大于B点的电场强度
C.N点与Q点电势相等
D.将某一正电荷从N点移动到M点,电场力所做的功小于将其从P点移动到Q点所做的功
8.如图所示的匀强电场E的区域内,由A、B、C、D、A'、B'、C'、D'作为顶点构成一正方体空间,电场方向与面ABCD垂直。
下列说法正确的是()
A.A、D两点间电势差U AD与AA'两点间电势差U AA'相等
B.带正电的粒子从A点沿路径A→D→D'移到D'点,电场力做正功
C.带负电的粒子从A点沿路径A→D→D'移到D'点,电势能减小
3
D.带电的粒子从A点移到C'点,沿对角线AC'与沿路径A→B→B'→C'电场力做功相同
9.如图所示,在xOy坐标系中,x轴上关于y轴对称的A、C两点固定等量异种点电荷
+Q、-Q,B、D两点分别位于第二、四象限,ABCD为平行四边形,边BC、AD分别与y
轴交于E、F,以下说法正确的是()
A.E、F两点电势相等
B.B、D两点电场强度相同
C.试探电荷+q从B点移到D点,电势能增加
D.试探电荷+q从B点移到E点和从F点移到D点,电场力对+q做功相同
10.在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。
电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为E a、E b、E c和E d。
点a到点电荷的距离r a与点a的电势φa已在图中用坐标(r a,φa)标出,其余类推。
现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为W a b、W b c和W c d。
下列选项正确的是()
A.E a∶E b=4∶1
B.E c∶E d=2∶1
C.W a b∶W b c=3∶1
D.W b c∶W c d=1∶3
三、非选择题
4
11.在绝缘水平面上放有一带正电的滑块、质量为m,电荷量为q,水平面上方虚线左侧空间有水平向右的匀强电场,电场强度为E,滑块与绝缘水平面间的动摩擦因数为μ,
qE>μmg,虚线右侧的水平面光滑。
一轻弹簧右端固定在墙上,处于原长时,左端恰好位于虚线位置,把滑块放到虚线左侧l处,并给滑块一个向左的初速度v0,求:
(1)弹簧的最大弹性势能;
(2)滑块在整个运动过程中产生的热量。
12.如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.4 m,在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104 N/C。
现有一电荷量q=+1.0×10-4 C,质量
m=0.1 kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点。
g取10 m/s2。
试求:
(1)带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小;
(2)D点到B点的距离x DB;
(3)带电体在从P开始运动到落至D点的过程中的最大动能。
5
参考答案
11. (1)(qE-μmg)l+m(qE−μmg)v02
2(qE+μmg)
(2)qEl+1
2
mv02
12. (1)6.0 N(2)0(3)1.17 J
6。