高考物理一轮复习 第七章 静电场 第二讲 电场能的性质课时作业

第二讲 电场能的性质A组基础题一、单项选择题1(2016江西九江三十校第一次联考)对于静电场中的A、B两点，下列说法正确的是()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UAB，说明A、B两点间的电势差UAB与静电力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比C根据E，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点的电势解析：正点电荷所受的电场力与电场强度方向相同，负点电荷所受的电场力与电场强度方向相反，故A错误电势差的公式UAB，运用比值法定义，电势差UAB与静电力做功、移动电荷的电荷量无关，故B错误E中d是两点沿电场方向的距离，只适用于匀强电场，而匀强电场的电场强度处处相同，场强与d无关，故C错误根据公式WABqUAB知，WAB0，q0，则UAB0，则A点的电势高于B点的电势，故D正确答案：D2.(2016兰州一模)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解析：粒子受到的电场力沿电场线方向，故粒子带正电，故A错误；由图象知粒子受电场力向右，所以先向左减速运动后向右加速运动，故B错误；从a点到b点，电场力先做负功，再做正功，电势能先增大后减小，动能先减小后增大，根据电场线的疏密知道场强先变小后变大，故加速度先减小后增大，C错误，D正确答案：D3.(2017广东四校联考)如图所示，ABCD为等腰梯形，AB60，2，在底角A、B分别放上一个点电荷，电荷量分别为qA和qB，在C点的电场强度沿DC方向向右，A点的电荷在C点产生的场强大小为EA，B点的电荷在C点产生的场强大小为EB，则下列说法正确的是()A放在A点的点电荷可能是负电荷BD点的电场强度沿DC方向向右CEAEBD|qA|qB|解析：因为C点的电场强度沿DC方向向右，所以A、B两点处的电荷一定是异种电荷，并且A点处为正电荷，且EAEB，A错误，C正确；A、C间距离大于B、C间距离，所以|qA|qB|，D错误；A点电荷在D点的场强沿AD斜向上，B电荷在D点的场强沿BD连线斜向下，且A的场强大于B的场强，所以D点的合场强不可能沿DC方向向右，B错误答案：C4.(2017安徽芜湖、马鞍山联考)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vBvAvCC粒子在A、B、C三点的加速度大小关系是aAaCaBDA、C两点的电场强度相同解析：根据运动轨迹可判断该带电粒子带负电，A错误；粒子从A到B到C，电场力先做负功后做正功，速率先减小后增大，B错误；加速度的大小关系为aAaCaB，C正确；A、C两点的电场强度大小相等，方向不同，D错误答案：C5.(2017湖北孝感高级中学调考)如图所示，A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点(正四面体是由四个全等正三角形围成的空间封闭图形)，所有棱长都为a，现在A、B两点分别固定电荷量为q和q的两个点电荷，静电力常量为k，下列说法错误的是()AC、D两点的场强相同BC点的场强大小为CC、D两点电势相同D将一正电荷从C点移动到D点，电场力做正功解析：由题意知，AB的中垂面是一等势面，C、D在同一等势面上，电势相等，C、D两点的场强都与等势面垂直，方向指向B一侧，方向相同，根据对称性可知，场强大小相等，故C、D两点的场强，电势均相同，故A、C正确；两个电荷在C点产生的场强E1E2，C点的合场强E2E1cos 60，故B正确；C、D在同一等势面上，将一正电荷从C点移动到D点，电场力不做功，故D错误D符合题意答案：D二、多项选择题6.(2017辽宁部分重点高中协作校联考)如图所示，A、B、C是平行于纸面的匀强电场中的三点，它们之间的距离均为L，电荷量q1105 C的正电荷由A点移动到C点的电场力做功W14105 J，该电荷由C点移动到B点电场力做功W2W1，若B点电势为零，则下列说法正确的是()A匀强电场的方向由C点指向A点B匀强电场的方向由A点指向B点CC点电势为4 VDA点电势为8 V解析：C、B间电势差为UCB V4 V，若B点电势为零，UCBCB，则C点电势C4 V，而A与C间的电势差为UAC V4 V，UACAC，则A点电势A8 V取AB的中点为D，则D4 V，故CD为等势面，故匀强电场方向由A点指向B点，故A错误，B、C、D正确答案：BCD7.(2017山东齐鲁名校协作体联考)如图所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量负电的点电荷分别固定在A、B两点，O为AB连线的中点，MN为AB连线的垂直平分线在MN上的C点由静止释放一个带正电的小球(可视为质点)，若不计空气阻力，则()AC点的场强大于O点的场强，C点的电势高于O点的电势B小球从C点运动至距离该点最远位置的过程中，其所经过各点所受的电场力先减小后增大C小球从C点运动至距离该点最远位置的过程中，其电势能先减小后增大D若在小球运动过程中，两个点电荷所带电荷量同时等量地缓慢增大，则小球往复运动过程中的最大速度将逐渐减小解析：根据电场线的疏密和方向可知选项A正确；因为从M到N点场强的变化有两种可能，先增大再减小再增大再减小，或者先减小再增大，故选项B错误；根据电场力先做正功后做负功的特点以及电场力做的功与电势能的变化量之间的关系可知选项C正确；若在小球运动过程中，两个点电荷所带电荷量同时等量地缓慢增大，同一位置的电场强度都会增大，如果小球从最远处开始运动，电场力做功增多，则小球往复运动过程中的最大速度将增大，故选项D错误答案：AC8(2016河南开封一模)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角的方向做直线运动关于带电小球的电势能和机械能W的判断，不正确的是()A若sin ，则一定减少，W一定增加B若sin ，则、W一定不变C若sin ，则一定增加，W一定减少D若tan ，则可能增加，W一定增加解析：若sin ，电场力可能做正功，也可能做负功，所以可能减少也可能增加，W可能增加也可能减少，故A错误若sin ，则电场力与速度方向垂直，电场力不做功，不变化，W一定守恒，故B正确，C错误若tan ，则电场力沿水平方向，且和重力的合力与速度同向，电场力做正功，减少，W一定增加，D错误此题选不正确的，故选A、C、D.答案：ACDB组能力题一、选择题9.(2016山东青岛一模)如图所示，实线表示等量异种点电荷的等势线，过O点的虚线MN与等势线垂直，两个相同的带正电的粒子分别从A、B两点以相同的初速度v0开始运动，速度方向水平向右，且都能从PQ左侧经过O点，AB连线与PQ平行设粒子在A、B两点的加速度大小分别为a1和a2，电势能分别为Ep1和Ep2，通过O点时的速度大小分别为v1和v2.粒子的重力不计，则()AA点的电势高于B点的电势Ba1a2CEp1Ep2Dv1v2解析：根据等势面和电场线的疏密可知A点的电场强度大于B点，所以a1a2，B错误；带正电的粒子从B点出发，能经过O点，说明在B点所受的电场力方向垂直于等势面斜向左下，说明M处电荷带负电，N处电荷带正电，沿电场线方向电势逐渐降低，则A点电势低于B点电势，A错误；Epq，由于AB，所以Ep1Ep2，C错误；运动过程应用动能定理UAOqmv12mv02，UBOqmv22mv02，电场力均做负功，且|UAO|UBO|，v1v2，D正确答案：D10.(多选)(2017沈阳四校协作体联合考试)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()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解析：从A到C点，小球受到重力、库仑引力、弹力作用，库仑引力为变力，故合力为变力，加速度是变化的，故A错误；由于圆周为等势面，故小球从A到C和从A到B电场力做功相等，B错误；由于圆周为等势面，故小球从A到C和从A到B电场力做功相等，根据动能定理，对小球a有mghACW静电Eka，对小球b有mghABW静电Ekb，由于a球下降的高度较大，故a球的动能较大，C正确除重力外的其余力(电场力)做的功等于机械能的增加量，由于电场力先做正功后做负功，故机械能先增加后减少，机械能与电势能之和不变，D正确答案：CD二、非选择题11.(2016江西上饶铅山一中等四校联考)如图所示，在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场，现有一个质量m2.0103 kg、电荷量q2.0106 C的带正电的物体(可视为质点)，从O点开始水平向右做初速度大小为6 m/s、加速度大小为20 m/s2的匀减速直线运动不计空气阻力，g取10 m/s2.(1)求匀强电场的场强大小和方向；(2)求带电物体在00.5 s内电势能的变化量解析：(1)根据Eqma，得E2.0104 N/C方向水平向左(2)物体减速时间t10.3 s减速过程的位移x1v0t1at120.9 m后0.2 s物体反方向做匀加速直线运动，经过的位移x2at220.4 m物体在00.5 s内发生的位移为xx1x20.5 m电场力做负功，电势能增加EpqEx2.0102 J答案：(1)2.0104 N/C，水平向左(2)2.0102 J12(2017山东临沂期中)如图甲所示，竖直放置的直角三角形NMP(MP边水平)，NMP，MP中点处固定一电荷量为Q的正点电荷，MN是长为a的光滑绝缘杆，杆上穿有一带正电的小球(可视为点电荷)，小球自N点由静止释放，小球的重力势能和电势能随位置x(取M点处x0)的变化图象如图乙所示(图中E0、E1、E2为已知量)，重力加速度为g，设无限远处电势为零，M点所处的水平面为重力零势能面(1)图乙中表示电势能随位置变化的是哪条图线？(2)求重力势能为E1时的横坐标x1和带电小球的质量m；(3)求小球从N点运动到M点时的动能Ek.解析：(1)正Q电荷的电势分布规律是离它越近电势越高，带正电的小球的电势能为Eq，可知正电荷从N点到M点的电势能先增大后减小，故图乙中表示电势能随位置变化的是图线.(2)电势能为E1时，距M点的距离为x1(acos )cos ，x1处重力势能E1mgx1sin .可得m.(3)在小球从N点运动到M点的过程中，根据动能定理得mgasin E2E0Ek0，解得EkE2E0.答案：(1)图线(2)(3)E2E0我国经济发展进入新常态，需要转变经济发展方式，改变粗放式增长模式，不断优化经济结构，实现经济健康可持续发展进区域协调发展，推进新型城镇化，推动城乡发展一体化因：我国经济发展还面临区域发展不平衡、城镇化水平不高、城乡发展不平衡不协调等现实挑战。