资源描述
第九章 第2课时(本栏目内容，学生用书中以活页形式分册装订成册！)1.在静电场中()A电场强度处处为零的区域内，电势一定也处处为零B电场强度处处相同的区域内，电势一定也处处相同C电场强度的方向总是跟等势面垂直D电势降低的方向就是电场强度的方向【解析】电场强度大小和电势高低没有直接关系，不能根据电场强度大小判断电势高低，也不能根据电势的高低判断电场强度的大小，A、B均错电场强度的方向一定跟等势面垂直， C对，沿电场强度的方向电势降低，但电势降低的方向不一定是电场强度的方向，D错【答案】C2一个点电荷，从静电场中的a点移到b点，其电势能的变化为0，则()Aa、b两点的场强一定相等B该电荷一定沿等势面移动C作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的Da、b两点的电势一定相等【解析】由题意分析可知a，b两点的电势相等，但并不能说明a，b两点的场强一定相等因为电势和场强是两个截然不同的物理量，所以选项A错误；电场力做功与路径无关，只与始末位置有关电势能变化为0，说明电场力做功为0，电荷由a点移到b点，可能经过一些电势不等的点，只要始位置a和末位置b的电势相等即可，不一定非在同一个等势面上移动，因此选项B错误；只有在等势面上移动电荷，电场力与其移动方向才总是垂直的，选项C错误，选项D正确【答案】D3在地面上空中有方向未知的匀强电场，一带电量为q的小球以某一速度由M点沿下图所示的轨迹运动到N点由此可知()A小球所受的电场力一定大于重力B小球的动能、电势能和重力势能之和保持不变C小球的机械能保持不变D小球的动能一定减小【解析】由题图示的轨迹可知，小球所受的合外力向上或左上方，所以小球所受的电场力一定大于重力；小球以某一速度由M点沿图示轨迹运动到N点的过程中，仅受电场力和重力作用，其小球的动能、电势能和重力势能之和保持不变，但机械能不守恒若小球所受的合外力(重力和电场力的合力)向上，则小球的动能增加；若小球所受的合外力(重力和电场力的合力)向左上方，则小球的动能可能减小【答案】AB4(2009年辽宁、宁夏卷)空间有一匀强电场，在电场中建立如图所示的直角坐标系Oxyz，M、N、P为电场中的三个点，M点的坐标(0，a,0)，N点的坐标为(a,0,0)，P点的坐标为(a，)已知电场方向平行于直线MN，M点电势为0，N点电势为1 V，则P点的电势为()A. VB. VC. V D. V【解析】MN间的距离为a，P点在MN连线上的投影点离M点的距离为，所以P点的电势为：1 V，D正确【答案】D5如图所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置，M、N为板间同一电场线上的两点，一带电粒子(不计重力)以速度vM经过M点在电场线上向下运动，且未与下板接触，一段时间后，粒子以速度vN折回N点，则()A粒子受电场力的方向一定由M指向NB粒子在M点的速度一定比在N点的大C粒子在M点的电势能一定比在N点的大D电场中M点的电势一定高于N点的电势【解析】由题意可知M、N在同一电场线上，带电粒子从M点运动到N点的过程中，电场力做负功，动能减小，电势能增加，故选项A、C错误，B正确；由于题中未说明带电粒子及两极板的电性，故无法判断M、N两点的电势高低，选项D错误【答案】B6如图为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J，电场力做的功为1.5 J则下列说法正确的是()A粒子带负电B粒子在A点的电势能比在B点少1.5 JC粒子在A点的动能比在B点多0.5 JD粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J【解析】粒子从A点运动到B点，电场力做正功，且沿着电场线，故粒子带正电，所以选项A错；粒子从A点运动到B点，电场力做正功，电势能减少，故粒子在A点的电势能比在B点多1.5 J，故选项B错；由动能定理，WGW电Ek，2.0 J1.5 JEkBEkA，所以选项C对；由其他力(在这里指电场力)做功等于机械能的增加，所以选项D对【答案】CD7如图所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线分别为等势线1、2、3，已知MNNQ，a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图所示，则()Aa一定带正电，b一定带负电Ba加速度减小，b加速度增大CMN电势差|UMN|等于NQ两点电势差|UNQ|Da粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小【解析】由带电粒子的运动轨迹，结合曲线运动的特点可知带电粒子所受的电场力方向，但因为电场线的方向不确定，故不能判断带电粒子带电的性质，A错；由电场线的疏密可知，a加速度将减小，b加速度将增大，B正确；因为是非匀强电场，故MN电势差并不等于NQ两点电势差，C错；但因为等势线1与2之间的电场强度比2与3之间的电场强度要大，故1、2之间的电势差要大于2、3之间的电势差，但两粒子的带电量大小不确定，故无法比较动能变化量的大小，D错误【答案】B8绝缘细绳的一端固定在天花板上，另一端连接着一个带负电的电荷量为q、质量为m的小球，当空间建立水平方向的匀强电场后，绳稳定处于与竖直方向成60角的位置，如图所示，已知细绳长为L，让小球从30的A点释放，则()A匀强电场的场强为B匀强电场的场强为C小球的最大速度为D小球的最大速度为(1)【解析】小球在60时处于平衡，则Eqmgtan ，所以E，选项A错误、B正确；小球第一次到达平衡位置处的速度是小球的最大速度，根据动能定理有：qE(Lsin 60Lsin 30)mg(Lcos 30Lcos 60)mv2，联立解得v(1)，选项C错误、D正确【答案】BD9如图所示，绝缘弹簧的下端固定在斜面底端，弹簧与斜面平行且初始为自然长度，带电小球Q(可视为质点)固定在光滑绝缘斜面的M点，处于通过弹簧中心的直线ab上现将小球P(亦可视为质点)从直线ab上的N点由静止释放，设小球P与Q电性相同则小球P从释放到运动至最低点的过程中()A小球P的速度先增大后减小B小球P的速度最大时所受弹簧弹力与库仑力的合力为零C小球P的动能、重力势能、电势能的总和不变D小球P所受重力和弹簧弹力做功的代数和等于电势能的变化量的大小【解析】小球P运动到斜面最低点的过程中，库仑力做正功，重力做正功，弹簧弹力做负功，先做加速度减小的加速运动，当弹簧弹力等于重力沿着斜面向下的分力与库仑力之和时，速度达到最大，此后做加速度增大的减速运动直到速度为零，A对B错；此过程中系统所有对象具有的能量形式有动能、重力势能、电势能和弹性势能，由能的转化和守恒定律可知这些能量的总和不变，C错；小球P的初末状态下的动能均为零，故WGW弹W电0，W电EP电，故D对【答案】AD10如图所示，匀强电场场强的大小为E，方向与水平面的夹角为(45)，场中有一质量为m、电荷量为q的带电小球，用长为L的绝缘细线悬挂于O点，当小球静止时，细线恰好水平现用一外力将小球缓慢拉至竖直方向最低点，小球电荷量保持不变，在此过程中()A该外力所做的功为mgLcot B带电小球的电势能增加qEL(sin cos )C带电小球的电势能增加2mgLcot D该外力所做的功为mgLtan 【解析】由于小球静止时，细线恰好水平，所以重力与电场力的合力大小为mgcos ，方向水平向右，在外力将小球缓慢拉至竖直方向最低点的过程中，小球在重力与电场力的合力方向的位移为L，外力克服重力与电场力的合力做功mgLcos ，A正确，D错误；小球的重力势能减小mgL，在场强方向的位移为L(sin cos )，电场力对小球做的功为qEL(sin cos )，电势能增加qEL(sin cos )，B 正确，C错误【答案】AB11如图所示，一个质量为4103kg、电荷量为2106 C的小球，套在绝缘杆上，杆可在竖直平面内绕上端转动，球与杆的动摩擦因数为0.5.整个装置处于电场强度大小为2104 N/C，方向水平向右的匀强电场中，取g10 m/s2.求：(1)杆与竖直方向夹角多大时，小球运动速度变化最快；(2)当杆竖直放置时，球沿杆下滑1 m所损失的机械能【解析】(1)当杆转到沿合力方向，不受摩擦力作用时，小球加速度最大，合力与竖直方向夹角为cot .30(2)FNqEFFNqEWFqEs0.5210621041 J2102 J【答案】(1)30(2)2102 J12如图所示，水平放置的平行金属板的N板接地，M板电势为U，两板间距离为d，d比两板的长度小很多，在两板之间有一长为2l的绝缘轻杆，可绕杆的水平固定轴O在竖直面内无摩擦地转动，O为杆的中点，杆的两端分别连着小球A和B，它们的质量分别为2m和m，它们的带电荷量分别为q和q，当杆由图示水平位置从静止开始转过90到竖直位置时，已知重力加速度为g，求：(1)两球的电势能的变化；(2)两球的总动能；(3)杆对A球的作用力【解析】(1)电场中的场强为：E电场力对两球做的功为：WE2qEl电势能的减少量为：|Ep|(2)重力对两球做的功为：WGmgl由动能定理，有：WGWEEK0解得：EKmgl(3)根据(2)问，有：2mv2mv2mglA球在最低点，由牛顿第二定律，有：F2mg2m解得：F【答案】(1)(2)mgl(3)
展开阅读全文