2018-2019学年高二物理 寒假训练02 电场能的性质.docx

寒假训练02电场能的性质典题温故1【2018年桂林高二期中】在粗糙的水平面有一绝缘的足够长的薄长平板，在其左端放一个带电体（可看成质点），带电量q110-2 C，整个空间处于向右的匀强电场中，电场强度E102 N/C，平板质量M2 kg，带电体质量m1 kg，带电体与平板间动摩擦系数10.2，平板与地面间动摩擦系数20.1，现给平板一个向左v07 m/s的初速，g取10 m/s2，求：(1)带电体运动的总时间；(2)整个过程带电体电势能的变化量及摩擦生热的内能。一、单选题1【2018年南宁市沛鸿民族中学第一学期段考】如图所示的电场中有A、B两点，下列判断正确的是()A电势AB，电场强度EAEBB电势AB，电场强度EAEBC将电荷量为q的正电荷从A点移到B点，电场力做负功，电势能增大D将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点，电荷具有的电势能EpAOBP、Q两点电场强度的大小关系为EQ EPC若在O点放一正点电荷，则该正点电荷受到的电场力不为零D若将某一负电荷由P点沿着图中曲线PQ移到Q点，所受电场力做的总功为零5【2018年杭州市高三上学期模拟】如图，静电喷涂时，被喷工件接正极，喷枪口接负极，它们之间形成高压电场。涂料微粒从喷枪口喷出后，只在静电力作用下向工件运动，最后吸附在工件表面，图中虚线为涂料微粒的运动轨迹。下列说法正确的是()A涂料微粒一定带负电B图中虚线也可视为高压电场的部分电场线C电场力对微粒先做正功后做负功D喷射出的微粒动能不断转化为电势能6【2018年湖南省师大附中高二期中】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。下列说法正确的是()A点O与点C的场强大小相等B点C与点D的场强大小之比为C一电子从D点由静止释放，运动到C点的过程中，加速度先减小后增大D将一正电荷沿着圆周从A点经D移至B点的过程中，电场力先做正功后做负功7【2018年荆州中学、宜昌一中等“荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟”高二上学期期中】在一沿x方向的电场中放置一光滑绝缘水平桌面，沿桌面x轴方向电势分布如图中实线所示。有一质量m410-2 kg、电荷量q210-6 C的带正电小球，以v02 m/s的初速度在x03 m处沿x轴正方向运动。则小球从开始运动到动能最大时电场力所做的功为W，当小球速度为零时其位置坐标为x，则下列选项中正确的是()AW810-2 J，x0 mBW810-2 J，x3 mCW610-2 J，x3 mDW810-2 J，x4 m8【2018年衡水中学高三月考】如图所示，匀强电场与圆面平行。a、b、c为圆周上三点，ab为直径，已知a、b、c三点的电势分别为9.5 V、6 V、14 V，ab长为5 cm，b37(sin 370.6，cos 370.8)。下列说法正确的是()A电场强度的方向与cb方向夹角为53B电场强度的方向与cb方向夹角为37C电场强度的大小为2.82 V/cmD圆周上电势最低为1.5 V二、计算题9【2018年龙泉中学高二期中】在电场中将2.010-9 C的正电荷从A点移到B点，静电力做功1.510-7 J，再把这个电荷从B点移到C点静电力做功4.010-7 J。则：(1)AB间、BC间、AC间电势差各是多少？(2)将1.510-9 C的电荷从A点移到C点静电力做功多少？10【2018年临沂市高二期中】图中实线是一组不知方向的匀强电场的电场线，将110-6 C的负电荷由A点沿水平方向移到B点，电场力做了210-6 J的功。A、B两点间距离为2 cm，问：(1)匀强电场场强多大？方向如何？(2)A、B两点间的电势差多大？(3)若A0，则AB中点C的电势为多少？寒假训练02电场能的性质1【解析】(1)对平板，设加速度大小为a11mg+2(mg+Mg)=Ma1解得，a1=2.5m/s2 对带电体，设加速度大小为a21mg-qE=ma2 解得，a2=1m/s2 设经过时间t1达到共速，v0-a1t1=a2t1 解得，t1=2s 此时速度v=2m/s设一起做减速运动的加速度为a32(mg+Mg)+qE=(m+M)a3 解得，a3=1.33m/s2 再经时间t2停止运动，v=a3t2 解得，t2=1.5s 则运动的总时间为t=t1+t2=3.5s (2)整个过程中带电体一直向左运动，加速阶段，带电体的位移x1=12a2t12=2m平板的位移x2=(v+v0)2t1=9m减速阶段，带电体的位移x3=12vt2=1.5m则电势能的增加量为qE(x1+x3)=3.5J内能的增加量为1mg(x2-x1)+2一、单选题1【答案】D2【答案】C【解析】由电子的速度时间图象可得，电子从a到b做加速度减小的加速运动，电子所受电场力逐渐减小，则电子在a点受到的电场力大于电子在b点受的电场力，a点电场强度大于b点电场强度，故A、B错误；电子从a到b做加速运动，所受电场力的方向由a指向b，场强方向由b指向a，则aEQ，故B错误；四个点电荷在O点产生的电场相互抵消，场强为零，故在O点放一正点电荷，则该正点电荷受到的电场力为零，故C错误；P、Q电势相等，若将某一负电荷由P点沿着图中曲线PQ移到Q点，电场力做功为零。故D正确。5【答案】A【解析】由图知，工件带正电，则在涂料微粒向工件靠近的过程中，涂料微粒带负电，故A正确；由于涂料微粒有初速度，初速度和电场力不一定方向相同，故涂料微粒的运动轨迹不一定沿电场线方向运动，故无法确定电场线，故B错误；涂料微粒所受的电场力方向向左，其位移方向大体向左，则电场力对涂料微粒做正功，故C错误；因电场力对涂料微粒做正功，其动能增大，电势能减小，电势能转化为动能；故D错误。6【答案】ABD【解析】点O与点C处于两电荷连线的中垂线上，到两电荷的距离相等，点O与点C的场强大小相等，方向相反，故A正确；根据矢量合成法则，C点场强为EC=2kQR2cos600=kQR2，D点的场强为ED=2kQ(32R)2+(32R)232R(32R)2+(32R)2=kQ3R2，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=68R32R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。7【答案】D【解析】x轴上从0到-5m电势升高，则电场方向沿x轴正方向从0到5m电势升高，则电场方向沿x轴负方向带正电小球在x0=-3m处沿x轴正方向运动，受到向右的电场力，电场力做正功，动能增加从0点向右运动的过程中，电场力向左，电场力做负功，小球的动能减小，所以小球在0点动能最大则小球从开始运动到动能最大时电场力所做的功为：W=qU=q（3-0）=210-60-（-4）J=0.08J；设小球速度为零时其位置坐标为x根据动能定理得 q（3-x）=0-12mv02，可得 x=4V，对应的位置为 x=4m；根据对称性知，小球速度为零时另一个位置坐标为-4m，故选D。8【答案】BD【解析】根据题意可知Ucb=8V，将cb平分为16份，每份表示0.5V，则设d点处为9.5V，连接ad，ad为一条等势线，根据几何知识可得cb=abcos37=4cm，ac=absin37=3cm，bd=9.5-684cm=74cm，cd=bc-bd=94cm，故tancda=accd=394=43，故cda=53，即edb=37，所以电场强度的方向与cb方向夹角为37，A错误B正确；过c点作一条电场线，与ad交于f点，根据几何关系可得acf=53，故cf=accos53=1.8cm，根据公式E=Ud可得E=Ucacf=14-9.51.8V/cm=2.5V/cm，C错误；沿电场线方向上的直径电势降落最大，过圆心作一条电场线，交圆于H点，则H为电势最低点，O点的电势为O=a+b2=7.75V，故H=O-Er2=1.75-2.52.5=1.5V，D正确二、计算题9【解析】（1）将一个电量2.010-9C的正电荷从A点移到电场中的B点，电场力做了1.510-7J的正功，故：UAB=WABq=1.510-7J2.010-9C=75V再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功为-4.010-7JUBC=WBCq=-410-7210-9=-200VUAC=UAB+UBC=75+（-200）=-125V（2）把-1.510-9C的电荷从A点移到C点，静电力做功：WAC=qUAC=1.510-9（-125）=1.87510-7J10【解析】(1)由WAB=qElcos60得：匀强电场场强：E=WABqlABcos60=210-6110-60.020.5V/m=200V/m，场强方向沿电场线斜向下；(2)A、B两点间的电势差：UAB=WABq=210-6-110-6V=-2V(3)由U=Ed得AC间的电势差：UAC=12UAB=-1V而UAC=A-C故C=1V