2019届高考物理一轮复习 第六章 静电场 课时作业20 电场能的性质.doc

课时作业（二十）电场能的性质基础小题练1将一正电荷从无限远处移入电场中M点，静电力做功W16109 J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无限远处，静电力做功W27109 J，则M、N两点的电势M、N，有如下关系()AMN0 BNM0CNM0 DMN0【解析】对正电荷M；对负电荷N，即N.而W2W1，0，且和均大于0，则NM0，正确答案选C.【答案】C2.如图所示，空间中存在着由一固定的正点电荷Q(图中未画出)产生的电场，另一正点电荷仅在电场力作用下沿曲线MN运动，在M点的速度大小为v0，方向沿MP方向，到达N点时速度大小为v，且vv0，则() AQ一定在虚线MP上方BM点的电势比N点的电势高C正点电荷在M点的电势能比在N点的小D正点电荷在M点的加速度大小比在N点的大【解析】两个正电荷间为库仑斥力，运动轨迹向上偏，Q必定在虚线MP之下，给正点电荷斜向左上方的力，A错误；正点电荷在M、N两点中的M点时动能大，则正点电荷在M点时的电势能小，C正确；正点电荷在高电势处电势能大，所以M点电势低，B错误；正点电荷从M点到N点速度减小，说明N点离Q近，在N点受到的电场力大，加速度大，D错误【答案】C3.如图所示，在某电场中画出了三条电场线，C点是AB连线的中点已知A点的电势为A50 V，B点的电势为B10 V，则C点的电势() AC30 VBC30 VCC30 VD上述选项都不正确【解析】AC之间的电场线比CB之间的电场线密，由UEd可定性判断相等距离之间AC的电势差较大，所以CEpBEpAD粒子从A运动到B与从B运动到C，静电力做的功可能相等【解析】带电粒子在匀强电场中运动，受到的静电力方向相同，选项A正确；根据粒子的运动轨迹可得，粒子带负电，带负电的粒子在电势高的位置电势能小，所以EpCEpBEpA，选项B、C正确；A、B间的电势差与B、C间的电势差不相同，粒子从A运动到B与从B运动到C，静电力做的功也不等，选项D错误【答案】ABC5.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【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【答案】B6(2018山东潍坊高三期末)如图所示，在匀强电场中有A、B、C三点，三点构成直角三角形，A37，AB边长为5 m，D为AB中点，电场线与ABC所在平面平行，A、B、C三点的电势分别为14 V、6 V和6 V，取sin 370.6，cos 370.8，则()AUDC4 V BUDC10 VCE2 V/m DE1.6 V/m【解析】将AB二等分，因UAB8 V，则每等分两端的电势差为4 V，UAD4 V，D10 V，B6 V，UDC4 V，A对、B错；BC6 V，B、C两点位于同一等势面上，过D点作DEAC于E点，则DE也为一等势面，E10 V，电场线即沿AC方向，场强E2 V/m，故C对、D错【答案】AC创新导向练7生产科技以电子束焊接为背景考查电场能的性质电子束焊接机中的电子枪如图所示，K为阴极，A为阳极，阴极和阳极之间的电场线如图中虚线所示，A上有一小孔，阴极发射的电子在阴极和阳极间电场作用下聚集成一细束，以极高的速率穿过阳极上的小孔，射到被焊接的金属上，使两块金属熔化而焊接到一起，不考虑电子重力，下列说法正确的是()AA点的电势低于K点的电势B电子克服电场力做功C电子的电势能不断增加D电子动能不断增加【解析】A点电势高于K点电势，A错；电子逆着电场线方向运动，电场力做正功，电势能减小，动能增加，故B、C错，D对【答案】D8生活科技电视机显像管中的等势面如图所示，实线为电视机显像管主聚焦电场中的等势面，a、b、c、d为圆上的4个点，则下列说法中正确的是()Aa、b、c、d四点电势不等，但电场强度相同B一电子从b点运动到c点，电场力做的功为0.8 eVC若一电子从左侧沿中心轴线穿越电场区域，将做加速度先减小后增大的直线运动D若一电子从左侧沿中心轴线穿越电场区域，将做加速度先增大后减小的直线运动【解析】由图可知，a、b两点电势相等，c、d两点电势相等，但电场强度大小相等，方向不相同，A错误一电子从b点运动到c点，电场力做的功W(cb)(0.900.10)eV0.8 eV，B正确观察图中给出的等差等势面的疏密可知，沿中心轴线从左到右，电场强度先增大后减小，故电子将做加速度先增大后减小的直线运动，C错误，D正确【答案】BD9高新科技利用“静电透镜”原理考查电场性质静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置如图所示为该透镜工作原理示意图，虚线表示这个静电场在xOy平面内的一簇等势线，等势线形状相对于Ox轴、Oy轴对称，且相邻两等势线的电势差相等图中实线为某个电子通过电场区域时的轨迹示意图，关于此电子从a点运动到b点过程中，下列说法正确的是()Aa点的电势高于b点的电势B电子在a点的加速度大于在b点的加速度C电子在a点的动能大于在b点的动能D电子在a点的电势能大于在b点的电势能【解析】由于等势线的电势沿x轴正向增加，根据等势线与电场线垂直，可作出电场线，电子所受的电场力与场强方向相反，故电子在y轴左侧受到一个斜向右下方的电场力，在y轴右侧受到一个斜向右上方的电场力，故电子沿x轴方向一直加速，对负电荷是从低电势向高电势运动，故A错误；根据等势线的疏密知道b处的电场线也密，场强大，电子的加速度大，故B错误；根据负电荷在电势低处电势能大，可知电子的电势能一直减小，则电子在a处的电势能大于在b处的电势能，电子的电势能一直减小，则电子穿过电场的过程中，电场力始终做正功，动能增加，故C错误，D正确【答案】D10生活科技示波管中的电场线和等势线如图所示为某示波管的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线两电子分别从a、b两点运动到c点，设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb，a、b点的电场强度大小分别为Ea和Eb，则() AWaWb，EaEb BWaWb，EaEbCWaWb，EaEb DWaWb，EaEb【解析】由题图知a、b在同一等势面上，故UacUbc，又由WqU知，WaWb，又由于在同一电场中，电场线密集处场强大，故EaEb，A正确【答案】A综合提升练11(2018山东烟台高三上学期期中)在竖直面内建立xOy坐标系，坐标系内有一沿水平方向的匀强电场一质量为m、电荷量为q的带电液滴，从P点由静止开始沿直线运动到坐标原点时，速度大小为v.已知重力加速度大小为g，P点的纵坐标为y，求：(1)P、O两点间的电势差；(2)电场强度的大小【解析】(1)从P到O过程，由动能定理得：mgyqUmv20，解得：U.(2)液滴在竖直方向做自由落体运动：ygt2，vygt，在水平方向，液滴做初速度为零的匀加速直线运动，v0att，液滴到达O点的速度：v，解得：E.【答案】(1)(2) 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R0.4 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E1.0104 N/C.现有一电荷量q1.0104C，质量m0.1 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(图中未画出)取g10 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xDB；(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(结果保留3位有效数字)【解析】(1)设带电体通过C点时的速度为vC，依据牛顿第二定律有mgm，解得vC2.0 m/s.设带电体通过B点时的速度为vB，轨道对带电体的支持力大小为FB，带电体在B点时，根据牛顿第二定律有FBmgm.带电体从B运动到C的过程中，根据动能定理有mg2Rmvmv联立解得FB6.0 N，根据牛顿第三定律，带电体对轨道的压力FB6.0 N.(2)设带电体从最高点C落至水平轨道上的D点经历的时间为t，根据运动的分解有2Rgt2，xDBvCtt2.联立解得xDB0.(3)由P到B带电体做加速运动，故最大速度一定出现在从B经C到D的过程中，在此过程中只有重力和电场力做功，这两个力大小相等，其合力与重力方向成45夹角斜向右下方，故最大速度必出现在B点右侧对应圆心角为45处设带电体的最大动能为Ekm，根据动能定理有 qERsin 45mgR(1cos 45)Ekmmv，代入数据解得Ekm1.17 J.【答案】(1)6.0 N(2)0(3)1.17 J