高考物理一輪復(fù)習(xí) 第6章 靜電場 第2講 電場能的性質(zhì)課時作業(yè) 新人教版.doc

電場能的性質(zhì)一、選擇題(16題為單選題，710題為多選題)1(2014江蘇物理)如圖所示，一圓環(huán)上均勻分布著正電荷，x軸垂直于環(huán)面且過圓心o。下列關(guān)于x軸上的電場強度和電勢的說法中正確的是()ao點的電場強度為零，電勢最低bo點的電場強度為零，電勢最高c從o點沿x軸正方向，電場強度減小，電勢升高d從o點沿x軸正方向，電場強度增大，電勢降低答案：b解析：考查帶電圓環(huán)周圍的電場強度和電勢的變化關(guān)系。確題的關(guān)鍵是要應(yīng)用電場強度的矢量性和電勢變化與電場強度的關(guān)系進行分析。將圓環(huán)看作是由許許多多的點電荷組成，根據(jù)電場強度的合成可知，o點電場強度為零，圓環(huán)帶正電荷，根據(jù)正電荷周圍電勢變化關(guān)系，再結(jié)合對稱性可知，o點電勢最高，故選項a錯誤，b正確；從o點沿x軸正方向，一定有一個電場強度最大的位置，故電場強度先大后小，電勢一直降低，選項c、d均錯誤。把非點電荷無限分割，變成能夠應(yīng)用點電荷規(guī)律來分析的題目是電場中經(jīng)常采用的一種方法。2.如圖所示，高速運動的粒子被位于o點的重原子核散射，實線表示粒子運動的軌跡，m、n和q為軌跡上的三點，n點離核最近，q點比m點離核更遠(yuǎn)，則()a粒子在m點的速率比在q點的大b三點中，粒子在n點的電勢能最大c在重核產(chǎn)生的電場中，m點的電勢比q點的低d粒子從m點運動到q點，電場力對它做的總功為負(fù)功答案：b解析：由題圖粒子的運動軌跡可知，粒子受重原子核的斥力作用而運動，故重核帶正電，周圍電勢為正；因q點比m點離核更遠(yuǎn)，故粒子從m到q，電場力做正功，動能增大，速度增大，a、d均錯；n點離核最近，電勢能最大，b對；沿電場線方向，電勢降低，故m點比q點電勢高，c錯。3如圖，在點電荷q產(chǎn)生的電場中，將兩個帶正電的試探電荷q1、q2分別置于a、b兩點，虛線為等勢線。取無窮遠(yuǎn)處為零電勢點，若將q1、q2移動到無窮遠(yuǎn)的過程中外力克服電場力做的功相等，則下列說法正確的是()aa點電勢大于b點電勢ba、b兩點的電場強度相等cq1的電荷量小于q2的電荷量dq1在a點的電勢能小于q2在b點的電勢能答案：c解析：根據(jù)題意“外力克服電場力做功”可知電場力做負(fù)功，點電荷q帶負(fù)電，電場線指向q，根據(jù)“沿著電場線電勢逐漸降低”可知b點的電勢高于a點的電勢，選項a錯誤；根據(jù)場強e可知，距離q較近的a點的電場強度較大，選項b錯誤；根據(jù)“電荷在某點的電勢能等于把電荷從該點移到零電勢能點的過程中電場力做的功”可知，兩個電荷在兩點的電勢能相等，選項d錯誤根據(jù)電勢，ba可知，q1的電荷量小于q2的電荷量，選項c正確。4(2014安徽高考)一帶電粒子在電場中僅受靜電力作用，做初速度為零的直線運動，取該直線為x軸，起始點o為坐標(biāo)原點，其電勢能ep與位移x的關(guān)系如圖所示，下列圖象中合理的是()答案：d解析：根據(jù)電場力做功與電勢能的關(guān)系：w電epepoep，則epepow電，則粒子的電勢能隨位移變化的圖象斜率絕對值對應(yīng)粒子所受的靜電力大小，故可知電場力、電場強度及粒子的加速度大小隨位移的增加而減小，所以選項a錯誤，選項d正確；根據(jù)動能定理有w電ek0，則ekw電，則粒子的動能隨位移變化的斜率絕對值對應(yīng)電場力的大小，故選項b錯誤；粒子沿x軸的運動是一個加速度減小的加速運動，故速度與位移不是線性關(guān)系，選項c錯誤。5. (2016陜西省咸陽市模擬)兩異種點電荷電場中的部分等勢面如圖所示，已知a點電勢高于b點電勢。若位于a、b處點電荷的電荷量大小分別為qa和qb，則()aa處為正電荷，qaqb ba處為正電荷，qaqbca處為負(fù)電荷，qaqb da處為負(fù)電荷，qaqb答案：b解析：根據(jù)a點電勢高于b點電勢可知，a處為正電荷，a電荷處的等勢面比b電荷處的等勢面密，所以qaqb，選項b正確。6(2016洛陽模擬)兩個等量同種電荷固定于光滑水平面上，其連線中垂線上有a、b、c三點，如圖甲所示。一個電量為2c，質(zhì)量為1kg的小物塊從c點靜止釋放，其運動的vt圖象如圖乙所示，其中b點處為整條圖線切線斜率最大的位置(圖中標(biāo)出了該切線)。則下列說法正確的()ab點為中垂線上電場強度最大的點，場強e2v/mb由c到a的過程中物塊的電勢能先減小后變大c由c點到a點的過程中，電勢逐漸升高dab兩點電勢差uab5v答案：d解析：a據(jù)vt圖可知帶電粒子在b點的加速度最大為2m/s2，所受的電場力最大為2n，據(jù)e知，b點的場強最大為1n/c，故a錯誤。b據(jù)vt圖可知帶電粒子的速度增大，電場力做正功，電勢能減小，故b錯誤。c據(jù)兩個等量的同種正電荷，其連線中垂線上電場強度方向由0點沿中垂線指向外側(cè)，故由c點到a點的過程中電勢逐漸減小，故c錯誤。d據(jù)vt圖可知a、b兩點的速度，在根據(jù)動能定理得電場力做的功wba10j，再用uab5v，故d正確。7.如圖所示，有一對等量異種電荷分別位于空間中的a點和f點，以a點和f點為頂點作一正立方體?，F(xiàn)在各頂點間移動一試探電荷，關(guān)于試探電荷受電場力和具有的電勢能，以下判斷正確的是()a在b點和d點受力大小相等，方向不同b在c點和h點受力大小相等，方向相同c在b點和d點電勢能相等d在c點和h點電勢能相等答案：abc解析：根據(jù)對稱性和等量異種電荷周圍電場線的分布特點可知，試探電荷在b點和d點受力大小相等，方向不同，在c點和h點受力大小相等，方向相同，所以選項a、b正確；因為b點和d點到兩個場源電荷的距離都一樣，所以試探電荷在b點和d點電勢能相等，選項c正確；c點離場源正電荷較h點遠(yuǎn)，所以試探電荷在c點和h點電勢能不相等，或者根據(jù)等量異種電荷周圍等勢面的分布特點可知，中垂面是等勢面，而c點和h點分居中垂面的兩側(cè)，它們的電勢肯定不等，所以選項d錯誤。8如圖所示，a、b、c是勻強電場中平行于電場線的某一平面上的三個點，各點的電勢分別為a5v，b2v，c3v，h、f三等分ab，g為ac的中點，在下列各示意圖中，能正確表示該電場強度方向的是()答案：bc解析：勻強電場中將任一線段等分，則電勢差等分。把ab等分為三段，ab間電壓為3v，別每等分電壓為1v，h點電勢為4v，f點電勢為3v，將fc相連，則fc為等勢線，電場線垂直于fc，從高電勢指向低電勢，c正確；把ac相連，分為兩份，ac電壓為2v，則g點電勢為4v，gh為等勢線，電場線垂直于gh，從高電勢指向低電勢，b正確。9(2015廣東湛江一模)如圖所示，p、q為固定的等量正點電荷，在連線的中垂線上某處b靜止釋放一帶負(fù)電的粒子，重力不計，則下列說法正確的是()a中垂線為等勢線b粒子由b運動到o點時，速度最大c粒子由b運動至o點過程，電勢能減小d粒子由b運動至o點過程，電場力增大答案：bc解析：等量異種點電荷的中垂線是一等勢線，而這是等量同種點電荷，故a錯誤；帶負(fù)電的粒子在從b到o的過程中，所受的電場力方向豎直向下，做加速運動，所以速度越來越大，到b點加速度等于零，速度達到最大，此過程中動能越來越大，電勢能越來越小，b、c正確。由b運動至o點過程，電場強度可能先增大后減小，也可能是一直減小，因此電場力無法確定大小，d錯誤。10.如圖所示，在豎直平面內(nèi)，帶等量同種電荷的小球a、b，帶電荷量為q(qo)，質(zhì)量都為m，小球可當(dāng)作質(zhì)點處理?，F(xiàn)固定b球，在b球正上方足夠高的地方由靜止釋放a球，則從釋放a球開始到a球運動到最低點的過程中()a小球a的動能不斷增大b小球a的加速度不斷減小c小球a的機械能不斷減小d小球a的電勢能不斷增大答案：cd解析：釋放a球后，由牛頓第二定律有mgkma，可知小球a先做加速度減小的加速運動，當(dāng)mgk時，小球a加速度減為零，此后小球a做加速度增大的減速運動，選項a、b錯誤；小球a下降過程中，電場力一直做負(fù)功，小球a的機械能不斷減小，電勢能不斷增大，選項c、d正確。二、非選擇題11. (2015西安模擬)如圖所示，在o點放置一個正電荷，在過o點的豎直平面內(nèi)的a點，自由釋放一個帶正電的小球，小球的質(zhì)量為m、電荷量為q。小球落下的軌跡如圖中虛線所示，它與以o為圓心、r為半徑的圓(圖中實線表示)相交于b、c兩點，o、c在同一水平線上，boc30，a距離oc的豎直高度為h。若小球通過b點的速度為v，試求：(1)小球通過c點的速度大小。(2)小球由a到c的過程中電勢能的增加量。答案：(1)(2)mghmv2mgr解析：(1)因b、c兩點電勢相等，小球由b到c只有重力做功，由動能定理得：mgrsin30mvmv2得：vc。(2)由a到c應(yīng)用動能定理得：wacmghmv0得：wacmvmghmv2mgrmgh。由電勢能變化與電場力做功的關(guān)系得：epwacmghmv2mgr。12(2016山東淄博模擬)如圖，勻強電場中有一半徑為r的光滑絕緣圓軌道，軌道平面與電場方向平行。a、b為軌道直徑的兩端，該直徑與電場方向平行。一電荷量為q(q0)的質(zhì)點沿軌道內(nèi)側(cè)運動，經(jīng)過a點和b點時對軌道壓力的大小分別為na和nb。不計重力，求電場強度的大小e、質(zhì)點經(jīng)過a點和b點時的動能。答案：e(nbna)eka(nb5na)ekb(5nbna)解析：質(zhì)點所受電場力的大小為fqe設(shè)質(zhì)點質(zhì)量為m，經(jīng)過a點和b點時的速度大小分別為va和vb，由牛頓第二定律有fnamnbfm設(shè)質(zhì)點經(jīng)過a點和b點時的動能分別為eka和ekb，有ekamvekbmv根據(jù)動能定理有ekbeka2rf聯(lián)立式得e(nbna)eka(nb5na)ekb(5nbna)13(2016上海市七校模擬)如圖(a)所示，傾角30的光滑固定斜桿底端固定一電量為q2104c的正點電荷，將一帶正電小球(可視為點電荷)從斜桿的底端(但與q未接觸)靜止釋放，小球沿斜桿向上滑動過程中能量隨位移的變化圖像如圖(b)所示，其中線1為重力勢能隨位移變化圖像，線2為動能隨位移變化圖像(靜電力恒量k9109nm2/c2)則：(1)請描述小球向上運動過程中的速度與加速度的變化情況；(2)求小球的質(zhì)量m和電量q；(3)求斜桿底端至小球速度最大處由底端正點電荷q形成的電場的電勢差u。答案：(1)見解析(2)4kg1.11105c(3) 4.2