2019高三物理課時集訓(xùn)電場能的性質(zhì)含解析

1、2019 人教版高三物理課時集訓(xùn)電場能的性 質(zhì)含解析課時分層集訓(xùn)電場能的性質(zhì)基礎(chǔ)對點練電勢高低、電勢能大小的判斷.關(guān)于靜電場的電場強度和電勢，下列說法正確的是【導(dǎo)學(xué)號：84370283】A. 電場強度的方向處處與等勢面垂直B. 電場強度為零的地方，電勢也為零c .隨著電場強度的大小逐漸減小，電勢也逐漸降低D.任一點的電場強度總是指向該點電勢降落最快的方向AD 電場中場強為零的位置是絕對的，而電勢為零的 位置是人為選取的；場強的大小表征電勢隨空間的變化率， 而與電勢的大小無關(guān)，故 B 錯誤；由沿電場線方向電勢降低， 可知電勢的升降取決于場強的方向而與場強的大小無關(guān)，故 c 錯誤.在真空中AB 兩

2、點分別放有異種點電荷一 Q 和+ 2Q 以 A、B連線中點 o 為圓心作一圓形路徑 acbd，如圖 7-2-15 所示，則下列說法正確的是圖 7-2-15A.場強大小關(guān)系有 Ea= Eb、Ec= EdB.電勢咼低關(guān)系有 $ a $ b、$ c $ dc .將一負點電荷沿圓弧由a 運動到 b 的過程中電場力做正功D.將一正點電荷沿直線由c 運動到 d 的過程中電勢能始終不變c 對比等量異種點電荷的電場分布可知，題圖中場強 大小關(guān)系有 EbEa, Ec= Ed, A 項錯誤.由沿著電場線方向 電勢逐漸降低可知，$ av$ b,再由對稱性可知 $ c = $ d, B 項錯誤.因沿直線由 c到 d

3、過程中電勢先升高再降低，所 以將一正點電荷沿直線由 c 運動到 d 的過程中電勢能先增大 再減小，D 項錯誤.如圖 7-2-16 所示， 真空中、 N 點處固定有兩等量異種 點電荷，a、b、c 表示兩點電荷形成的電場中的3 條等勢線，b 是、N 連線的中垂線，交、N 于 o 點，a、c 關(guān)于 b 對稱.點 d、e、f、g 是以 o 為圓心的圓與 a、c 的交點.已知一帶正 電的試探電荷從d 點移動到 e 點時，試探電荷的電勢能增加， 則以下判斷正確的是圖 7-2-16A. 點處固定的是正電荷B. d 點的電勢低于 f 點的電勢c. d 點的場強與 f 點的場強相同D.將帶正電的試探電荷沿直線由

4、d 點移動到 f 點，電勢能先增大后減小Be 正電荷從 d 點移動到 e 點電勢能增加，則 d 點電 勢低于 e點，處為負電荷，N 處為正電荷，d 點的電勢低于 f 點的電勢，d、f兩點的電場強度大小相等、方向相同，將帶 正電的試探電荷沿直線從 d 點移動到 f 點，電勢能一直增大， 故 B、e 正確，A、D 錯誤.如圖所示，一帶負電荷的油滴在勻強電場中運動，其軌 跡在豎直面內(nèi)，且相對于過軌跡最低點P 的豎直線對稱.忽略空氣阻力.由此可知A. Q 點的電勢比 P 點高B. 油滴在 Q 點的動能比它在 P 點的大e.油滴在 Q 點的電勢能比它在 P 點的大D.油滴在 Q 點的加速度大小比它在 P

5、 點的小AB 帶電油滴在電場中受重力、電場力作用，據(jù)其軌 跡的對稱性可知，電場力方向豎直向上， 且電場力大于重力， 電場力先做負功后做正功.則電場強度方向向下，Q 點的電勢比 P 點高，選項 A 正確；油滴在 P 點的速度最小，選項 B 正確；油滴在 P 點的電勢能最大，選項 e 錯誤；油滴運動的 加速度大小不變，選項 D 錯誤.電勢岸與屯場強度的關(guān)系.如圖 7-2-17 所示，某勻強電場中 A、B、c、D 四點構(gòu) 成一個菱形，對角線 Ae= 12e, BD- 16c, 個質(zhì)子從 A 移到B,電場力做了 24eV 的功；一個電子從 A 移到 c，克服電場力做了 24eV 的功.其中 A 點的電

6、勢為零，貝 U 下列說法正確 的是圖 7-2-17A. D 點的電勢$ D= 0B. D 點的電勢$ D=- 24Vc .電場強度 E= 250N/CD.電場強度 E= 200N/CAc 由題意可知： UA 吐 ABq= 24V, UAc= Acq= 24V,$ A= 0, $ B= $ c =- 24V, Bc 的連線為一條等勢線，所以 AD 的連線也為一條等勢線，所以$ D= 0, A 正確，B 錯誤；根據(jù)幾何關(guān)系可求得 AD 和 Bc 間的垂直距離 d= 9.6c，電場 強度E= 250N/c , c 正確，D 錯誤.如圖 7- 2-18 所示，等邊三角形 ABc 處在勻強電場中， 電場

7、方向與三角形所在平面平行，其中$ A= $ B= 0, $ c =$ 0，保持該電場的電場強度大小和方向不變，讓等邊三 角形繞 A點在三角形所在平面內(nèi)順時針轉(zhuǎn)過30,則此時 B點的電勢為圖 7-2-18A. 33 $B. $ 2c. 33 $ D. $ 2c 因$ A=$ B= 0,所以 AB 是一等勢線，電場方向垂 直 AB 向左，設(shè)等邊三角形邊長為L,因$ c= $ ,所以電場強度為 E= $ Lcos30。，當(dāng)?shù)冗吶切卫@ A 點在三角形所在 平面內(nèi)順時針轉(zhuǎn)過30。時，B 點到原來 AB 的距離 d =Lsin30 , B 點電勢為 $ B= Ed= $ tan30 =- 33$ , c

8、 對.如圖 7-2-19 所示，在平面直角坐標(biāo)系中，有方向平 行于坐標(biāo)平面的勻強電場，其中坐標(biāo)原點處的電勢為0V,點A 處的電勢為 6V,點 B 處的電勢為 3V,則電場強度的大小為【導(dǎo)學(xué)號：84370284】圖 7-2-19A. 200V/B . XXV/c. 100V/D . 1003V/A 勻強電場的電場線與等勢面都是平行、等間距排列 的，且電場線與等勢面處處垂直，沿著電場線方向電勢均勻 降落，取 oA中點 c,則 c 點電勢為 3V,連接 Bc 即為電場中 的一條等勢線，作等勢線的垂線，即電場中的電場線.E=Ud= 3Voc sin30 = 200V/.選 A.電場中的功能關(guān)系如圖 7

9、- 2- 20 所示，豎直向上的勻強電場中，一豎直絕 緣輕彈簧的下端固定在地面上，上端連接一帶正電小球，小球靜止時位于 N 點，彈簧恰好處于原長狀態(tài).保持小球的帶 電量不變，現(xiàn)將小球提高到點由靜止釋放.則釋放后小球從 運動到 N 過程中圖 7-2-20A. 小球的機械能與彈簧的彈性勢能之和保持不變B. 小球重力勢能的減少量等于小球電勢能的增加量 c .彈簧彈性勢能的減少量等于小球動能的增加量D.小球動能的增加量等于電場力和重力做功的代數(shù)和Bc 由于有電場力做功，故小球的機械能與彈簧的彈 性勢能之和是改變的，故 A 錯誤；由題意，小球受到的電場 力與重力大小相等，在小球從運動到N 過程中，重力做

10、多少正功，重力勢能就減少多少，電場力做多少負功，電勢能就 增加多少，又兩力做功一樣多，可知B 正確；由動能定理可知，彈力對小球做的功等于小球動能的增加量，又彈力的功 等于彈性勢能的減少量，故 c 正確；顯然電場力和重力做功 的代數(shù)和為零，故 D 錯誤.如圖 7-2-21 所示，真空中的勻強電場與水平方向成 15角，AB 垂直于勻強電場 E,現(xiàn)有一質(zhì)量為、電荷量為+ q 的小球在 A 點以初速度 v0 水平向右拋出，經(jīng)時間 t 小球運 動到 c 點時速度大小仍為 v0 ,則小球由 A 點運動到 c 點的過 程中，下列說法正確的是圖 7-2-21A.電場力對小球做功為 12g2t2B.小球的機械能

11、減小了12g2t2c. c 的電勢差為g2t22qD. c 點一定位于 AB 直線的右側(cè)D 小球受到重力和電場力的作用，合力的方向如圖所 示，斜向左下方.小球由A 點運動到 c 點的過程中，重力做正功，動能不變，由動能定理得知電場力必定做負功，小球 的電勢能增大，故 A 錯誤.小球具有機械能和電勢能，總能 量守恒，小球的電勢能增大，貝 y 知小球的機械能一定減小， 小球的機械能的減小量即為豎直方向的重力勢能的減小量 gh,由于電場力向左下方，重力豎直向下，將合力沿著水平 和堅直方向正交分解，豎直方向的合力大于重力，故在豎直 方向的分運動的加速度a 大于 g， 豎直方向h = 12at2 12g

12、t2，即 gh 12g2t2，小球的機械能減小量大于12g2t2 ,故 B 錯誤.小球具有機械能和電勢能，總能量守恒，小球的 機械能減小量大于 12g2t2，則電勢能的增大量大于 12g2t2 , 所以 A、c 之間的電勢差大于 g2t22q ,而且電勢差是兩點之 間電勢的差，c 點只是一個點，一個點不存在電勢差的說法， 故 c 錯誤；小球的電勢能增大，而小球帶正電，則知c 點的電勢比 A 點的電勢高，故 c 點一定位于 AB 的右側(cè)，故 D 正 確.如圖 7-2-22 所示，固定的光滑絕緣斜面的底端固定 著一個帶正電的小物塊 P,將另一個帶電小物塊 Q 在斜面的 某位置由靜止釋放，它將沿斜面

13、向上運動.設(shè)斜面足夠長， 則在 Q 向上運動過程中【導(dǎo)學(xué)號：84370285】圖 7- 2- 22A. 物塊 P、Q 的電勢能和動能之和先增大后減小B. 物塊 P、Q 的重力勢能和電勢能之和先減小后增大 c .物塊P、Q 的重力勢能和電勢能之和先增大后減小 D.物塊 P、Q 的重力勢能和動能之和先增大后減小B 物體 Q 在沿斜面方向上受向上的電場力和重力沿斜 面向下的分力作用，當(dāng)物體向上滑動時，隨電場力的減小， 加速度先逐漸減小，然后反向增加，即速度先增加后減?。?因系統(tǒng)只有重力和電場力做功，則系統(tǒng)的電勢能、重力勢能 和動能守恒，即 Ep 電+ Ep重+ E=常數(shù)，則在 Q 向上運動過 程中，

14、隨重力勢能的增加，物塊P、Q 的電勢能和動能之和逐漸減小，選項 A 錯誤；在 Q 向上運動過程中動能先增大后 減小，故物塊 P、Q 的重力勢能和電勢能之和先減小后增大，選項 B 正確，c 錯誤；在 Q 向上運動過程中，電勢能逐漸減 小，故物塊 P、Q 的重力勢能和動能之和逐漸增大，選項D錯誤.靜電場中的圖象問題0.靜電場在 x 軸上的場強 E 隨 x 的變化關(guān)系如圖 7- 2-23 所示，x 軸正向為場強正方向，帶正電的點電荷沿 x 軸運 動，則點電荷圖 7-2-23A. 在 x2 和 x4 處電勢能相等B. 由 x1 運動到 x3 的過程中電勢能增大c .由 x1 運動到 x4 的過程中電場

15、力先增大后減小D.由 x1 運動到 x4 的過程中電場力先減小后增大Bc 由題圖可知，將正電荷沿x 軸正向移動，從 x2 移動到 x4 的過程電場力做功不為零，兩點處的電勢能不相等，選項 A錯誤；從 x1 運動到 x3 的過程電場力沿 x 軸負方向，電場力做負功，電勢能增大，選項B 正確；從 x1 運動到 x4的過程中場強先增大后減小，所以電場力先增大后減小，選 項 c 正確，D 錯誤.1.一帶負電的粒子只在電場力作用下沿x 軸正向運動，其電勢能 Ep 隨位移 x 變化的關(guān)系如圖 7-2-24 所示，其中 0 x2 段是對稱的曲線，x2x3 段是直線，則下列說法正確的 是圖 7- 2- 24A

16、. x1 處電場強度為零B. x1、x2、x3 處電勢 $ 1、$ 2、$ 3 的關(guān)系為 $ 12 $ 3c .粒子在 0 x2 段做勻變速運動，x2x3 段做勻速直線運動D. x2x3 段是勻強電場ABD 根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系Ep= q $及場強與電勢的關(guān)系 E=A$ Ax 得 E=1qEpAx，由數(shù)學(xué)知識可知 Ep-x 圖象切線的斜率等于AEpAx , x1 處切線斜率為零，則 x1 處電場強度為零，故 A 正確.由題圖可看出在 0 x1 段圖象 切線的斜率不斷減小，由A 知場強減小，粒子所受的電場力減小，加速度減小，做非勻變速運動.x1x2 段圖象切線的斜率不斷增大，場強增大，粒子所受

17、的電場力增大，做非勻 變速運動.x2x3 段斜率不變，場強不變，即電場強度大小 和方向均不變，是勻強電場，粒子所受的電場力不變，做勻 變速直線運動，故 c 錯誤，D 正確.根據(jù)電勢能與電勢的關(guān) 系 Ep=可知粒子帶負電，qv0,則電勢能越大，粒子所在處的位置電勢越低，所以有$ 1 $ 2 $ 3,故 B 正確.兩個點電荷 Q1、Q2 位于 x 軸上AB 兩點，若取無限 遠處的電勢為零，則在它們形成的電場中，沿 x 軸正方向上 各點的電勢如圖 7-2-25 所示，且 APPB由圖線提供的信息 可知圖 7-2-25A. P 點的電場強度為零B. Q1 的電荷量較大c .電子沿 x 軸從 A 移到

18、B 的過程中，加速度逐漸減小D.電子沿 x 軸從 A 移到 B 的過程中，電場力先做正功，后做負功B $ -x 圖象的斜率大小表示該點的電場強度大小，E=x，由于 P 點的斜率不為零，所以 P 點的電場強度不為零，A 錯誤；從 A 到 B 電場強度先減小后增大，沒有電 場強度為零的位置，所以兩電荷為異種電荷，電場強度最小 值的位置靠近Q2,所以 Q1 的電荷量較大，B 正確；加速度 a =Eq,所以從 A 到 B加速度先減小后增大，c 錯誤；電場強 度的方向是從 A 指向 B,所以電子沿 x 軸從 A 移到 B 的過程 中，電場力一直做負功， D 錯誤.一帶電粒子在電場中僅受靜電力作用，做初速

19、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 D 由 于粒子只受電場力作用，因此由F 電=| EpAx|可知，Ep-x 圖象的斜率大小即為粒子所受電場力大小，從圖象可知， 圖象的斜率隨位移的增大而越來越小，因此粒子運動后所受 的電場力隨位移的增大而越來越小，因此電場強度越來越 小，A 項錯誤；由于只受電場力作用，因此動能與電勢能的 和是定值，但從 B 項和題圖可以看出，不同位置的電勢能與 動能的和不是定值，B 項錯誤；粒子受到的電場力隨位移的 增大而越來越小，因此加速度隨位移的增大而越來越小，D項正確；若粒子的速度

20、隨位移的增大而均勻增大，則粒子的動能 E*x2，結(jié)合題圖和 B 項分析可知 c 錯誤.考點綜合練3.如圖 7-2-26 所示，o 點是兩等量同種負點電荷連線的 中點，在兩等量同種負點電荷連線的中垂面上有以o 點為圓心的兩個同心圓，兩圓上分別有a、b、c、d 四個點，o、a、c 三點在一條直線上，則下列說法正確的是【導(dǎo)學(xué)號：84370286】圖 7- 2- 26A. a、c 兩點的電場強度方向相同，大小有可能相等B. a、b 兩點的電勢相同c.將帶正電的檢驗電荷從a 點在平面內(nèi)移動到 d 點，檢驗電荷的電勢能一定減小D.帶正電的檢驗電荷可以僅在電場力作用下在此平面 內(nèi)做勻速圓周運動ABD 由等量

21、同種負點電荷的電場分布特點可知，a、c兩點電場強度方向沿 ac 連線指向 o 點，場強大小有可能相 等，A正確；a、b 兩點所在的圓等勢，B 正確；帶正電的檢 驗電荷從 a 點在平面內(nèi)移動到 d 點，由電勢低的等勢面到電 勢高的等勢面，電勢能增大，c 錯誤；在中垂面內(nèi)帶正電的檢驗電荷始終受到方向指向 o 點的電場力，可在此平面內(nèi)做 勻速圓周運動，D 正確.如圖 7-2-27 甲所示，有一絕緣圓環(huán)，圓環(huán)上均勻分 布著正電荷，圓環(huán)平面與豎直平面重合.一光滑細桿沿垂直圓環(huán)平面的軸線穿過圓環(huán)，細桿上套有一個質(zhì)量為=10g 的帶正電的小球，小球所帶電荷量 q= 5.0X10 4c.小球從 c 點由靜止釋

22、放，其沿細桿由 c 經(jīng) B 向 A 運動的 v-t 圖象如圖 乙所示.小球運動到 B 點時，v-t 圖象的切線的斜率最大. 則 下列說法正確的是圖 7-2-27A. 在 o 點右側(cè)桿上，B 點場強最大，場強大小為 E= 1.2V/B. 由 c 到 A 的過程中，小球的電勢能先減小后增大c .由 c 到 A 電勢逐漸降低D. c、B 兩點間的電勢差 UcB= 0.9VAcD 由圖乙可知，在 B 點帶電小球的加速度最大，則B 點的場強最大，Eq=Av t = 0.35/S2，解得 E= 1.2V/ , A 正確；細桿上電場強度的方向沿桿從c 指向 A,所以帶正電小球從 c 到 A 的過程中，電場力

23、做正功，電勢能減小，B 錯誤；由 c 到 A 電勢逐漸降低，c 正確；帶正電小球由 c 至 U B 的過程中，由動能定理得 UcBq= 12v2B 0,解得 UcB= 0.9V , D 正確.一勻強電場的方向平行于xoy 平面，平面內(nèi) a、b、c三點的位置如圖 7-2-28 所示，三點的電勢分別為 10V、17V、26V.下列說法正確的是圖 7- 2- 28A. 電場強度的大小為 2.5V/CB. 坐標(biāo)原點處的電勢為 1Vc .電子在 a 點的電勢能比在 b 點的低 7eVD.電子從 b 點運動到 c 點，電場力做功為 9eVABD 如圖所示，由勻強電場中兩平行線距離相等的兩 點間電勢差相等知，oa 間電勢差與 bc 間電勢差相等，故 o 點電勢為 IV，選項 B 正確；則在 x 軸上，每 0.5c 長度對應(yīng) 電勢差為 1V,10V 對應(yīng)的等勢線與 x 軸交點 e 坐標(biāo)為，