人教版高中物理必修第三冊第十章靜電場中的能量習題課3電場性質(zhì)的理解和應用含答案

(限時：20分鐘)【合格考練】1．(多選)圖中實線是一簇豎直的未標明方向的勻強電場的電場線，虛線是一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡，a、b是軌跡上的兩點。若帶電粒子在運動中只受電場力作用，且在a點速度垂直于電場線，則根據(jù)此圖可知()A．帶電粒子帶正電B．帶電粒子在a、b兩點的受力方向豎直向下C．帶電粒子在a點的水平速度等于在b點的水平速度D．帶電粒子在a點的速度小于在b點的速度答案：BCD2．圖中的實線表示電場線，虛線表示只受電場力作用的帶正電粒子的運動軌跡，粒子先經(jīng)過M點，再經(jīng)過N點，可以判定()A．M點電勢小于N點電勢B．M點電場強度大于N點電場強度C．粒子動能逐漸增大D．粒子電勢能逐漸增大答案：C3．(多選)某靜電場沿x方向的電勢分布如圖所示，則()A．在O～x1之間不存在沿x方向的電場B．在O～x1之間存在著沿x方向的勻強電場C.在x1～x2之間存在著沿x方向的勻強電場D．在x1～x2之間存在著沿x方向的非勻強電場答案：AC4.(多選)如圖，平面內(nèi)有靜止的等量異種點電荷，M、N兩點關(guān)于兩電荷連線對稱，M、P兩點關(guān)于兩電荷連線的中垂線對稱。下列說法正確的是()A．M、P兩點的電場強度相同B．N、P兩點的電場強度相同C．M、N兩點連線是一條等勢線D．電子在M點的電勢能比在P點的電勢能小答案：BD5．(多選)圖甲中直線PQ表示電場中的一條電場線，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電粒子僅在電場力作用下沿電場線向右運動，經(jīng)過P點時速度為v0，到達Q點時速度減為零，粒子運動的v－t圖像如圖乙所示。下列判斷正確的是()A．Q點電勢高于P點電勢B．P點場強大于Q點場強C．P、Q兩點間的電勢差為eq\f(mveq\o\al(2,0),2q)D．帶負電的粒子在P點的電勢能大于在Q點的電勢能答案：BC【等級考練】6.(多選)如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即Uab＝Ubc，實線為一帶正電的檢驗電荷僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三個點，R點在等勢面b上，據(jù)此可知()A．三個等勢面中，c的電勢最低B．檢驗電荷在R點的加速度方向與運動軌跡相切C．Q點的電場強度小于P點的電場強度D．檢驗電荷在P點的電勢能比在Q點的小解析：選AC。根據(jù)軌跡彎曲的方向和電場線與等勢線垂直可知正電荷所受的電場力應向下，所以電場線向下，c的電勢最低，故A正確；由于加速度的方向與電場線的方向相同，而電場線垂直于等勢面，所以點電荷在R點的加速度方向垂直于等勢面b，指向軌跡內(nèi)側(cè)，故B錯誤；等差等勢面的疏密程度表示電場強度大小，由題圖可知，P點等勢面比Q的更密，則Q點的場強小于P點場強，故C正確；由于電場線向下，則Q點電勢低于P點電勢，正電荷在電勢高處電勢能大，可知在P點的電勢能大，故D錯誤。7．(多選)如圖，實線a、b、c是某一電場中的三條等勢線，虛線為電子僅在電場力作用下的運動軌跡，P、Q是軌跡上的兩點，則()A．等勢線a的電勢比等勢線c的電勢高B．電子在P點的速度小于在Q點的速度C．電子在P點的加速度大于在Q點的加速度D．電子在P點的電勢能小于在Q點的電勢能解析：選BC。電子的運動軌跡與等勢線b的交點處受力垂直等勢面向下，因此電場方向垂直等勢線b向上，所以等勢線a的電勢比等勢線c的電勢低，A錯誤；電子從P點到Q點，速度方向與受力方向的夾角小于90°，則電子做加速運動，所以電子在P點的速度小于在Q點的速度，B正確；由題圖可知，P點所在位置的等勢線比Q點所在位置的等勢線更密，所以P點的電場強度大于Q點的電場強度，所以電子在P點的加速度大于在Q點的加速度，C正確；電子從P點到Q點電場力做正功，電勢能減小，所以電子在P點的電勢能大于在Q點的電勢能，D錯誤。8．如圖所示，虛線a、b、c表示在O處某一點電荷的電場中的三個等勢面，設(shè)兩相鄰等勢面間的間距相等。一電子射入電場后的運動軌跡如圖中實線所示，其中1、2、3、4表示電子的運動軌跡與等勢面的一些交點。由此可以判定()A．電子在1、2、3、4位置處所具有的電勢能與動能的總和一定相等B．O處的點電荷一定帶正電C．a(chǎn)、b、c三個等勢面的電勢關(guān)系是φa＞φb＞φcD．電子從位置1到2和從位置3到4的過程中電場力做功的大小關(guān)系是eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(W12))＝2W34解析：選A。電子在運動的整個過程中，只受電場力，故只有電場力做功，電場力做功等于電勢能的減少量，總功又等于動能的增加量，故電勢能和動能之和守恒，A正確；由于曲線運動的合力應該指向內(nèi)側(cè)，故從電子的運動軌跡可以看出，電子受到排斥力，故場源電荷是負電荷，B錯誤；由于場源電荷是負電荷，又由于沿著電場線電勢降低，故結(jié)合負點電荷的電場線分布規(guī)律可以知道φa<φb<φc，C錯誤；由于負點電荷的電場不是勻強電場，電場線越密的地方，等差等勢面也越密，故從位置1到位置2電場力做的功大于從位置3到位置4電場力做功的兩倍，D錯誤。9．(2024·江蘇揚州中學?？?如圖1所示，x軸上x＝－1m和x＝1m處分別固定A、B兩點電荷，取電場強度沿x軸正方向為正，x軸上x＞1m區(qū)域的電場強度分布如圖2所示，放入其中的電荷僅受電場力作用，由此可知()A．A、B兩點電荷電性可能相同B．在有限范圍內(nèi)，x軸上僅有一處電場強度為零C．A、B兩點電荷電荷量大小之比qA∶qB＝4∶1D．將一正點電荷從x＝3m處由靜止釋放，僅在電場力作用下還能回到x＝3m處解析：選B。根據(jù)題圖2可知，x＝2m處的電場強度為0，則A、B兩點電荷電性必定相反，A錯誤；由于x＝2m處的電場強度為0，可知A帶正電，B帶負電，則在A、B之間A的電場方向向右，B的電場方向也向右，即A、B之間電場的方向始終不可能為0，A的電荷量大一些，A的左側(cè)電場由A電荷決定，即A左側(cè)的電場強度也不可能為0，即在有限范圍內(nèi)，x軸上僅有x＝2m位置一處電場強度為零，B正確；由于x＝2m處的電場強度為0，則有keq\f(qA,32)＝keq\f(qB,12)，解得qA∶qB＝9∶1，C錯誤；根據(jù)圖像，將一正點電荷從x＝3m處由靜止釋放，所受電場力方向始終沿x軸正方向，即該電荷將在電場力作用下沿x軸正方向做加速運動，不可能回到x＝3m處，D錯誤。10．(2024·廣東深圳市寶安中學月考)在x軸上自左向右分別放置電荷量為q1、q2的點電荷，兩電荷連線上的電勢φ隨x變化的關(guān)系如圖所示，其中A、B兩點的電勢為零，BD段中C點電勢最大，則下列判斷正確的是()A．點P處應該有一個帶正電的點電荷B．|q1|＞|q2|C．C點的電場強度大于A點的電場強度D．將一帶負電的檢驗電荷從B點移到D點，其電勢能先增大后減小解析：選B。由題圖知從O到D電勢先不斷降低后再升高再降低，則兩個點電荷必定是異種電荷，且P點電勢為最低，可知點P處應該有一個帶負電的點電荷，故A錯誤；根據(jù)φ－x圖像切線的斜率等于電場強度，可知C點合電場強度為零，A點的合電場強度不等于零，則A點的電場強度比C點的大，由于C點與點電荷q2的距離較q1近，根據(jù)E＝keq\f(q,r2)，可知電荷量|q1|＞|q2|，故B正確，C錯誤；將一負點電荷從B移到D點，電勢先升高后降低，根據(jù)Ep＝－qφ可知，電勢能先減小后增大，故D錯誤。11．(2024·廣東中山月考)兩個等量正點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。一個電荷量為＋2×10－7C，質(zhì)量為0.1kg的小物塊(可視為質(zhì)點)從C點由靜止釋放，其運動的v－t圖像如圖乙所示，其中B點處為整條圖線切線(圖中標出了該切線)斜率最大的位置，則下列說法正確的是()A．由C到A的過程中物塊的電勢能一直在增大B．B點為中垂線上電場強度最大的點，場強E＝1×106V/mC．由C點到A點電勢逐漸升高D．A、B兩點間的電勢差UBA＝500V解析：選D。由v－t圖像可知，由C到A的過程中，物塊的速度一直增大，電場力對物塊做正功，電勢能一直減小，故A錯誤；v－t圖像的斜率表示加速度，則帶電粒子在B點的加速度最大，且amax＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(4×10－2,7－5)m/s2＝2×10－2m/s2，則小物塊在B點所受的電場力最大，F(xiàn)max＝mamax＝2×10－3N，則B點處電場強度最大，且最大值Emax＝eq\f(Fmax,q)＝eq\f(2×10－3,2×10－7)V/m＝104V/m，故B錯誤；兩個等量同種正電