課時(shí)分層作業(yè)(二十七) 靜電場(chǎng)中的能量基礎(chǔ)性題組1.在靜電場(chǎng)中,將一正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn),靜電力做了負(fù)功,則(  )A.b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定比a點(diǎn)大B.電場(chǎng)線方向一定從b指向aC.b點(diǎn)的電勢(shì)一定比a點(diǎn)高D.該電荷的動(dòng)能一定減小2.(多選)如圖所示,帶電量為+q和-q的點(diǎn)電荷分別位于絕緣薄圓盤中心軸線上,兩電荷到圓心O的距離相等.A點(diǎn)位于圓盤邊緣,B點(diǎn)為某半徑的中點(diǎn),關(guān)于A、B、O三點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和電勢(shì)φ的高低關(guān)系判斷正確的是(  )A.EA<EB<EO     B.EAEBEOC.φA>φB>φO     D.φAφBφO3.空氣中的負(fù)離子對(duì)人的健康極為有益.人工產(chǎn)生負(fù)離子的最常見方法是電暈放電法.如圖所示,一排針狀負(fù)極和環(huán)形正極之間加上直流高壓電,電壓達(dá)5 000 V左右,使空氣發(fā)生電離,從而產(chǎn)生負(fù)氧離子,使空氣清新化,針狀負(fù)極與環(huán)形正極間距為5 mm,且視為勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,電場(chǎng)對(duì)負(fù)氧離子的作用力為F,則(  )A.E=103 N/C,F=1.6×10-16 NB.E=106 N/C,F=1.6×10-16 NC.E=106 N/C,F=1.6×10-13 ND.E=103 N/C,F=1.6×10-13 N4.(多選)如圖是一空腔導(dǎo)體周圍的電場(chǎng)線分布圖,電場(chǎng)方向如圖中箭頭所示,M、N、PQ是以O為圓心的一個(gè)圓周上的四點(diǎn),其中MN在一條直電場(chǎng)線上,P、Q在一條曲電場(chǎng)線上,下列說法正確的有(  )A.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小B.P點(diǎn)的電勢(shì)比Q點(diǎn)的電勢(shì)低C.負(fù)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能小于其在Q點(diǎn)的電勢(shì)能D.M、O間的電勢(shì)差等于O、N間的電勢(shì)差5.(多選)如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)中的A、B、C、D點(diǎn)構(gòu)成一位于紙面內(nèi)的平行四邊形,電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與紙面平行.已知A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為φA=12 V、φB=6 V,則C、D兩點(diǎn)的電勢(shì)可能分別為(  )A.9 V、15 V     B.9 V、18 VC.0 V、6 V      D.6 V、0 V6.如圖所示為某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線,線上有A、BC三點(diǎn),B點(diǎn)是AC的中點(diǎn).電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能為4 eV,在C點(diǎn)的電勢(shì)能為10 eV,下列說法正確的是(  )A.B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定由C指向AB.B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定由A指向CC.B點(diǎn)的電勢(shì)一定小于-7 VD.B點(diǎn)的電勢(shì)一定大于-7 V7.[2021·浙江1月,5]如圖所示是某一帶電導(dǎo)體周圍的電場(chǎng)線與等勢(shì)面,A、C是同一等勢(shì)面上的兩點(diǎn),B是另一等勢(shì)面上的一點(diǎn).下列說法正確的是(  )A.導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)左端大于右端B.A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)均低于B點(diǎn)的電勢(shì)C.B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度D.正電荷從A點(diǎn)沿虛線移到B點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小8.[2021·浙江6月,6]某書中有如圖所示的圖,用來表示橫截面是“<”形導(dǎo)體右側(cè)的電場(chǎng)線和等勢(shì)面,其中a、b是同一條實(shí)線上的兩點(diǎn),c是另一條實(shí)線上的一點(diǎn),d是導(dǎo)體尖角右側(cè)表面附近的一點(diǎn).下列說法正確的是(  )A.實(shí)線表示電場(chǎng)線B.離d點(diǎn)最近的導(dǎo)體表面電荷密度最大C.“<”形導(dǎo)體右側(cè)表面附近電場(chǎng)強(qiáng)度方向均相同D.電荷從a點(diǎn)到c點(diǎn)再到b點(diǎn)電場(chǎng)力做功一定為零9.[2022·山西1月聯(lián)考](多選)2020年2月,中國科學(xué)家通過冷凍電鏡捕捉到新冠病毒表面S蛋白與人體細(xì)胞表面ACE2蛋白的結(jié)合過程,首次揭開了新冠病毒入侵人體的神秘面紗.電子顯微鏡是冷凍電鏡中的關(guān)鍵部分.在電子顯微鏡中,電子束相當(dāng)于光束,通過由電場(chǎng)或磁場(chǎng)構(gòu)成的電子透鏡實(shí)現(xiàn)會(huì)聚和發(fā)散作用,其中的一種電子透鏡的電場(chǎng)分布如圖所示,虛線為等勢(shì)面,相鄰等勢(shì)面間電勢(shì)差相等,ab是電場(chǎng)中的兩點(diǎn).現(xiàn)有一束電子以某一初速度從左側(cè)進(jìn)入該區(qū)域,在向右穿出電子透鏡的過程中速度不斷增大,根據(jù)題目信息和所學(xué)知識(shí),下列推斷正確的有(  )A.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B.b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向水平向左C.a點(diǎn)的電勢(shì)低于b點(diǎn)的電勢(shì)D.電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能10.(多選)真空中存在兩個(gè)點(diǎn)電荷q1q2,電場(chǎng)線的分布如圖所示.圖中P、Q兩點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)電荷q1水平對(duì)稱,一個(gè)帶電粒子沿虛線軌跡從M移動(dòng)至N,則以下選項(xiàng)正確的有(  )A.q1<0,q2>0,且|q1|>|q2|B.Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度C.Q點(diǎn)的電勢(shì)高于P點(diǎn)的電勢(shì)D.此帶電粒子帶負(fù)電,它的電勢(shì)能先增大后減小 綜合性題組11.[2022·山東煙臺(tái)期中](多選)光滑絕緣水平面上固定兩個(gè)等量點(diǎn)電荷,它們連線的中垂線上有A、B、C三點(diǎn),如圖甲所示.一帶正電粒子由A點(diǎn)靜止釋放,并以此時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),沿光滑水平面經(jīng)過B、C兩點(diǎn)(圖中未畫出),其運(yùn)動(dòng)過程的v - t圖像如圖乙所示,其中圖線在B點(diǎn)位置時(shí)斜率最大,根據(jù)圖線可以確定(  )A.中垂線上B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最大B.中垂線上B點(diǎn)電勢(shì)最高C.電荷在B點(diǎn)時(shí)的加速度為 m/s2D.UBC >UAB12.[2022·陜西漢中1月聯(lián)考]空間存在著平行紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng),現(xiàn)用儀器在紙面內(nèi)沿互成60°角的OAOB上兩個(gè)方向探測(cè)該靜電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)(如圖甲所示),得到OB、OA上各點(diǎn)電勢(shì)φ與到O點(diǎn)距離的函數(shù)關(guān)系分別如圖乙、丙所示,則下列關(guān)于該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的說法中正確的是(  )A.E=200 V/m,沿AO方向B.E=400 V/m,沿BO方向C.E=200 V/m,垂直OB向下D.E=200 V/m,垂直OA斜向右下方13.[2021·湖南卷,9](多選)如圖,圓心為O的圓處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)方向與圓平面平行,abcd為該圓直徑.將電荷量為q(q>0)的粒子從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn),電場(chǎng)力做功為2W(W>0);若將該粒子從c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn),電場(chǎng)力做功為W.下列說法正確的是(  )A.該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向與ab平行B.將該粒子從d點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn),電場(chǎng)力做功為0.5WC.a點(diǎn)電勢(shì)低于c點(diǎn)電勢(shì)D.若只受電場(chǎng)力,從d點(diǎn)射入圓形電場(chǎng)區(qū)域的所有帶電粒子都做曲線運(yùn)動(dòng)       課時(shí)分層作業(yè)(二十七) 靜電場(chǎng)中的能量1.解析:電場(chǎng)力做負(fù)功,該電荷電勢(shì)能增加.正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能較大,選項(xiàng)C正確;電場(chǎng)力做負(fù)功同時(shí)電荷可能還受其他力作用,總功不一定為負(fù).由動(dòng)能定理可知,動(dòng)能不一定減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;電勢(shì)高低與場(chǎng)強(qiáng)大小無必然聯(lián)系,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn),但a、b可能不在同一條電場(chǎng)線上,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.答案:C2.解析:根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷中垂面上電場(chǎng)線分布的特點(diǎn)可知,圓心O處的場(chǎng)強(qiáng)最大,離圓心越遠(yuǎn),電場(chǎng)線越稀疏,場(chǎng)強(qiáng)越小,即EA<EB<EO,故A正確,B錯(cuò)誤;圓盤處在等量異種點(diǎn)電荷的中垂面上,所以此圓盤是一個(gè)等勢(shì)體,薄圓盤表面是一個(gè)等勢(shì)面,即φAφBφO,故C錯(cuò)誤,D正確.答案:AD3.解析:根據(jù)勻強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)的公式E N/C=106 N/C,電場(chǎng)對(duì)負(fù)氧離子的作用力FEq=106×1.6×10-19 N=1.6×10-13 N,故選項(xiàng)C正確.答案:C4.解析:電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱,故N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大,故A正確;沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)越來越低,所以Q點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)低,故B錯(cuò)誤;P點(diǎn)電勢(shì)高于Q點(diǎn),根據(jù)Epφq可知,負(fù)電荷在P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于在Q點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能,故C正確;根據(jù)電場(chǎng)分布可知,MO間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度比ON之間的平均電場(chǎng)強(qiáng)度小,故由公式UEd可知,MO間的電勢(shì)差小于ON間的電勢(shì)差,故D錯(cuò)誤.答案:AC5.解析:已知ABCD為平行四邊形,則ABCD平行且等長(zhǎng),因?yàn)閯驈?qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與紙面平行,所以UABUDC=6 V,分析各選項(xiàng)中數(shù)據(jù)可知,A、C正確,B、D錯(cuò)誤.答案:AC6.解析:根據(jù)題意可知,電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能更低,則說明A點(diǎn)的電勢(shì)更高,所以電場(chǎng)線由A指向C,則B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定由A指向C,選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確;根據(jù)電勢(shì)的定義可知,φA=-4 V、φC=-10 V,如果電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),則有φBφAφCφB,得φB=-7 V,本題無法確定該電場(chǎng)是什么電場(chǎng),故無法確定B點(diǎn)的電勢(shì),選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.答案:B7.解析:帶電導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零,導(dǎo)體表面為等勢(shì)面,整個(gè)導(dǎo)體為一個(gè)等勢(shì)體,A錯(cuò)誤;沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,所以A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)均高于B點(diǎn)的電勢(shì),B錯(cuò)誤;電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,所以B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,C錯(cuò)誤;根據(jù)Ep可知,正電荷從高電勢(shì)A點(diǎn)沿虛線移動(dòng)到低電勢(shì)B點(diǎn),電勢(shì)能減少,電場(chǎng)力做正功,D正確.答案:D8.解析:金屬板電場(chǎng)線應(yīng)從金屬板出發(fā)或是指向金屬板,故實(shí)線應(yīng)為等勢(shì)面而非電場(chǎng)線,A錯(cuò)誤;等勢(shì)面越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大,導(dǎo)體周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度與導(dǎo)體表面電荷密度成正比,d點(diǎn)附近等勢(shì)面最稀疏,電場(chǎng)強(qiáng)度最小,則導(dǎo)體表面電荷密度最小,B錯(cuò)誤;電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直,故“<”形導(dǎo)體右側(cè)表面附近電場(chǎng)強(qiáng)度方向均不同,C錯(cuò)誤;a、b是同一等勢(shì)面上兩點(diǎn),故電荷從a點(diǎn)到c點(diǎn)再到b點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力做功一定為零,D正確.答案:D9.解析:根據(jù)等勢(shì)面與電場(chǎng)線方向處處垂直,大致作出電場(chǎng)線,又因?yàn)殡娮訌淖髠?cè)進(jìn)入向右穿出過程中,速度不斷增大,知電場(chǎng)線方向向左,如圖所示,電場(chǎng)線疏密程度與等勢(shì)面疏密程度一致,則a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,故A錯(cuò)誤;結(jié)合電場(chǎng)線分布圖和電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面,可知b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向水平向左,故B正確;順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,電場(chǎng)線由高等勢(shì)面指向低等勢(shì)面,a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn),故C正確;φa<φb,電子在電勢(shì)低的地方電勢(shì)能大,在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能小,則電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)電勢(shì)能,故D錯(cuò)誤.答案:BC10.解析:由圖中電場(chǎng)線的分布,可知q1為負(fù)電荷,q2為正電荷,由電場(chǎng)線的疏密可知,q1的電荷量絕對(duì)值大于q2的電荷量絕對(duì)值,A正確.圖中P點(diǎn)處電場(chǎng)線比Q點(diǎn)處電場(chǎng)線密,所以P點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度大于Q點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.只有點(diǎn)電荷q1時(shí),P、Q兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,只有點(diǎn)電荷q2時(shí),P點(diǎn)的電勢(shì)高于Q點(diǎn)的電勢(shì),根據(jù)電勢(shì)疊加原理可知,當(dāng)q1q2同時(shí)存在時(shí),Q點(diǎn)的電勢(shì)低于P點(diǎn)的電勢(shì),C錯(cuò)誤.根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)受力特征再結(jié)合電場(chǎng)力與電場(chǎng)線方向關(guān)系可知,粒子帶負(fù)電.運(yùn)動(dòng)軌跡切線方向?yàn)榱W铀俣确较颍W铀艿碾妶?chǎng)力與速度的夾角先成鈍角后成銳角,故電場(chǎng)力對(duì)粒子先做負(fù)功后做正功(如圖所示),所以電勢(shì)能先增大后減小,D正確.答案:AD11.解析:v - t圖像的斜率等于加速度,B點(diǎn)處為整條圖線切線斜率最大的位置,說明粒子在B處加速度最大,B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度最大,選項(xiàng)A正確;從AB電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,可知A點(diǎn)的電勢(shì)最高,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由圖得:B點(diǎn)的加速度為a m/s2=2 m/s2,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;粒子從AB的過程,根據(jù)動(dòng)能定理得:qUAB,則得UAB m)=m×16,同理可知UBC)=m×33,所以UBC>UAB,故D正確.答案:AD12.解析:由題圖乙、丙可知O點(diǎn)電勢(shì)為零,如圖所示,設(shè)OC=20 cm,OD=25 cm,OF=10 cm,則結(jié)合圖乙、圖丙可知,φC=80 V,φD=50 V,可求出φF(φCφO)=40 V,設(shè)OAG點(diǎn)的電勢(shì)與F點(diǎn)電勢(shì)相等,連接G、F兩點(diǎn),則GF為等勢(shì)線,有φGφF=40 V,又φG(φDφO),可得OG=20 cm,由幾何關(guān)系可知GFOB,又電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直且沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,故電場(chǎng)線方向沿BO方向,電場(chǎng)強(qiáng)度E=400 V/m,B正確,A、C、D錯(cuò)誤.答案:B13.解析:如圖所示,分別過c點(diǎn)和d點(diǎn)作ab的垂線,由幾何關(guān)系可知,圓心O、垂足efab四等分,又因?yàn)榱W訌?/span>a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)做的功為從c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)做功的兩倍,所以粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)沿電場(chǎng)方向移動(dòng)的距離為從c點(diǎn)到d點(diǎn)沿電場(chǎng)方向移動(dòng)距離的兩倍,則勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向與ab平行,A正確;根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn)可知,將粒子從d點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)電場(chǎng)力做的功是將該粒子從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)電場(chǎng)力做的功的,即將粒子從d點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)電場(chǎng)力做的功為0.5W,B正確;根據(jù)正粒子在電場(chǎng)中移動(dòng)過程做功的情況可知,電勢(shì)φa>φc>φd>φb,C錯(cuò)誤;若粒子只受電場(chǎng)力,當(dāng)粒子從d點(diǎn)射入圓形電場(chǎng)區(qū)域的速度方向與ab平行時(shí),帶電粒子做勻變速直線運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤.答案:AB

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