第十一章電場能的性質(zhì) 試卷-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

課時跟蹤檢測(十) 電場能的性質(zhì)組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．一個帶正電的質(zhì)點所帶的電荷量q＝2.0×10－9 C，在靜電場中由a點移到b點，在這個過程中，除靜電力外，其他力做正功為6.0×10－5 J，質(zhì)點的動能增加了8.0×10－5 J，則a、b兩點間的電勢差為(　　)A．3×104 V B．1×104 VC．4×104 V D．7×104 V解析：選B　由動能定理，WF＋qUab＝ΔEk，則Uab＝1×104 V，選項B正確。2．質(zhì)量為m的帶電小球射入勻強電場后，以方向豎直向上、大小為2g的加速度向下運動，在小球下落h的過程中(　　)A．小球的重力勢能減少了2mghB．小球的動能增加了2mghC．電場力做負(fù)功2mghD．小球的電勢能增加了3mgh解析：選D　帶電小球受到向上的靜電力和向下的重力，據(jù)牛頓第二定律F合＝F電－mg＝2mg，得F電＝3mg，在下落過程中靜電力做功W電＝－3mgh，重力做功WG＝mgh，總功W＝W電＋WG＝－2mgh，根據(jù)做功與勢能變化關(guān)系可判斷：小球重力勢能減少了mgh，電勢能增加了3mgh，根據(jù)動能定理，小球的動能減少了2mgh，故選D。3.如圖1所示，兩個相同的絕緣細(xì)圓環(huán)帶有等量正電荷，電荷在圓環(huán)上的分布是均勻的，兩圓環(huán)相隔一定距離同軸平行固定放置，B、D分別為兩環(huán)圓心，C為BD中點。一帶負(fù)電的粒子從很遠(yuǎn)處沿軸線向下依次穿過兩環(huán)，若粒子只受電場力作用，則在粒子運動過程中下列說法正確的是(　　)A．粒子經(jīng)過B點時加速度為零圖1B．粒子經(jīng)過B點和C點時動能相等C．粒子從A到C的過程中，電勢能一直增大D．粒子從B到D的過程中，電場力做的總功為0解析：選D　兩個相同的絕緣細(xì)圓環(huán)帶有等量正電荷，電荷在圓環(huán)上的分布是均勻的，所以兩個圓環(huán)產(chǎn)生的電場關(guān)于C點是對稱的，結(jié)合矢量合成的方法可得，C點的合場強為零，帶負(fù)電的粒子在B點受到的電場力的方向向下，加速度不為零，故A錯誤；由于兩個圓環(huán)產(chǎn)生的電場關(guān)于C點是對稱的，所以粒子從B到C電場力做功的絕對值與粒子從C到D電場力做功的絕對值大小相等，總功等于零，所以粒子經(jīng)過B點與經(jīng)過D點時的動能相等，故D正確，B錯誤；粒子從A到B的過程中，受到的電場力的方向向下，電場力做正功，電勢能減小，故C錯誤。4．(多選)空間某一靜電場的電勢φ在x軸上的分布如圖2所示，x軸上兩點B、C的電場強度在x軸方向上的分量分別是EBx、ECx，下列說法中正確的有(　　)圖2A．EBx的大小大于ECx的大小B．EBx的方向沿x軸正方向C．電荷在O點受到的電場力在x軸方向上的分量最大D．負(fù)電荷沿x軸從B移到C的過程中，電場力先做正功后做負(fù)功解析：選AD　在φ-x圖像中，圖線的斜率大小表示電場強度大小，可見EBx＞ECx，選項A正確；同理可知O點電場強度在x軸方向上的分量最小，電荷在該點受到的電場力在x軸方向上的分量最小，選項C錯誤；沿電場方向電勢降低，在O點左側(cè)，Ex的方向沿x軸負(fù)方向，在O點右側(cè)，Ex的方向沿x軸正方向，選項B錯誤，選項D正確。5．(多選)如圖3甲所示，真空中有一半徑為R、電荷量為＋Q的均勻帶電球體，以球心為坐標(biāo)原點，沿半徑方向建立x軸。理論分析表明，x軸上各點的場強隨x變化的關(guān)系如圖乙所示，則(　　)圖3A．c點處的場強和a點處的場強大小相等、方向相同B．球內(nèi)部的電場為勻強電場C．a、c兩點處的電勢相等D．假設(shè)將一個帶正電的試探電荷沿x軸移動，則從a點處移動到c點處的過程中，電場力一直做正功解析：選AD　根據(jù)題圖乙所示的x軸上各點的電場強度隨x變化的關(guān)系知c點處場強和a點處場強大小相等、方向相同，球內(nèi)部的電場為非勻強電場，選項A正確，選項B錯誤；沿電場線方向電勢逐漸降低，由題圖乙易判斷a點的電勢大于c點的電勢，選項C錯誤；假設(shè)將一個帶正電的試探電荷沿x軸移動，電場力與運動方向相同，電場力一直做正功，選項D正確。6．(2020·浙江7月選考)空間P、Q兩點處固定電荷量絕對值相等的點電荷，其中Q點處為正電荷，P、Q兩點附近電場的等勢線分布如圖4所示，a、b、c、d、e為電場中的5個點，設(shè)無窮遠(yuǎn)處電勢為0，則(　　) 圖4A．e點的電勢大于0B．a點和b點的電場強度相同C．b點的電勢低于d點的電勢D．負(fù)電荷從a點移動到c點時電勢能增加解析：選D　由等勢線分布圖可以確定P、Q處固定等量異種點電荷，兩點電荷連線垂直平分線為等勢線且電勢為0，A項錯誤；電場線與等勢線垂直，故a、b兩點的電場強度方向不同，B項錯誤；Q點處為正電荷，則P處固定電荷為負(fù)電荷，所以φb>0，φd<0，所以b點電勢高于d點電勢，C項錯誤；又負(fù)電荷在電勢高處電勢能小，所以負(fù)電荷從a點移到c點時電勢能增加，D項正確。7．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·湖南卷)如圖5，兩個帶等量正電的點電荷，分別固定在絕緣水平桌面上的A、B兩點，一絕緣圓形細(xì)管水平固定在桌面A、B兩點間，且圓形細(xì)管圓心O位于A、B連線的中點，細(xì)管與A、B連線及中垂線交點分別為C、E、D、F，一個帶負(fù)電的小球在細(xì)管中按順時針方向做完整的圓周運動，不計一切圖5摩擦。下列說法正確的是(　　)A．小球從C運動到D的過程中，速度先減小后增大B．在兩個帶正電的點電荷產(chǎn)生的電場中，C點的電勢比F點的電勢低C．小球在C、E兩點的速度大小相等，有相同的電勢能D．小球在D、F兩點所受的電場力相同解析：選C　小球從C到D的過程中電場力的方向與速度方向的夾角一直是鈍角，電場力一直做負(fù)功，速度一直減小，A錯誤；由等量正點電荷的電場線的分布可知，電場線在OC方向由C指向O，在OF方向則有O指向F，順著電場線方向電勢降低，因此有φC>φO>φF，B錯誤；根據(jù)電場分布的對稱性規(guī)律可知φC＝φE，則小球在C、E兩點的電勢能相同，由能量守恒定律可得小球在C和E兩點動能相同，速度大小相等，C正確；等量同種正點電荷的電場線如圖，D、F兩點場強方向相反，因此小球受到的電場力方向相反，D錯誤。8．一長為L的細(xì)線，一端固定于O點，另一端拴一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球，處于如圖6所示的水平向右的勻強電場中。開始時，將線與小球拉成水平，小球靜止在A點，釋放后小球由靜止開始向下擺動，當(dāng)細(xì)線轉(zhuǎn)過60°角時，小球到達B點速度恰好為零。試求：(重力加速度為g)圖6(1)A、B兩點的電勢差UAB；(2)勻強電場的場強大小。解析：(1)小球由A到B過程中，由動能定理得mgLsin 60°＋qUAB＝0，所以UAB＝－。(2)根據(jù)勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系，可得E＝＝。答案：(1)－　(2)組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新9．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·遼寧卷)(多選)電荷量相等的四個點電荷分別固定于正方形的四個頂點，O點是正方形的中心，電場線分布如圖7所示，取無限遠(yuǎn)處電勢為零。下列說法正確的是(　　)A．正方形右下角電荷q帶正電B．M、N、P三點中N點場強最小C．M、N、P三點中M點電勢最高圖7D．負(fù)電荷在P點的電勢能比在O點的電勢能小解析：選AC　根據(jù)電場線的特點，正方形左上角電荷帶正電，右上角電荷帶負(fù)電，右下角電荷帶正電，左下角電荷帶負(fù)電，A正確；根據(jù)電場線的疏密表示場強的大小知，M、N、P三點中M點場強最小，B錯誤；依據(jù)對稱性可知，O點電勢為零，M點電勢為零，N、P兩點更接近負(fù)電荷，電勢為負(fù)，所以三點中M點電勢最高，C正確；將負(fù)電荷從P點移動到O點，電勢升高，電場力做正功，電勢能減少，所以負(fù)電荷在P點的電勢能比在O點的電勢能大，D錯誤。10.(多選)一帶負(fù)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8所示，其中O～x2段是關(guān)于直線x＝x1對稱的曲線，x2x3段是直線，則下列說法正確的是(　　)A．x1處電場強度最小，但不為零B．粒子在O～x3段做變速運動，x2～x3段做勻變速運動圖8C．x2～x3段的電場強度大小和方向均不變，為一定值D．在O、x1、x2、x3處電勢φ0、φ1、φ2、φ3的關(guān)系為φ1>φ2＝φ0>φ3解析：選BCD　由E＝得電場強度與電勢的關(guān)系：E＝，電勢能：Ep＝qφ，聯(lián)立可得：E＝·，可知Ep-x圖像切線的斜率＝qE＝F電，x1處切線斜率為零，所以x1處電場強度為零，故A錯誤；由題圖可知，O～x1、x1～x2、x2～x3三段斜率大小變化情況為變小、變大、不變，則可知粒子在三段中所受電場力變小、變大、不變，故B、C正確；根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系：Ep＝qφ，粒子帶負(fù)電，q<0，可知電勢能越大，粒子所在處的電勢越低，所以φ1>φ2＝φ0>φ3，故D正確。11.如圖9所示，Q為固定的正點電荷，A、B兩點在Q的正上方和Q相距分別為h和0.25h，將另一點電荷從A點由靜止釋放，運動到B點時速度正好變?yōu)榱?，若此電荷?/span>A點處的加速度大小為g，靜電力常量為k，求：(1)此電荷在B點處的加速度；(2)A、B兩點間的電勢差(用k、Q和h表示)。圖9解析：(1)由題意可知，這一電荷必為正電荷，設(shè)其電荷量為q，由牛頓第二定律得，在A點時：mg－k＝m·g，在B點時：k－mg＝m·aB，解得aB＝3g，方向豎直向上。(2)從A到B的過程，由動能定理得mg(h－0.25h)＋qUAB＝0，解得UAB＝－。答案：(1)3g，方向豎直向上　(2)－12.如圖10所示，在足夠長的光滑絕緣水平直線軌道上方h高度的P點固定一個電荷量為＋Q的點電荷。一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的物塊(可視為質(zhì)點)從軌道上的A點以初速度v0沿軌道向右運動，當(dāng)運動到P點正下方B點時速度為v。已知點電荷產(chǎn)生的電場在A點的電勢為φ(取無窮遠(yuǎn)處電勢為零)，PA連線與水平軌道的夾角為60°，重力加速度為g，靜電力圖10常量為k。試求：(1)物塊在A點時受到軌道的支持力大小；(2)點電荷產(chǎn)生的電場在B點的電勢。解析：(1)物塊在A點受到點電荷的庫侖力：F＝由幾何關(guān)系可知：r＝設(shè)物塊在A點時受到軌道的支持力大小為FN由平衡條件有：FN＝mg＋Fsin 60°解得：FN＝mg＋。(2)設(shè)點電荷產(chǎn)生的電場在B點的電勢為φB由動能定理有：q(φ－φB)＝mv2－mv解得：φB＝φ＋。答案：(1)mg＋(2)φ＋