2020屆高三物理一輪復習 第七章 第2講 電場能的性質課時作業(yè)（含解析）

電場能的性質一、單項選擇題1(2019·黑龍江大慶模擬)關于靜電場，下列說法正確的是()A將負電荷由電勢低的地方移到電勢高的地方，電勢能一定增加B無論是正電荷還是負電荷，從電場中某點移到無窮遠處時，靜電力做的正功越多，電荷在該點的電勢能越大C在同一個等勢面上的各點，場強的大小必然是相等的D電勢降低的方向就是電場強度的方向解析：將負電荷由低電勢點移到高電勢點，電場力做正功，電勢能減小，選項A錯誤；無論是正電荷還是負電荷，從電場中某點移到無窮遠處時，因無窮遠處電勢能為零，因此靜電力做正功越多，電荷在該點的電勢能越大，選項B正確；在同一等勢面上，電勢處處相等，場強不一定相等，選項C錯誤；電勢降低最快的方向才是電場強度的方向，選項D錯誤答案：B2如圖所示為示波管內的聚焦電場，圖中實線為電場線，虛線為等勢線，a、b、c為靜電場中的三點，b、c在同一條直線的電場線上，則下列說法正確的是()Aa、b、c三點中，c點電勢最高Ba、b、c三點中，a點場強最大C正電荷在b點的電勢能大于在c點的電勢能D負電荷在b點由靜止釋放，僅在電場力的作用下能沿直線由b點運動到c解析：沿著電場線方向，電勢降低，所以a、b、c三點中，c點電勢最低，b點電勢最高，故A錯誤；電場線的疏密程度反映場強的大小，c點電場線最密，所以c點場強最大，故B錯誤；由于電勢能Epq，b點的電勢高于c點的電勢，所以正電荷在b點的電勢能大于在c點的電勢能，故C正確；負電荷在b點由靜止釋放，電場力水平向右，僅在電場力的作用下向右運動，不可能沿直線由b點運動到c，故D錯誤答案：C3(2018·高考天津卷)如圖所示，實線表示某電場的電場線(方向未標出)，虛線是一帶負電的粒子只在電場力作用下的運動軌跡，設M點和N點的電勢分別為M、N，粒子在M和N時加速度大小分別為aM、aN，速度大小分別為vM、vN，電勢能分別為EpM、EpN.下列判斷正確的是()AvMvN，aMaNBvMvN，MNCMN，EpMEpN DaMaN，EpMEpN解析：電場線越密，電場強度越大，同一個粒子受到的電場力越大，根據牛頓第二定律可知其加速度越大，故有aMaN；若粒子從M運動到N點，根據帶電粒子所受電場力指向軌跡彎曲的內側，可知在某點的電場力方向和速度方向如圖所示，故電場力做負功，電勢能增大，動能減小，即vMvN，EpMEpN，負電荷在低電勢處電勢能大，故MN；若粒子從N運動到M，根據帶電粒子所受電場力指向軌跡彎曲的內側，可知在某點的電場力方向和速度方向如圖所示，故電場力做正功，電勢能減小，動能增大，即vMvN，EpMEpN，負電荷在低電勢處電勢能大，故MN.綜上所述，D正確答案：D4(2019·湖北黃岡中學高三適應性考試)如圖所示，正方形ABCD的對角線相交于O點，兩個等量同種正電荷分別固定在A、C兩點，則()AB、D兩處電勢、場強均相同BB、D兩處電勢、場強均不相同C若在B點靜止釋放一電子，電子一定在B、D間往復運動，且加速度先減小后增大D若在B點給電子一垂直紙面合適的速度，電子可繞O點做勻速圓周運動解析：在等量同種電荷連線的中垂線上，電場強度從O點開始向上、下兩邊先增大后減小，在O上方的電場強度方向豎直向上，在O下方的電場強度方向豎直向下，根據對稱性可知B、D兩點的電場強度大小相同，方向不同，電勢相同，故A、B錯誤；無法判斷從O到B(O到D)電場強度是一直增大，還是先增大后減小，故無法判斷電子的加速度的變化情況，C錯誤；在垂直紙面且經過BD兩點的圓上，所有點的電勢相等，并且電子受到的電場力指向O點，與速度方向垂直，電子可繞O點做勻速圓周運動，D正確答案：D5.(2019·山東濰坊模擬)如圖所示，勻強電場的方向平行于xOy坐標系平面，其中坐標原點O處的電勢為2 V，a點的坐標為(0 cm，4 cm)，電勢為8 V，b點的坐標為(3 cm，0 cm)，電勢為8 V，則電場強度的大小為()A250 V/mB200 V/mC150 V/mD120 V/m解析：由題意可知a、b兩點的電勢相等，則ab為一條等勢線，又O點電勢為2 V，則知勻強電場的場強方向垂直于ab指向左下方過O點作ab的垂線交ab于c點，由幾何關系得tanb，得b53°，OcOb·sinb0.03 m×sin 53°2.4×102 m，c、O間的電勢差U8 V2 V6 V，則電場強度大小E250 V/m，故A正確答案：A二、多項選擇題6(2019·江蘇南京師范大學附屬中學高三模擬)某靜電除塵設備集塵板的內壁帶正電，設備中心位置有一個帶負電的放電極，它們之間的電場線分布如圖所示，虛線為某帶電煙塵顆粒(重力不計)的運動軌跡，A、B是軌跡上的兩點，C點與B點關于放電極對稱，下列說法正確的是()AA點電勢低于B點電勢BA點電場強度小于C點電場強度C煙塵顆粒在A點的動能小于在B點的動能D煙塵顆粒在A點的電勢能小于在B點的電勢能解析：由沿電場線方向電勢降低可知，A點電勢低于B點電勢，A正確；由圖可知，A點處電場線比C點處密集，因此A點的場強大于C點場強，B錯誤；煙塵顆粒帶負電，從A到B的過程中，電場力做正功，動能增加，煙塵顆粒在A點的動能小于在B點的動能，電勢能減小，煙塵顆粒在A點的電勢能大于在B點的電勢能，C正確，D錯誤答案：AC7如圖所示，虛線為電場中的三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等一個質子在A點的電勢能小于其在B點的電勢能，下列說法中正確的是()AA點的電勢比B點的高BA點的電勢比B點的低C質子在A點所受的電場力比B點的大D質子在A點所受的電場力比B點的小解析：正電荷在電場中電勢高的位置，電勢能大，由于帶正電的質子在A點的電勢能小于其在B點的電勢能，則知A點的電勢比B點的低，故A錯誤，B正確；等差等勢面的疏密代表場強的大小，故B點的場強大于A點的場強，質子在A點所受的電場力比B點的小，故C錯誤，D正確答案：BD8如圖甲所示，在某電場中建立x坐標軸，A、B為x軸上的兩點，xA、xB分別為A、B兩點在x軸上的坐標值一電子僅在電場力作用下沿x軸運動，該電子的電勢能Ep隨其坐標x變化的關系如圖乙所示，EpA和EpB分別表示電子在A、B兩點時的電勢能則下列說法中正確的是()A該電場可能是孤立的點電荷形成的電場BA點的電場強度小于B點的電場強度C電子由A點運動到B點的過程中電場力對其所做的功WEpAEpBD電子在A點的動能大于在B點的動能解析：由于A、B兩點的電勢能與兩個位置間的關系是一條過原點的直線，說明電勢是均勻增加的，所以一定是個勻強電場，而不是孤立的點電荷形成的電場，故A錯誤；由上可知是勻強電場，所以A、B兩點的電場強度相等，故B錯誤；由圖乙可知，電子在 A、B兩點的電勢能關系為EpB>EpA，說明電子由 A運動到B時電勢能增大，電場力做負功，電場力對其所做的功為WEpAEpB，故C正確；電場力做負功，動能減小，所以A點的動能大于B點的動能，故D正確答案：CD能力題組一、選擇題9(2019·山東青島模擬)如圖所示，實線表示等量異種點電荷的等勢線，過O點的虛線MN與等勢線垂直，兩個相同的帶正電的粒子分別從A、B兩點以相同的初速度v0開始運動，速度方向水平向右，且都能從PQ左側經過O點，AB連線與PQ平行設粒子在A、B兩點的加速度大小分別為a1和a2，電勢能分別為Ep1和Ep2，通過O點時的速度大小分別為v1和v2.粒子的重力不計，則()AA點的電勢高于B點的電勢 Ba1a2CEp1Ep2Dv1v2解析：根據等勢面和電場線的疏密可知A點的電場強度大于B點，所以a1>a2，B錯誤；帶正電的粒子從B點出發(fā)，能經過O點，說明在B點所受的電場力方向垂直于等勢面斜向左下，說明M處電荷帶負電，N處電荷帶正電，沿電場線方向電勢逐漸降低，則A點電勢低于B點電勢，A錯誤；Epq，由于AB，所以Ep1Ep2，C錯誤；運動過程應用動能定理qUAOmv12mv02，qUBOmv22mv02，電場力均做負功，且|UAO|UBO|，v1v2，D正確答案：D10.(多選)如圖所示，半圓槽光滑、絕緣、固定，圓心是O，最低點是P，直徑MN水平，a、b是兩個完全相同的帶正電小球(視為點電荷)，b固定在M點，a從N點由靜止釋放，沿半圓槽運動經過P點到達某點Q(圖中未畫出)時速度為零，則小球a()A從N到Q的過程中，重力與庫侖力的合力先增大后減小B從N到P的過程中，速率先增大后減小C從N到Q的過程中，電勢能一直增加D從P到Q的過程中，動能減少量小于電勢能增加量解析：小球a從N點釋放一直到達Q點的過程中，a、b兩球的距離一直減小，庫侖力變大，a受重力不變，重力和庫侖力的夾角從90°一直減小，故合力變大，選項A錯誤；小球a從N到P的過程中，速度方向與重力和庫侖力的合力方向的夾角由小于90°到大于90°，故庫侖力與重力的合力先做正功后做負功，a球速率先增大后減小，選項B正確；小球a由N到Q的過程中庫侖力一直做負功，電勢能一直增加，選項C正確；小球a從P到Q的過程中，減少的動能轉化為重力勢能和電勢能增加量之和，故動能的減少量大于電勢能的增加量，選項D錯誤答案：BC11(多選)(2018·高考全國卷)如圖，同一平面內的a、b、c、d四點處于勻強電場中，電場方向與此平面平行，M為a、c連線的中點，N為b、d連線的中點一電荷量為q(q>0)的粒子從a點移動到b點，其電勢能減小W1；若該粒子從c點移動到d點，其電勢能減小W2，下列說法正確的是()A此勻強電場的場強方向一定與a、b兩點連線平行B若該粒子從M點移動到N點，則電場力做功一定為C若c、d之間的距離為L，則該電場的場強大小一定為D若W1W2，則a、M兩點之間的電勢差一定等于b、N兩點之間的電勢差解析：A選項根據題意無法判斷，故A項錯誤由于電場為勻強電場，M為a、c連線的中點，N為b、d連線的中點，所以McNd若該粒子從M點移動到N點，則電場力做功一定為WqUMNq(MN)qq，故B正確；因為不知道勻強電場方向，所以場強大小不一定是，故C錯誤；若W1W2，說明UcdUab，即cdab，而UaMUbN(aM)(bN)，又因為M，N，解得UaMUbN0，故D正確答案：BD12(2019·河南鶴壁中學模擬)已知一個無限大的金屬板與一個點電荷之間的空間電場分布與等量異種電荷之間的電場分布類似，即金屬板表面各處的電場強度方向與板面垂直如圖所示，MN為無限大的不帶電的金屬平板，且與大地連接現(xiàn)將一個帶電荷量為Q的點電荷置于板的右側，圖中A、B、C、D是以點電荷Q為中心的正方形的四個頂點，已知正方形ABCD所在平面與金屬板MN垂直，取大地電勢為零則下列說法正確的是()AB點電勢與C點電勢相等BA點的電場強度小于D點的電場強度CA、B兩點間的電勢差UAB大于D、C兩點間的電勢差UDCD將一帶正電的試探電荷從A點沿AB邊移動到B點的過程中，電場力先做負功，后做正功解析：畫出電場線如圖所示對于正電荷Q的電場，B點電勢等于C點的電勢，金屬平板的表面在點電荷Q作用下感應出負電荷，對于負極板的電場，C點的電勢大于B點的電勢，故合電場在C點的電勢大于B點的電勢，故A錯誤；正電荷Q在A、D兩點產生的場強是等大的，而負極板在A、D點產生的場強均向左且A點場強大于D點場強，根據矢量合成，A點的場強大，故B錯誤；根據對稱性可知，A、B電勢相等，C、D電勢相等，則A、B兩點間的電勢差UAB等于D、C兩點間的電勢差UDC，都為零，故C錯誤；電場線的切線方向為該點場強方向，正電荷所受力的方向與電場強度方向相同，則從A到AB中點的過程中，電場力方向與位移方向夾角大于90°，電場力做負功，從AB中點到B點的過程中，電場力方向與位移方向夾角小于90°，電場力做正功，故D正確答案：D13如圖所示，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變化關系如圖乙所示，則()Ax2處場強大小為B球內部的電場為勻強電場Cx1、x2兩點處的電勢相同D假設將試探電荷沿x軸移動，則從x1移到R處和從R移到x2處電場力做功相同解析：計算x2處的電場強度時，可把帶電球體等效為位于原點的點電荷，則有x2處場強大小為Ek，故A正確；由乙圖Ex圖象可知，球內部由O到球表面區(qū)間電場強度均勻增大，所以內部電場為非勻強電場，故B錯誤；x軸上O點右側的電場方向始終是向右的，沿著電場的方向電勢逐漸減小，可知x1>x2，故C錯誤；Ex圖象與x軸所圍面積表示電勢差，由乙圖可知兩處面積不相等，所以x1處與球表面、球表面與x2處的電勢差不同，則將試探電荷沿x軸從x1移到R處和從R移到x2處電場力做功不相同，故D錯誤答案：A二、非選擇題14.如圖所示，在距足夠長的光滑絕緣水平直軌道上方h高度的P點處固定電荷量為Q的點電荷，一質量為m、帶電荷量為q的物塊(可視為質點)，從軌道上的A點以初速度v0沿軌道向右運動，當運動到P點正下方B點時速度為v.已知點電荷產生的電場在A點的電勢為(取無窮遠處的電勢為零)，PA連線與水平軌道的夾角為60°，試求：(1)物塊在A點時受到軌道的支持力大??；(2)點電荷Q產生的電場在B點的電勢解析：(1)物塊在A點受到點電荷的庫侖力F由幾何關系可知P、A間距離r設物塊在A點時受到軌道的支持力大小為FN，在豎直方向由平衡條件有FNmgFsin 60°0解得FNmg.(2)設點電荷產生的電場在B點的電勢為B，由動能定理有q(B)mv2mv02解得B.答案：(1)mg(2)10