《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第7章 靜電場 第2講 電場能的性質(zhì)課時作業(yè)含解析》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第7章 靜電場 第2講 電場能的性質(zhì)課時作業(yè)含解析(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
2、電場能的性質(zhì)
[基礎(chǔ)訓(xùn)練]
1.(2018·上海松江一模)一電荷量為q的正點電荷位于電場中A點,具有的電勢能為Ep,則A點的電勢為φ=.若把該點電荷換為電荷量為2q的負(fù)點電荷,則A點的電勢為( )
A.4φ B.2φ C.φ D.φ
答案:C 解析:根據(jù)電勢的物理意義:電勢是反映電場性質(zhì)的物理量,僅由電場決定,與試探電荷無關(guān).可知,將該點電荷換為電荷量為2q的負(fù)點電荷,A點的電勢不變,故C正確,A、B、D錯誤.
2.如圖所示,充電的平行板電容器兩板間形成勻強(qiáng)電場,以A點為坐標(biāo)原點,AB方向為位移x的正方向,能正確反映電勢φ隨位移x變化的圖象是( )
2、
答案:C 解析:充電的平行板電容器兩板間形成勻強(qiáng)電場,電勢φ隨位移x均勻減小,選項C正確.
3.(2018·山東濱州二模)電子束焊接機(jī)中的電場線如圖中虛線所示.K為陰極,A為陽極,兩極之間的距離為d,在兩極之間加上高壓U,有一電子在K極由靜止加速.不考慮電子重力,元電荷為e,電子的質(zhì)量為m,下列說法正確的是( )
A.陰極K應(yīng)接高壓電源的正極
B.電子從K到A的過程中,加速度大小為
C.電子由K到A的過程中電勢能減小了eU
D.電子由K到A電場力做負(fù)功
答案:C 解析:由圖可知A極電勢高,應(yīng)接電源正極,選項A錯誤;由于是非勻強(qiáng)電場,加速度大小在變化,選項B錯
3、誤;從K到A,電場力做功W=eU,所以電勢能減少了eU,C正確,D錯誤.
4.(2018·江西南昌二中月考)如圖所示,a、b、c、d是某勻強(qiáng)電場中的四個點,它們正好是一個矩形的四個頂點,ab=cd=10 cm,ad=bc=20 cm,電場線與矩形所在平面平行.已知a點電勢為20 V,b點電勢為24 V,則( )
A.場強(qiáng)大小一定為E=40 V/m
B.c、d間電勢差一定為4 V
C.場強(qiáng)的方向一定由b指向a
D.c點電勢可能比d點低
答案:B 解析:根據(jù)題設(shè)條件可知,場強(qiáng)方向無法確定,知道a、b間電勢差,但不能根據(jù)E=求出場強(qiáng)的大小,故A、C錯誤.根據(jù)勻強(qiáng)電場的電場
4、線與等勢線分布的特點可知,c、d間電勢差必等于b、a間電勢差,為4 V,故B正確.c、d間電勢差為4 V,則知c點電勢比d點高4 V,故D錯誤.
5.(2018·河南六市一聯(lián))在真空中A、B兩點分別放有異種點電荷-Q和+2Q,以A、B連線中點O為圓心作一圓形路徑acbd,如圖所示,則下列說法正確的是( )
A.場強(qiáng)大小關(guān)系有Ea=Eb、Ec=Ed
B.電勢高低關(guān)系有φa>φb、φc>φd
C.將一負(fù)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
答案:C 解析:對比等量異種點電荷的電場分布可知Eb&
5、gt;Ea,Ec=Ed,A項錯誤.由題知,電場線方向由B指向A,則有φa<φb,由于電荷從c點移到d點,電場力做功為零,所以兩點電勢相等,故B錯誤.將一負(fù)點電荷沿圓弧由a運動到b的過程中,電場力方向與運動方向相同,所以電場力做正功,故C正確.將一正點電荷沿直線由c運動到d的過程中,根據(jù)電場強(qiáng)度的疊加可知,在c點電場力方向與速度方向夾角大于90°,而在d點的電場力方向與速度方向夾角小于90°,所以電場力先做負(fù)功后做正功,則電勢能先增大,后減小,故D錯誤.
6.(2018·江蘇南通一模)(多選)四個點電荷位于正方形四個角上,電荷量及其附近的電場線分布如圖所示.
6、ab、cd分別是正方形兩組對邊的中垂線,O為中垂線的交點,P、Q分別為ab、cd上的兩點,OP>OQ,則( )
A.P點的電場強(qiáng)度比Q點的小
B.P點的電勢比M點的低
C.OP兩點間的電勢差小于OQ兩點間的電勢差
D.一帶正電的試探電荷在Q點的電勢能比在M點大
答案:AD 解析:根據(jù)電場的對稱性知P點場強(qiáng)小于Q點場強(qiáng),選項A正確;ab和cd是兩條等勢線,所以φP=φQ,B錯誤;UOP=UOQ=0,C錯誤;由于φQ>φM,所以正試探電荷在Q點電勢能大,D正確.
7.如圖所示,在O點放置一個正電荷,在過O點的豎直平面內(nèi)的A點,自由釋放一個帶正電的小球,小球的質(zhì)量為m、
7、電荷量為q.小球落下的軌跡如圖中虛線所示,它與以O(shè)為圓心、R為半徑的圓(圖中實線表示)相交于B、C兩點,O、C在同一水平線上,∠BOC=30°,A距離OC的豎直高度為h.若小球通過B點的速度為v,試求:
(1)小球通過C點的速度大??;
(2)小球由A運動到C的過程中電勢能的增加量.
答案:(1) (2)mgh-mv2-mgR
解析:(1)因為B、C兩點電勢相等,小球由B到C只有重力做功,由動能定理得:
mgR·sin 30°=mv-mv2
得vC=.
(2)小球由A運動到C應(yīng)用動能定理得:
WAC+mgh=mv-0
得WAC=mv-mgh=m
8、v2+mgR-mgh.
由電勢能變化與電場力做功的關(guān)系得:
ΔEp=-WAC=mgh-mv2-mgR.
[能力提升]
8.(2018·四川成都檢測)(多選)如圖所示,A、B、C、D、E、F為真空中正六邊形的六個頂點,O為正六邊形中心,在A、B、C三點分別固定電荷量為q、-q、q(q>0)的三個點電荷,取無窮遠(yuǎn)處電勢為零.則下列說法正確的是( )
A.O點電場強(qiáng)度為零
B.O點電勢為零
C.D點和F點電場強(qiáng)度相同
D.D點和F點電勢相同
答案:AD 解析:根據(jù)點電荷電場強(qiáng)度公式E=,結(jié)合電場疊加原理,可知O點的電場強(qiáng)度為零,D點和F點的電場強(qiáng)度大小相等、方
9、向不同,故A正確,C錯誤;根據(jù)等量異種點電荷垂直平分線的電勢為零知,A、B兩點電荷在O點電勢為零,C點電荷在O點電勢不為零,所以O(shè)點電勢不為零;由對稱性可知D點和F點的電勢相同,但場強(qiáng)方向不同,選項B錯誤,D正確.
9.如圖所示,兩個帶等量正電荷的點電荷固定于P、Q兩點,它們連線的中點是O,A、B是PQ連線中垂線上的兩點,OA<OB.則下列說法正確的是( )
A.A點電場強(qiáng)度一定大于B點的電場強(qiáng)度
B.A、B是一條等勢線,等勢線左右對稱點電勢相等
C.將一正試探電荷置于A和B點,該試探電荷在A點的電勢能等于在B點的電勢能
D.將一負(fù)試探電荷置于A和B點,該試探電荷在A點的
10、電勢能小于在B點的電勢能
答案:D 解析:O點電場強(qiáng)度大小為零,由O點沿中垂線向外,電場強(qiáng)度先增大后減小,無法判斷兩點電場強(qiáng)度大小,選項A錯誤;A、B兩點的電場強(qiáng)度方向相反,A點的電勢高于B點的電勢,正試探電荷在A點的電勢能大于在B點的電勢能,負(fù)試探電荷在A點的電勢能小于在B點的電勢能,選項B、C錯誤,D正確.
10.(2018·河北石家莊二中四聯(lián))(多選)如圖所示,在兩個等量同種負(fù)點電荷連線的中垂面上以連線中點O為圓心的兩個同心圓,兩圓上有a、b、c、d四個點,Oac三點共線,則( )
A.a(chǎn)、c兩點的電場強(qiáng)度方向相同,大小不可能相等
B.a(chǎn)、b兩點的電勢相同
C.
11、將帶正電的試探電荷在平面內(nèi)從b點移到d點,電場力不做功
D.帶正電的試探電荷僅在電場力作用下在此平面內(nèi)可能做勻速圓周運動
答案:BD 解析:根據(jù)兩個等量同種負(fù)點電荷電場線特點,a、c兩點的電場強(qiáng)度方向相同,大小可能相等,選項A錯誤.a(chǎn)、b兩點在同一等勢面上,兩點的電勢相同,選項B正確.由于b、d兩點不在同一等勢面上,將帶正電的試探電荷在平面內(nèi)從b點移到d點,電場力做負(fù)功,選項C錯誤.在中垂面內(nèi)帶正電的試探電荷始終受到方向指向O點的電場力,則試探電荷在此平面內(nèi)可能做勻速圓周運動,選項D正確.
11.如圖所示,帶電荷量為Q的正點電荷固定在傾角為30°的光滑絕緣斜面底部的C點,斜面上
12、有A、B兩點,且A、B和C在同一直線上,A和C相距為L,B為AC中點.現(xiàn)將一帶電小球從A點由靜止釋放,當(dāng)帶電小球運動到B點時速度恰好為零.已知帶電小球在A點處的加速度大小為,靜電力常量為k,求:
(1)小球運動到B點時的加速度大小;
(2)B、A兩點間的電勢差(用Q和L表示).
答案:(1) (2)
解析:(1)由牛頓第二定律知帶電小球在A點時
mgsin 30°-k=maA
帶電小球在B點時-mgsin 30°=maB
且aA=
解得aB=.
(2)帶電小球初、末速度均為零,由A點到B點應(yīng)用動能定理得
mgsin 30°+qUAB=0
13、由mgsin 30°-k=maA=m
聯(lián)立解得UAB=-
又因為UAB=-UBA
所以B、A兩點間的電勢差UBA=.
12.如圖所示,在豎直平面內(nèi),一勻強(qiáng)電場方向豎直向上,一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電微粒以水平初速度v0由P點射入,入射方向與電場線垂直.帶電微粒從Q點射出電場時,其速度方向與電場線夾角為30°.已知勻強(qiáng)電場的寬度為d,P、Q兩點的電勢差為U,設(shè)P點的電勢為零,重力加速度為g.
(1)求帶電微粒在Q點的電勢能;
(2)求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小;
(3)當(dāng)該帶電微粒電勢能為-qU時,機(jī)械能變化了多少?
答案:(1)-qU (2) (3)qU
14、
解析:(1)根據(jù)帶電微粒的偏轉(zhuǎn)方向,知該微粒帶正電,P、Q兩點的電勢差為U=φP-φQ,電場力做正功,電勢能減少,而P點的電勢能為零
根據(jù)φ=
得EpQ=-qU.
(2)建立直角坐標(biāo)系,垂直于電場線方向為x軸,平行于電場線方向為y軸,由平拋運動的規(guī)律和幾何知識可得
tan 30°=
vy=at
d=v0t
a=
解得E=.
(3)當(dāng)該帶電微粒電勢能為-qU時,電場力做了qU 的正功,所以機(jī)械能增加了qU.
我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài),需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,改變粗放式增長模式,不斷優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)健康可持續(xù)發(fā)展進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展,推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化,推動城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因:我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實挑戰(zhàn)。