《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第7章 靜電場(chǎng) 第2講 電場(chǎng)能的性質(zhì)課時(shí)作業(yè)含解析》由會(huì)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(chǎng) 第2講 電場(chǎng)能的性質(zhì)課時(shí)作業(yè)含解析(8頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
2、電場(chǎng)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(diǎn)電荷位于電場(chǎng)中A點(diǎn),具有的電勢(shì)能為Ep,則A點(diǎn)的電勢(shì)為φ=.若把該點(diǎn)電荷換為電荷量為2q的負(fù)點(diǎn)電荷,則A點(diǎn)的電勢(shì)為( )
A.4φ B.2φ C.φ D.φ
答案:C 解析:根據(jù)電勢(shì)的物理意義:電勢(shì)是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量,僅由電場(chǎng)決定,與試探電荷無(wú)關(guān).可知,將該點(diǎn)電荷換為電荷量為2q的負(fù)點(diǎn)電荷,A點(diǎn)的電勢(shì)不變,故C正確,A、B、D錯(cuò)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(chǎng),以A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),AB方向?yàn)槲灰苮的正方向,能正確反映電勢(shì)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(chǎng),電勢(shì)φ隨位移x均勻減小,選項(xiàng)C正確.
3.(2018·山東濱州二模)電子束焊接機(jī)中的電場(chǎng)線如圖中虛線所示.K為陰極,A為陽(yáng)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(shuō)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(guò)程中,加速度大小為
C.電子由K到A的過(guò)程中電勢(shì)能減小了eU
D.電子由K到A電場(chǎng)力做負(fù)功
答案:C 解析:由圖可知A極電勢(shì)高,應(yīng)接電源正極,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由于是非勻強(qiáng)電場(chǎng),加速度大小在變化,選項(xiàng)B錯(cuò)
3、誤;從K到A,電場(chǎng)力做功W=eU,所以電勢(shì)能減少了eU,C正確,D錯(cuò)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(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn),它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn),ab=cd=10 cm,ad=bc=20 cm,電場(chǎng)線與矩形所在平面平行.已知a點(diǎn)電勢(shì)為20 V,b點(diǎn)電勢(shì)為24 V,則( )
A.場(chǎng)強(qiáng)大小一定為E=40 V/m
B.c、d間電勢(shì)差一定為4 V
C.場(chǎng)強(qiáng)的方向一定由b指向a
D.c點(diǎn)電勢(shì)可能比d點(diǎn)低
答案:B 解析:根據(jù)題設(shè)條件可知,場(chǎng)強(qiáng)方向無(wú)法確定,知道a、b間電勢(shì)差,但不能根據(jù)E=求出場(chǎng)強(qiáng)的大小,故A、C錯(cuò)誤.根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)
4、線與等勢(shì)線分布的特點(diǎn)可知,c、d間電勢(shì)差必等于b、a間電勢(shì)差,為4 V,故B正確.c、d間電勢(shì)差為4 V,則知c點(diǎn)電勢(shì)比d點(diǎn)高4 V,故D錯(cuò)誤.
5.(2018·河南六市一聯(lián))在真空中A、B兩點(diǎn)分別放有異種點(diǎn)電荷-Q和+2Q,以A、B連線中點(diǎn)O為圓心作一圓形路徑acbd,如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系有Ea=Eb、Ec=Ed
B.電勢(shì)高低關(guān)系有φa>φb、φc>φd
C.將一負(fù)點(diǎn)電荷沿圓弧由a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功
D.將一正點(diǎn)電荷沿直線由c運(yùn)動(dòng)到d的過(guò)程中電勢(shì)能始終不變
答案:C 解析:對(duì)比等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布可知Eb&
5、gt;Ea,Ec=Ed,A項(xiàng)錯(cuò)誤.由題知,電場(chǎng)線方向由B指向A,則有φa<φb,由于電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn),電場(chǎng)力做功為零,所以兩點(diǎn)電勢(shì)相等,故B錯(cuò)誤.將一負(fù)點(diǎn)電荷沿圓弧由a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中,電場(chǎng)力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同,所以電場(chǎng)力做正功,故C正確.將一正點(diǎn)電荷沿直線由c運(yùn)動(dòng)到d的過(guò)程中,根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加可知,在c點(diǎn)電場(chǎng)力方向與速度方向夾角大于90°,而在d點(diǎn)的電場(chǎng)力方向與速度方向夾角小于90°,所以電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功,則電勢(shì)能先增大,后減小,故D錯(cuò)誤.
6.(2018·江蘇南通一模)(多選)四個(gè)點(diǎn)電荷位于正方形四個(gè)角上,電荷量及其附近的電場(chǎng)線分布如圖所示.
6、ab、cd分別是正方形兩組對(duì)邊的中垂線,O為中垂線的交點(diǎn),P、Q分別為ab、cd上的兩點(diǎn),OP>OQ,則( )
A.P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比Q點(diǎn)的小
B.P點(diǎn)的電勢(shì)比M點(diǎn)的低
C.OP兩點(diǎn)間的電勢(shì)差小于OQ兩點(diǎn)間的電勢(shì)差
D.一帶正電的試探電荷在Q點(diǎn)的電勢(shì)能比在M點(diǎn)大
答案:AD 解析:根據(jù)電場(chǎng)的對(duì)稱性知P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于Q點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng),選項(xiàng)A正確;ab和cd是兩條等勢(shì)線,所以φP=φQ,B錯(cuò)誤;UOP=UOQ=0,C錯(cuò)誤;由于φQ>φM,所以正試探電荷在Q點(diǎn)電勢(shì)能大,D正確.
7.如圖所示,在O點(diǎn)放置一個(gè)正電荷,在過(guò)O點(diǎn)的豎直平面內(nèi)的A點(diǎn),自由釋放一個(gè)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(shí)線表示)相交于B、C兩點(diǎn),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(guò)B點(diǎn)的速度為v,試求:
(1)小球通過(guò)C點(diǎn)的速度大小;
(2)小球由A運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中電勢(shì)能的增加量.
答案:(1) (2)mgh-mv2-mgR
解析:(1)因?yàn)锽、C兩點(diǎn)電勢(shì)相等,小球由B到C只有重力做功,由動(dòng)能定理得:
mgR·sin 30°=mv-mv2
得vC=.
(2)小球由A運(yùn)動(dòng)到C應(yīng)用動(dòng)能定理得:
WAC+mgh=mv-0
得WAC=mv-mgh=m
8、v2+mgR-mgh.
由電勢(shì)能變化與電場(chǎng)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(cè))(多選)如圖所示,A、B、C、D、E、F為真空中正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn),O為正六邊形中心,在A、B、C三點(diǎn)分別固定電荷量為q、-q、q(q>0)的三個(gè)點(diǎn)電荷,取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零.則下列說(shuō)法正確的是( )
A.O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零
B.O點(diǎn)電勢(shì)為零
C.D點(diǎn)和F點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同
D.D點(diǎn)和F點(diǎn)電勢(shì)相同
答案:AD 解析:根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式E=,結(jié)合電場(chǎng)疊加原理,可知O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,D點(diǎn)和F點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方
9、向不同,故A正確,C錯(cuò)誤;根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷垂直平分線的電勢(shì)為零知,A、B兩點(diǎn)電荷在O點(diǎn)電勢(shì)為零,C點(diǎn)電荷在O點(diǎn)電勢(shì)不為零,所以O(shè)點(diǎn)電勢(shì)不為零;由對(duì)稱性可知D點(diǎn)和F點(diǎn)的電勢(shì)相同,但場(chǎng)強(qiáng)方向不同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,D正確.
9.如圖所示,兩個(gè)帶等量正電荷的點(diǎn)電荷固定于P、Q兩點(diǎn),它們連線的中點(diǎn)是O,A、B是PQ連線中垂線上的兩點(diǎn),OA<OB.則下列說(shuō)法正確的是( )
A.A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度
B.A、B是一條等勢(shì)線,等勢(shì)線左右對(duì)稱點(diǎn)電勢(shì)相等
C.將一正試探電荷置于A和B點(diǎn),該試探電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能等于在B點(diǎn)的電勢(shì)能
D.將一負(fù)試探電荷置于A和B點(diǎn),該試探電荷在A點(diǎn)的
10、電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能
答案:D 解析:O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零,由O點(diǎn)沿中垂線向外,電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小,無(wú)法判斷兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反,A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì),正試探電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能,負(fù)試探電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能,選項(xiàng)B、C錯(cuò)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(gè)等量同種負(fù)點(diǎn)電荷連線的中垂面上以連線中點(diǎn)O為圓心的兩個(gè)同心圓,兩圓上有a、b、c、d四個(gè)點(diǎn),Oac三點(diǎn)共線,則( )
A.a(chǎn)、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同,大小不可能相等
B.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相同
C.
11、將帶正電的試探電荷在平面內(nèi)從b點(diǎn)移到d點(diǎn),電場(chǎng)力不做功
D.帶正電的試探電荷僅在電場(chǎng)力作用下在此平面內(nèi)可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
答案:BD 解析:根據(jù)兩個(gè)等量同種負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)線特點(diǎn),a、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同,大小可能相等,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.a(chǎn)、b兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上,兩點(diǎn)的電勢(shì)相同,選項(xiàng)B正確.由于b、d兩點(diǎn)不在同一等勢(shì)面上,將帶正電的試探電荷在平面內(nèi)從b點(diǎn)移到d點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,選項(xiàng)C錯(cuò)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(diǎn)的電場(chǎng)力,則試探電荷在此平面內(nèi)可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D正確.
11.如圖所示,帶電荷量為Q的正點(diǎn)電荷固定在傾角為30°的光滑絕緣斜面底部的C點(diǎn),斜面上
12、有A、B兩點(diǎn),且A、B和C在同一直線上,A和C相距為L(zhǎng),B為AC中點(diǎn).現(xiàn)將一帶電小球從A點(diǎn)由靜止釋放,當(dāng)帶電小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度恰好為零.已知帶電小球在A點(diǎn)處的加速度大小為,靜電力常量為k,求:
(1)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的加速度大??;
(2)B、A兩點(diǎn)間的電勢(shì)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(diǎn)時(shí)
mgsin 30°-k=maA
帶電小球在B點(diǎn)時(shí)-mgsin 30°=maB
且aA=
解得aB=.
(2)帶電小球初、末速度均為零,由A點(diǎn)到B點(diǎn)應(yīng)用動(dòng)能定理得
mgsin 30°+qUAB=0
13、由mgsin 30°-k=maA=m
聯(lián)立解得UAB=-
又因?yàn)閁AB=-UBA
所以B、A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UBA=.
12.如圖所示,在豎直平面內(nèi),一勻強(qiáng)電場(chǎng)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(diǎn)射入,入射方向與電場(chǎng)線垂直.帶電微粒從Q點(diǎn)射出電場(chǎng)時(shí),其速度方向與電場(chǎng)線夾角為30°.已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的寬度為d,P、Q兩點(diǎn)的電勢(shì)差為U,設(shè)P點(diǎn)的電勢(shì)為零,重力加速度為g.
(1)求帶電微粒在Q點(diǎn)的電勢(shì)能;
(2)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大??;
(3)當(dāng)該帶電微粒電勢(shì)能為-qU時(shí),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(diǎn)的電勢(shì)差為U=φP-φQ,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少,而P點(diǎn)的電勢(shì)能為零
根據(jù)φ=
得EpQ=-qU.
(2)建立直角坐標(biāo)系,垂直于電場(chǎng)線方向?yàn)閤軸,平行于電場(chǎng)線方向?yàn)閥軸,由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和幾何知識(shí)可得
tan 30°=
vy=at
d=v0t
a=
解得E=.
(3)當(dāng)該帶電微粒電勢(shì)能為-qU時(shí),電場(chǎng)力做了qU 的正功,所以機(jī)械能增加了qU.
我國(guó)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(zhǎng)模式,不斷優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),實(shí)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(dòng)城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因:我國(guó)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(shí)挑戰(zhàn)。