2017版高考物理二轮复习高分突破专题四静电场第15课时电场能的性质.docx

第15课时电场能的性质一、选择题(在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1如图1所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图得出的结论正确的是()图1A带电粒子带负电B带电粒子在a点的受力方向沿电场线指向左下方C带电粒子在b点的速度大D带电粒子在a点的电势能大解析粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子受到的电场力沿电场线向左，由于电场线方向不明，无法确定粒子的电性，即a点的受力方向沿电场线指向左下方，故选项A错误，B正确；由轨迹弯曲方向与粒子速度方向的关系分析可知，电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，电势能增大，则粒子在a点的速度大，电势能小，故选项C、D错误。答案B2如图2所示，将正电荷沿不同路径从A移动到C的过程中，下列说法正确的是()图2A从A经B到C静电力对电荷做功最多B从A经M到C静电力对电荷做功最多C从A经N到C静电力对电荷做功最多D不管正电荷经由哪条路径从A移动到C，静电力做功都相等，且都做正功解析静电力做功与电荷的运动路径无关，只与运动的初、末位置有关。不论电荷沿哪条路径从A运动到C，初、末位置相同，所以静电力做功相同；因为电荷是正电荷，根据题目信息，电荷受到的静电力从A指向C，静电力方向与电荷运动方向相同，静电力做正功，选项D正确。答案D3(2016海口一中检测)如图3，是某电场中的一条直电场线，一电子(重力不计)从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，则可判断 ()图3A该电场一定是匀强电场B场强Ea一定小于EbC电子具有的电势能Epa一定大于EpbD两点的电势a一定高于b解析电子由静止释放，且由a向b运动，则电子所受的静电力一定是由a指向b；因为电子受力方向与场强方向相反，说明电场线的方向一定是由b指向a；由于无法确定电场线疏密，因此无法确定场强大小关系，故选项A、B错误；由题意知，静电力对电子做正功，电势能减小，所以电子具有的电势能Epa一定大于Epb，故选项C正确；根据电场线方向由b指向a可知，电势a一定低于b，故选项D错误。 答案C4在电场中A、B两点间的电势差UAB75 V，B、C两点间的电势差UBC200 V，则A、B、C三点的电势高低关系为()AABC BACBCCAB DCBA解析由UAB75 V，得AB75 V，AB75 V；由UBC200 V得BC200 V，CB200 V，则CAB，故选项C正确。答案C5(20169月金华十校联考)如图4所示，两等量异种点电荷，以两电荷连线的中点O为圆心画出半圆，在半圆上有a、b、c三点，a、c分别为半圆与两电荷连线的交点，b点在两电荷连线的垂直平分线上。下列说法正确的是()图4Aa、c两点的电场强度相同Ba、c两点的电势相同C带负电的检验电荷在a点的电势能大于在b点的电势能D将带正电的检验电荷由c点移到b点的过程电场力做正功解析由等量异号点电荷电场分布的对称性知A正确；沿电场线电势降低，B错误；因负电荷在电势高处电势能小，C错误；正电荷由c到b，电场力方向与位移方向夹角为钝角，由功的公式WFlcos 知电场力做负功，D错误。答案A6如图所示，实线表示电场线，虚线表示带电粒子运动的轨迹。带电粒子只受电场力的作用，运动过程中电势能逐渐减少，它运动到b处时的运动方向与受力方向可能的是()解析 由粒子的运动轨迹判断可知，粒子所受电场力的方向向左并沿电场线方向，由于运动过程中粒子的电势能减少，所以电场力做正功，粒子运动的方向一定是c到a，故选项D正确。答案D7.如图5所示，在电场中有a、b、c三点，且abbc，关于ab和bc间电势差，下列说法正确的是()图5Aab间的电势差一定大于bc间的电势差B因abbc，所以ab间的电势差等于bc间的电势差Cab间的电势差一定小于bc间的电势差D因是非匀强电场，无法比较解析电场尽管为非匀强电场，但沿电场线相同距离上E大时，电势差必定大，由题图可知ab处的电场线较bc处的电场线较稀疏，场强小，所以ab间的电势差一定小于bc间的电势差，选项C正确。答案C8空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图6所示，a、b、c、d为电场中的4个点。则()图6AP、Q两点处的电荷等量同种Ba点和b点的电场强度相同Cc点的电势低于d点的电势D负电荷从a到c，电势能减少解析由题中所给的等势面分布图是对称的及电场线与等势面垂直可得，P、Q两点应为等量的异种电荷，A错；a、b两点的电场强度大小相等，但方向不同，故B错；因P处为正电荷，因此c点的电势高于d点的电势，C错；因P处为正电荷，故Q处为负电荷，负电荷从靠负电荷Q较近的a点移到靠正电荷P较近的c点时，电场力做正功，电势能减小，D对。答案D二、选择题(在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题目要求的)9如图7所示是某空间部分电场线分布图，在电场中取一点O，以O为圆心的圆周上有M、Q、N三个点，连线MON与直电场线重合，连线OQ垂直于MON。下列说法正确的是 ()图7AM点的场强大于N点的场强BO点的电势等于Q点的电势C将一负点电荷由M点移到Q点，电荷的电势能增加D一正点电荷只受电场力作用能从Q点沿圆周运动至N点解析电场线的疏密表示场强的强弱，故M点的场强大于N点的场强，故A正确；根据电场线与等势线垂直的特点，在O点所在电场线上找到Q点的等势点，根据沿电场线电势降低可知，O点的电势比Q点的电势高，故B错误；将一负点电荷由M点移到Q点，电场力做负功，电势能增加，故C正确；一正点电荷只受电场力作用不可能沿圆周运动，故D错误。答案AC10光滑绝缘水平面上有两个带等量异种电荷的小球A、B，小球A通过绝缘轻弹簧与竖直墙相连，如图8所示。今小球B在外力F作用下缓慢向右移动，移动中两小球带电荷量不变，则对两小球和弹簧组成的系统的分析正确的是()图8A外力F对系统做正功，弹性势能增大B外力F对系统做正功，弹性势能减小C静电力做正功，电势能减小D静电力做负功，两球间电势差增大 解析 外力对小球做正功，当小球B向右运动时，两球距离增大，库仑力减小，因此弹簧的伸长量减小，弹性势能减小，A错误，B正确；由于两球距离增大，库仑力做负功，系统电势能增大，两球间电势差增大，C错误，D正确。答案BD11如图9所示，在绝缘的斜面上方存在着水平向右的匀强电场，斜面上的带电金属块沿斜面滑下，已知在金属块滑下的过程中动能增加了12 J，金属块克服摩擦力做功8 J，重力做功24 J，则以下判断正确的是()图9A金属块带正电荷B金属块克服电场力做功8 JC金属块的机械能减少12 JD金属块的电势能减少4 J解析 WG24 J，Wf8 J，Ek12 J，由动能定理得电场力做功WE4 J，说明金属块带正电荷，因此选项A正确，B错误；金属块的电势能变化量EpWE4 J0，因此选项D错误；金属块的机械能变化量EWEWf12 J0，选项C正确。答案AC三、非选择题12.如图10所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab间距离Lab8 cm，bc间距离Lbc14 cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60角。一个电荷量q4108 C的负电荷从a点移到b点克服静电力做功1.2106 J。求：图10(1)匀强电场的电场强度大小；(2)电荷从b点移到c点，静电力所做的功；(3)a、c两点间的电势差。解析(1)根据WabqUab，且Wab1.2106 J，电荷为q4108 C，所以Uab V30 V。根据E可知EV/m375 V/m。(2)WbcqUbcqELbccos 6041083750.14cos 60J1.05106 J。(3)UacEd375(0.080.14cos 60) V56.25 V。答案(1)375 V/m(2)1.05106 J(3)56.25 V13.如图11所示，平行金属带电极板A、B间可看作匀强电场，场强E1.2103 V/m，极板间距离d5 cm，电场中C和D分别到A、B两板的距离均为0.5 cm，B极板接地，求：图11(1)C、D两点的电势和两点间的电势差；(2)点电荷q12103 C分别在C和D两点的电势能；(3)将点电荷q22103 C从C匀速移到D时外力所做的功。解析(1)由E得UBCEdBC1.21034.5102 V54 V又因B0及UBCBC，所以C54 V，同理可得D6 V所以UCDCD48 V。(2)由Epq得EpCq1C2103(54) J0.108 JEpDq1D2103(6) J0.012 J。(3)把q2由C匀速移到D，电场力做负功，由于匀速移动，外力做功与电场力做功大小相等。W外W电q2UCD2103(48) J0.096 J。答案(1)C54 V，D6 V，UCD48 V(2)EpC0.108 J，EpD0.012 J(3)0.096 J14如图12所示，在A点固定一正电荷，电荷量为Q，在离A高度为H的C处由静止释放某带同种电荷的液珠，开始运动的瞬间加速度大小恰好为重力加速度g。已知静电力常量为k，两电荷均可看成点电荷，不计空气阻力。图12(1)求液珠的比荷；(2