高考物理一轮复习 第6章 静电场 第2讲 电场能的性质课后限时训练 新人教版选修31.doc

电场能的性质一、选择题(本题共8小题，14题为单选，58题为多选)1(2017河南省郑州市第一次质量检测)等量异种点电荷在周围空间产生静电场，其连线(x轴)上各点的电势随x的分布图象如图所示。x轴上aoaobeaeoebcepoepaepoepa解析正电荷周围电势较高，负电荷周围电势较低，aob，a错误；根据电场强度的合成可知b点场强最大，o点最小，b错误；电子带负电，根据电势能epq，可知epb最大，epa最小，c错误；由图象可知uobuao，根据电场力做功wqu，电子带负电，可知wbowoa，即epbepoepoepa，d正确。2(2016安徽芜湖、马鞍山5月联考)一个正点电荷固定在正方形的一个顶点d上，另一个带电粒子射入该区域时，恰好能经过正方形的另外三个顶点a、b、c，粒子运动轨迹如图所示，下列说法正确的是(c)a根据轨迹可判断该带电粒子带正电b粒子经过a、b、c三点速率大小关系是vbvavcc粒子在a、b、c三点的加速度大小关系是aaacabda、c两点的电场强度相同解析根据运动轨迹可判断该带电粒子带负电，a错误；粒子从a到b到c，电场力先做负功后做正功，速率先减小后增大，b错误；加速度的大小关系为aaacab，c正确；a、c两点的电场强度大小相等，方向不同，d错误。3(2016安徽合肥一模)四个等量异种点电荷，分别放在正方形的四个顶点处，a、b、c、d为正方形四条边的中点，o为正方形的中心，如图所示。下列说法中正确的是(c)ao点电场强度为零ba、b、c、d四点的电场强度相同c将一带负电的试探电荷从b点匀速移动到d点，电场力做功为零d将一带负电的试探电荷从a点匀速移动到c点，其电势能减小解析根据电场强度的叠加可知两正电荷在o点处的合场强沿ao连线指向右，两负电荷在o点的合场强方向沿oc连线指向右，所以o点场强方向水平指向右，a错误；同理，根据电场强度的叠加可知：a、c两点电场强度相同，b、d两点电场强度相同，但a、c和b、d电场强度方向相同，大小不同，b错误；bd连线为一条等势线，将一带负电的试探电荷从b匀速移动到d点，电场力不做功，c正确；ac是一条电场线，电场强度方向水平向右，将一带负电的试探电荷从a匀速移动到c点，电场力做负功，电势能增大，d错误。4(2016湖南株州期末)在空间某区域内有一场强方向与直角坐标系xoy平面平行的匀强电场，已知该坐标系的x轴和y轴上各点电势的分布分别如图甲和乙所示。据图可知(b)a场强大小为5000v/m，方向与x轴正方向成37角b场强大小为5000v/m，方向与x轴正方向成53角c场强大小为7000v/m，方向与x轴正方向成53角d场强大小为1000v/m，方向与x轴正方向成37角解析由图甲可知，沿x轴方向电势逐渐升高，说明沿x轴电场强度的分量ex沿x方向，大小ex4000v/m；由图乙可知，沿y轴方向电势逐渐降低，说明沿y轴电场强度的分量ey沿y方向，大小ey3000v/m，所以合场强的大小e5000v/m，设其与x轴负方向的夹角满足tan，则37。设合场强与y轴正方向的夹角为，tan，53，b正确。5(2017陕西省西安地区八校高三年级联考)如图所示，带箭头的线段表示某一电场的电场线，在电场力作用下一带电粒子(不计重力)经过a点飞向b点，径迹如图中虚线所示，则下列说法中正确的是(acd)aa、b两点相比较，粒子在a点加速度较大ba、b两点相比较，粒子在b点加速度较大ca、b两点相比较，a点电势较高da、b两点相比较，粒子在b点电势能高解析a、b两点相比较，由于a点的电场线密，则a点的电场强度大，粒子在a点所受的电场力大。粒子在a点的加速度大，a正确，b错误；沿电场线方向电势降低，则a点的电势高，c正确；根据粒子的径迹可知粒子在a点所受的电场力方向与电场线方向相反，则电场力对粒子做负功，粒子的电势能增加，粒子在b点的电势能高，d正确。6(2016安徽合肥5月第三次质检三模)如图所示，某匀强电场中a、b、c、d四点构成一个菱形，对角线ac12cm，bd16cm，一个质子从a移到b，电场力做了24ev的功；一个电子从a移到c，克服电场力做了24ev的功，其中a点的电势为零，则下列说法正确的是(ac)ad点的电势d0bd点的电势d24vc电场强度e250n/cd电场强度e200n/c解析由题意可知：uab24v，uac24v，a0，bc24v，bc的连线为一条等势线，所以ad的连线也为一条等势线，所以d0，a正确，b错误；根据几何关系可求得ad和bc间的垂直距离d9.6cm，电场强度e250n/c，c正确，d错误。7(2016山东冠县期中)如图所示，长为l、倾角为的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中，一电荷量为q、质量为m的小球，以初速度v0由斜面底端的m点沿斜面上滑，到达斜面顶端n的速度仍为v0，则(bcd)a电场强度等于b电场强度等于cm、n两点间的电势差为d小球在n点的电势能小于在m点的电势能解析由m到n应用动能定理得umnqmglsin0，解得m、n两点间的电势差umn，c正确；uelcos，可得e，a错误，b正确；从m到n电场力做正功，电势能减小，d正确。8(2017沈阳四校协作体联合考试)如图所示，a、b、o、c为在同一竖直平面内的四点，其中a、b、o沿同一竖直线，b、c同在以o为圆心的圆周(用虚线表示)上，沿ac方向固定有一光滑绝缘细杆l，在o点固定放置一带负电的小球。现有两个质量和电荷量都相同的带正电的小球a、b，先将小球a穿在细杆上，让其从a点由静止开始沿杆下滑，后使小球b从a点由静止开始沿竖直方向下落。各带电小球均可视为点电荷，则下列说法中正确的是(cd)a从a点到c点，小球a做匀加速运动b从a点到c点电场力对小球a做的功大于从a点到b点电场力对小球b做的功c小球a在c点的动能大于小球b在b点的动能d从a点到c点，小球a的机械能先增加后减少，但机械能与电势能之和不变解析从a到c点，小球受到重力、库仑引力、弹力作用，库仑引力为变力，故合力为变力，加速度是变化的，故a错误；由于圆周为等势面，故小球从a到c和从a到b电场力做功相等，b错误；由于圆周为等势面，故小球从a到c和从a到b电场力做功相等，根据动能定理，对小球a有mghacw静电eka，对小球b有mghabw静电ekb，由于a球下降的高度较大，故a球的动能较大，c正确。除重力外的其余力(电场力)做的功等于机械能的增加量，由于电场力先做正功后做负功，故机械能先增加后减少，机械能与电势能之和不变，d正确。二、非选择题9(2016江西上饶铅山一中、横锋中学、弋阳一中、德兴一中四校联考)如图所示，在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场，现有一个质量m2.0103kg、电荷量q2.0106c的带正电的物体(可视为质点)，从o点开始水平向右做初速度大小为6m/s、加速度大小为20m/s2的匀减速直线运动。不计空气阻力，g取10m/s2。(1)求匀强电场的场强大小和方向；(2)求带电物体在00.5s内电势能的变化量。答案(1)2.0104n/c，方向水平向左(2)2102j解析(1)根据牛顿第二定律得eqma，解得场强大小为e2.0104n/c，方向水平向左。(2)由匀变速直线运动的速度公式vv0at1得减速时间t10.3s，位移x1v0t1at0.9m，后0.2s物体做反向匀加速直线运动，经过的路程x2at20.4m。物体在0.5s内发生的位移为x0.9m0.4m0.5m。电场力做负功，电势能增加epqex2102j。10(2016安徽庐江六校联盟第四次考试)如图所示，平行金属板两板间的距离为4cm，两板间电压为100v，若a、b两点间距离也是4cm，且a、b两点连线与电场线的夹角为60，则：(1)板间场强e为多少？(2)a、b两点间的电势差是多少？(3)把一个电荷量为1.01015c的点电荷由a点移到b点，电势能如何变化？变化了多少？(4)若b点离下极板的距离为1cm，取上极板的电势为零，则b点的电势b等于多少？答案(1)2500v/m(2)50v(3)电势能增加了51014j(4)75v解析(1)板间的场强ev/m2.5103v/m。(2)a、b两点间的电势差uabexabcos6025000.04v500v。(3)点电荷从a点移动到b点，电场力做功wabquab1.0101550j51014j，可知电势能增加了51014j。(4)b点与上极板间的距离d3cm，则上极板与b点的电势差ued25000.03v75v，因为上极板的电势为零，所以b点的电势b75v。11(2016湖北部分重点中学第一次联考)在真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。若将一个质量为m、带正电荷量q的小球在此电场中由静止释放，小球将沿与竖直方向夹角为53的直线运动。现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出，在运动过程中(sin530.8)，求：(1)此电场的电场强度大