《研究电场的能的性质》同步练习.doc

探究电场的能的性质1(2012巴州高二检测)某电场的一条电场线如图227所示，在正电荷从A点移到B点的过程中：()图227A电场力对电荷做正功B电场力对电荷不做功C电荷克服电场力做功D电势能增加【解析】正电荷从A点移到B点，电场力做正功，电势能减小，故A正确【答案】A2关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是()A电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电量决定B电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电量决定C电势差是矢量，电场力做的功是标量D在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点的电势差为零【解析】电势差是由电场本身决定的，与电场力做功无关，A错误，而电场力做功的多少，由电势差和电荷量决定，B正确电势差和电场力做的功都是标量，C错误，在匀强电场电场线垂直方向上移动电荷时，电场力不做功，根据U，D正确【答案】BD图2283两个电荷量分别为q和q的带电小球，固定在一条长为l的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电场中，杆与场强方向平行，其位置如图228所示若杆绕过O点且垂直于杆的轴线转过180，则在此过程中电场力做的功为()A0BqElC2qElDqEl【解析】电场力做功的特点，只与始末位置有关，与路径无关；转过180过程中，电场力对q、q均做正功，大小均qEl，总功为2qEl.【答案】C4如图229所示，在处于O点的点电荷Q形成的电场中，试探电荷q由A点移到B点电场力做功为W1，以OA为半径画弧交OB于C，再把试探电荷由A点移到C点电场力做功为W2；由C点移到B点电场力做功为W3，则三次电场力做功的大小关系为()图229AW1W2W30 BW1W2W30CW1W3W20 DW3W1W20【解析】由于电场力做功与路径无关，故W1W2W3由于A、C两点等势故W20，由此可确定W1W3W20，故C正确【答案】C5下列说法正确的是()AA、B两点间的电势差，等于将正电荷从A点移到B点时电场力所做的功B电势差是一个标量，但是有正、负之分C由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟电荷的始、末位置有关DA、B两点的电势差是恒定的，不随零电势面的不同而改变，所以UABUBA【解析】由电势差的定义知A项错误；电势差虽是标量，但有正负之分，表示电势高低，B正确；电势差是描述电场的能的性质由电场本身决定，与路径无关，UABUBA，故D错误，C正确【答案】BC6一点电荷仅受电场力作用，由A点无初速度释放，先后经过电场中的B点和C点点电荷在A、B、C三点的电势能分别用EpA、EpB、EpC表示，则EpA、EpB和EpC之间的关系可能是()AEpAEpBEpCBEpAEpBEpCCEpAEpCEpB DEpAEpCEpB【解析】点电荷仅受电场力作用，由A点无初速释放，先后经过B、C两点，根据能的转化和守恒可知，自A点起动能先增加，先后经过B、C两点不一定一直加速，但动能都比A点大，有两种可能：自A到B、C一直加速，则电势能一直减小；自A到B先加速后减速到C则电势能先减小，后增大，故A、D正确【答案】AD图22107如图2210所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法中正确的是()A若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能减少B若在C点无初速地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能增大C若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能增大D若在C点无初速地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能减少【解析】在C点释放正电荷，正电荷受的电场力方向是C到B，因此电荷向B的方向运动，电场力做正功，电势能减少，A对；在C点释放负电荷，负电荷受的电场力方向是C到A，因此电荷向A的方向运动，电场力做正功，电势能减少，D对【答案】AD图22118(2012海南农星中学高二检测)如图2211所示，在真空中有两个带正电的点电荷，分别置于M、N两点M处电荷的电荷量大于N处电荷的电荷量，A、B为M、N连线的中垂线上的两点现将一负点电荷q由A点沿中垂线移动到B点，在此过程中，下列说法正确的是()Aq的电势能逐渐减小Bq的电势能逐渐增大Cq的电势能先减小后增大DA点的场强方向由A指向B【解析】A点电场强度为两正电荷产生的电场在该点场强的矢量和，根据电场叠加原理，A点场强方向不是由A指向B，选项D错误；负电荷q由A点沿中垂线移动到B点过程中，两个正电荷对负电荷q都做负功，电势能逐渐增加，故选项B正确【答案】B9如图2212所示，直角三角形的斜边倾角为30，底边BC长为2L，处在水平位置，斜边AC是光滑绝缘的，在底边中点O处放置一正电荷Q，一个质量为m、电量为q的带负电的质点从斜面顶端A沿斜边滑下，滑到斜边上的垂足D时速度为v，则在质点的运动中不发生变化的是()图2212A动能B电势能与重力势能之和C动能与重力势能之和D动能、电势能、重力势能三者之和【解析】在只有电场、重力场的复合场中，只有重力和电场力做功，结合功能关系、动能定理可知重力势能、电势能、动能的总和不变，故D正确【答案】D10(2013福州三中高三期末)如图2213所示，一带电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点不计重力，下列表述正确的是()图2213A粒子在M点的速率最大B粒子所受电场力沿电场方向C粒子在电场中的加速度不变D粒子在电场中的电势能始终在增加【解析】根据做曲线运动物体的受力特点：合力指向轨迹的凹侧，再结合电场力的特点可知带负电的粒子受到的电场力方向与电场线方向相反，B错；从N到M电场力做负功，减速，电势能在增加，当到达M点后电场力做正功，加速，电势能在减小，则在M点的速率最小，故A、D错；在整个过程中只受恒定的电场力，根据牛顿第二定律知，加速度不变，故C正确【答案】C11一个带正电的质点，电量为q2.0109 C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除电场力外，其它力做的功为6.0105 J，质点的动能增加了8.0105 J，则a、b两点间的电势差Uab为_【解析】设电场力做功为Wab，则由动能定理可知Wab6.0105 J8.0105 J，所以Wab2.0105 J，而WabqUab，则UabWab/q2.0105/2.01091.0104 V.【答案】1.0104 V图221412(2012重庆第二外国语学校高二检测)如图2214所示，匀强电场强度E1.2102 N/C，方向水平向右，一点电荷q4.0108 C，沿半径R20 cm的圆周，从A点移动到B点已知AOB90，且OB与电场线平行，求：(1)这一过程中电场力做的功是多少？是做正功还是做负功？(2)A、B两点间的电势差UAB是多少？【解析】(1)WABEqR1.21024.01080.2 J9.6107 J负功(2)UAB24 V【答案】(1)9.6107 J负功(2)24 V二1关于公式可知：()A电场中某点的电势，与放在该点电荷具有的电势能成正比B电场中某点的电势，与放在该点电荷的电荷量成反比C电场中某点的电势，与该点是否有电荷，电荷的正负及电荷量的大小无关D放入电场中某点的点电荷不同，电势能也不同，但电势能与电荷量的比值保持不变【解析】电势由电势能和电荷量的比值定义，是电场本身的性质，不随电势能和电荷量变化，A、B错误，C、D正确【答案】CD2下列说法中，正确的是：()A同一等势面上的各点电势相等，电场强度也相等B电场中的两条电场线一定不会相交，但两个电势不等的等势面有可能相交C在同一等势面上移动电荷，电场力一定不做功D离孤立带电导体越近的等势面，其形状越与导体表面相似；离孤立带电导体越远的等势面，其形状越接近于球面【解析】等势面上电势相等，电场强度不一定相等，A错误，电场线、等势面都不可能相交，B错误，在同一等势面上移动电荷，电场力不做功，C正确，根据孤立带电导体，周围等势面的分布情况可知，D正确【答案】CD3对关系式UEd的理解，正确的是() A式中的d是A、B两点间的距离BA、B两点间距离越大，电势差越大Cd是A、B两个等势面的垂直距离D此式适用于任何电场【解析】公式UEd只适用于匀强电场，其中d为沿场强方向上的距离【答案】C图23104如图2310所示，在O点放置一点电荷Q，B、C、D三点都在以Q为圆心的圆周上，将一试探电荷从A点分别移到B、C、D三点，则电场力做功最多的是()A从A点移到B点B从A点移到C点C从A点移到D点D从A点到B、C、D三点做功一样多【解析】B、C、D三点在同一等势面上，即三点的电势相同，所以UABUACUADU；又因WqU，故三种情况下电场力做的功一样多，选项D正确【答案】D5(2012杭州高二检测)如图2311所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相等，即UabUbc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，其运动轨迹如图中KLMN所示，可知()图2311A粒子从K到L的过程中，电场力做负功B粒子从L到M的过程中，电场力做负功C粒子从K到L的过程中，电势能增加D粒子从L到M的过程中，动能减少【解析】根据a、b、c三个等势面的电势关系及带电粒子的运动轨迹可以判断，该电场是正电荷周围的电场，所以粒子从K到L电场力做负功，电势能增加，A、C正确粒子从L到M的过程中，电场力做正功，电势能减少，动能增加，B、D错误【答案】AC6如图2312所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两等势线间的电势差相等一正电荷在等势线U3上时，具有动能20 J，它运动到等势线U1上时，速度为零令U20，那么，当该电荷的电势能为4 J时，其动能大小为()图2312A16 JB10 JC6 JD4 J【解析】正电荷从等势线U3运动到等势线U1上时，克服电场力做功，电势能增加了20 J，由U12U23知U1U3，则点电荷在等势线U1处电势能为10 J，在U3处电势能为10 J，正电荷的总能量E10 J当电势能为4 J时，动能应为6 J选项C正确【答案】C7(2012重庆高考)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题图2313所示，a、b、c、d为电场中的4个点则()图2313AP、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】由电场的等势面分布图可判断P、Q为等量异种点电荷，Q带负电，A项错误a、b两点的电场强度方向不同，故B项错误由正电荷到负电荷电势逐渐降低知cd，故C项错误负电荷从a到c，电场力做正功，电势能减小，故D正确【答案】D8电场中A、B两点的电势是A800 V，B200 V把电荷q1.5108 C由A移动到B点，电场力做了多少功？电势能是增加还是减少？变化了多少？【解析】电场力做功为：WABq(AB)解得WAB9106 J电场力做正功电势能减少，减少量为9106 J【答案】9106 J电势能减少减少量为9106 J9(2012福州三中高二检测)如图2314所示，在正的点电荷Q的电场中有a、b两点，它们到点电荷Q的距离r1r2.图2314(1)a、b两点哪点电势高？(2)将一负电荷放在a、b两点，哪点电势能较大？(3)若a、b两点间的电势差为100 V，将二价负离子由a点移到b点是电场力对电荷做功还是电荷克服电场力做功？做功多少？【解析】(1)由正点电荷的等势面特点可判断a点的电势较高(2)由ab，Uab0，当把负电荷从a点移往b点，WabqUab0，电场力做负功，电势能增加，负电荷在b点电势能较大(3)若Uab100 V，二价负离子电量q21.61019 C，将该离子从a点移往b点，电场力做功：WabqUab3.21017 J即克服电场力做功3.21017 J.【答案】(1)a点电势较高 (2)负电荷在b点电势能较大(3)克服电场力做功3.21017 J图231510如图2315所示，a、b、c是匀强电场中的直角三角形的三个顶点，已知a、b、c三点的电势分别为a8 V，b4 V，c2 V，已知ab10 cm，ac5 cm，ac和ab的夹角为60，试确定场强的方向和大小【解析】因为Uabab12 V，所以ab的中点d的电势为d2 V，过a点作等势线cd的垂线ae，ae为一条电场线，如图所示aeadcos 30abcos 307.5 cm由E得：E80 V/m方向斜向右上方与ac成30角【答案】80 V/m方向斜向右上方与ac成30角图231611(2012同安一中高二检测)用长L的绝缘细线拴住一个质量为m，带电量为q的