（全国通用）高三物理一轮复习 第六章 静电场 第2节 电场能的性质课时跟踪检测.doc

电场能的性质对点训练：电势高低与电势能大小的比较1(多选)(2016四川第二次大联考)如图1所示，真空中固定两个等量异号点电荷q、q，图中o是两电荷连线中点，a、b两点与q的距离相等，c、d是两电荷连线垂直平分线上的两点，bcd构成一等腰三角形，a、e两点关于o点对称。则下列说法正确的是()图1aa、b两点的电势相同ba、e两点的电场强度相同c将电子由c沿cd边移到d的过程中电场力做正功d质子在b点的电势能比在o点的电势能大解析：选bda、b两点虽然关于q对称，但是由于q的影响，两点的电势并不相等，故a错误；a、e两点的合场强大小相等，且方向相同，故b正确；c、o、d在一条等势线上，故电子从c点移到d点电场力不做功，c错误；b点电势高于o点的电势，则质子在b点的电势能大，故d正确。2(多选)(2013江苏高考)将一电荷量为q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图2所示，金属球表面的电势处处相等。a、b为电场中的两点，则()图2aa点的电场强度比b点的大ba点的电势比b点的高c检验电荷q在a点的电势能比在b点的大d将检验电荷q从a点移到b点的过程中，电场力做负功解析：选abd电场线密的地方电场强度大，a项正确；沿着电场线方向电势逐渐降低，b项正确；由epq可知，负电荷在高电势处电势能小，c项错误；负电荷从a到b电势能增加，根据电场力做功与电势能变化的关系可知，这个过程中电场力做负功，d项正确。对点训练：电势差与电场强度的关系3.在匀强电场中建立一直角坐标系，如图3所示。从坐标原点沿y轴前进0.2 m到a点，电势降低了10 v，从坐标原点沿x轴前进0.2 m到b点，电势升高了10 v，则匀强电场的场强大小和方向为()图3a50 v/m，方向bab50 v/m，方向abc100 v/m，方向bad100 v/m，方向垂直ab斜向下解析：选c连接ab，由题意可知，ab中点c点电势应与坐标原点o相等，连接oc即为等势线，与等势线oc垂直的方向为电场的方向，故电场方向由ba，其大小e v/m100 v/m，选项c正确。4(多选) (2015洛阳名校联考)如图4所示，在平面直角坐标系中有一底角是60的等腰梯形，坐标系中有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中o(0,0)点电势为6 v，a(1，)点电势为3 v，b(3，)点电势为0，则由此可判定()图4ac点电势为3 vbc点电势为0c该匀强电场的电场强度大小为100 v/md该匀强电场的电场强度大小为100 v/m解析：选bd由题意可知c点坐标为(4,0)，在匀强电场中，任意两条平行的线段，两点间电势差与其长度成正比，所以，代入数值得c0，a错、b对；作bdao，如图所示，则d3 v，即ad是一等势线，电场强度方向ogad，由几何关系得og cm，由e得e100 v/m，c错，d对。对点训练：电场线、等势线(面)及带电粒子的运动问题5(2015全国卷)如图5，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，m、n、p、q是它们的交点，四点处的电势分别为m、n、p、q。一电子由m点分别运动到n点和p点的过程中，电场力所做的负功相等。则()图5a直线a位于某一等势面内，mqb直线c位于某一等势面内，mnc若电子由m点运动到q点，电场力做正功d若电子由p点运动到q点，电场力做负功解析：选b由电子从m点分别运动到n点和p点的过程中电场力所做的负功相等可知，n、p两点在同一等势面上，且电场线方向为mn，故选项b正确，选项a错误。m点与q点在同一等势面上，电子由m点运动到q点，电场力不做功，故选项c错误。电子由p点运动到q点，电场力做正功，故选项d错误。6. (多选)(2015广东高考)如图6所示的水平匀强电场中，将两个带电小球m和n分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后，m、n保持静止，不计重力，则()图6am的带电量比n的大bm带负电荷，n带正电荷c静止时m受到的合力比n的大d移动过程中匀强电场对m做负功解析：选bd两带电小球分别在两球间的库仑力和水平匀强电场的电场力作用下处于平衡状态，因为两小球间的库仑力等大反向，则匀强电场对两带电小球的电场力也等大反向，所以两带电小球的带电量相等，电性相反，静止时，两球所受合力均为零，选项a、c错误；m、n两带电小球受到的匀强电场的电场力分别水平向左和水平向右，即m带负电，n带正电，m、n两球在移动的过程中匀强电场对m、n均做负功，选项b、d正确。对点训练：静电场中的图像问题7(多选)(2016山东第一次大联考)如图7甲所示，两个点电荷q1、q2固定在x轴上，其中q1位于原点o，a、b是它们连线延长线上的两点。现有一带正电的粒子q以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用)，设粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb，其速度随坐标x变化的图像如图乙所示，则以下判断正确的是()图7ab点的场强一定为零bq2带负电且电荷量小于q1ca点的电势比b点的电势高d粒子在a点的电势能比在b点的电势能小解析：选ac速度时间图像图线斜率表示加速度，3l处图线的切线水平，加速度为0，b点的场强一定为零，根据从a点开始经b点向远处运动先加速后减速知，q1带负电，q2带正电，a正确，b错误；a点的动能比b点的动能小，a点的电势能比b点的电势能大，且运动电荷为正电荷，所以a点的电势比b点的电势高，c正确，d错误。8.(2014安徽高考)一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动。取该直线为x轴，起始点o为坐标原点，其电势能ep与位移x的关系如图8所示。下列图像中合理的是()图8解析：选d由于粒子只受电场力作用，因此由f电可知，epx图像的斜率大小即为粒子所受电场力大小，从图像可知，图像的斜率随位移的增大而越来越小，因此粒子运动后所受的电场力随位移的增大而越来越小，因此电场强度越来越小，a项错误；由于只受电场力作用，因此动能与电势能的和是定值，但从b项和题图可以看出，不同位置的电势能与动能的和不是定值，b项错误；粒子受到的电场力随位移的增大而越来越小，因此加速度随位移的增大而越来越小，d项正确；若粒子的速度随位移的增大而均匀增大，则粒子的动能ekx2，结合题图和b项分析可知c错误。对点训练：电场力做功与功能关系9(2015洛阳名校联考)如图9所示，一个电量为q的点电荷甲，固定在绝缘水平面上的o点，另一个电量为q、质量为m的点电荷乙从a点以初速度v0沿它们的连线向甲运动，到b点时速度最小且为v，已知静电力常量为k，点电荷乙与水平面的动摩擦因数为，ab间距离为l，则以下说法不正确的是()图9a.ob间的距离为 b从a到b的过程中，电场力对点电荷乙做的功为wmglmv02mv2c从a到b的过程中，电场力对点电荷乙做的功为wmglmv2mv02d从a到b的过程中，乙的电势能减少解析：选ba做加速度逐渐减小的减速直线运动，到b点时速度最小，所受库仑力等于摩擦力，由mgk，解得ob间的距离为r ，选项a正确。从a到b的过程中，由动能定理，电场力对点电荷乙做的功为wmglmv2mv02，选项b不正确，c正确。从a到b的过程中，电场力做正功，乙的电势能减小，选项d正确。10(多选)(2015四川高考)如图10所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是o，最低点是p，直径mn水平，a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷)，b固定在m点，a从n点静止释放，沿半圆槽运动经过p点到达某点q(图中未画出)时速度为零，则小球a()图10a从n到q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小b从n到p的过程中，速率先增大后减小c从n到q的过程中，电势能一直增加d从p到q的过程中，动能减少量小于电势能增加量解析：选bc小球a从n点释放一直到达q点的过程中，a、b两球的距离一直减小，库仑力变大，a受重力不变，重力和库仑力的夹角从90一直减小，故合力变大，选项a错误；小球a从n到p的过程中，速度方向与重力和库仑力的合力方向的夹角由小于90到大于90，故库仑力与重力的合力先做正功后做负功，a球速率先增大后减小，选项b正确；小球a由n到q的过程中库仑力一直做负功，电势能一直增加，选项c正确；小球a从p到q的过程中，减少的动能转化为重力势能和电势能之和，故动能的减少量大于电势能的增加量，则选项d错误。对点训练：考点综合训练11. (多选)(2016洛阳模拟)空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度e随x变化的图像如图11所示，带电粒子在此空间只受电场力作用。下列说法中正确的是()图11a在x1处释放一带负电的粒子，它将沿x轴在x1与x1之间做往返运动b带负电的粒子以一定的速度由x1处沿x轴正方向运动到x1处，它在x1处的速度等于在x1处的速度c带正电的粒子以一定的速度由x1处沿x轴正方向运动的过程中，它的动能先增大后减小d带正电的粒子在x1处的电势能比在x2处的电势能小、与在x3处的电势能相等解析：选ab电场沿x轴对称分布，在x1处释放一带负电的粒子，它将沿x轴在x1与x1之间做往返运动，选项a正确。带负电的粒子以一定的速度由x1处沿x轴正方向运动到x1处，它在x1处的速度等于在x1处的速度，选项b正确。带正电的粒子以一定的速度由x1处沿x轴正方向运动的过程中，它的动能先减小后增大，选项c错误。从x1处到x3处，电场强度方向沿x轴，带正电的粒子从x1处到x3处，电场力一直做正功，电势能减小，所以带正电的粒子在x1处的电势能比x2处的电势能大、比x3处的电势能大，选项d错误。12.在一个水平面上建立x轴，在过原点o垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场，场强大小e6.0105 n/c，方向与x轴正方向相同。在o处放一个电荷量q5.0108 c、质量m1.0102 kg的绝缘物块，物块与水平面间的动摩擦因数0.20，沿x轴正方向给物块一个初速度v02.0 m/s，如图12所示，求物块最终停止时的位置。(g取10 m/s2)图12解析：物块先在电场中向右减速，设运动的位移为x1，由动能定理得(qemg)x10mv02，所以x1，代入数据得x10.4 m可知，当物块向右运动0.4 m时速度减为零，因物块所受的静电力fqe0.03 nffmg0.02 n，所以物块将沿x轴负方向加速，跨过o点之后在摩擦力作用下减速，最终停止在o点左侧某处，设该点距o点距离为x2，则对全过程由动能定理得mg(2x1x2)0mv02，解得x20.2 m。答案：o点左侧0.2 m处13. (2013全国卷)一电荷量为q(q0)、质量为m的带电粒子在匀强电场的作用下，在t0时由静止开始运动，场强随时间变化的规律如图13所示。不计重力。求在t0到tt的时间间隔内，图13(1)粒子位移的大小和方向；(2)粒子沿初始电场反方向运动的时间。解析：