（新课标）高考物理一轮总复习 课时跟踪训练20 第六章 静电场 第2讲 电场的能的性质（选修31）.doc

第2讲 电场的能的性质一、选择题1(2015新课标全国卷)如图，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()a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，电场力做负功解析因电子由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，根据wabuabq可知，umnump，即np，n、p在同一等势面上，在匀强电场中等势面是相互平行的直线，因直线c、d平行，故m、q也在同一等势面上，即mq，选项a错误；电子由m点分别运动到n点和p点电场力做负功，电场线与等势面垂直，故电场强度的方向为mn或qp，即mn，选项b正确；m、q在同一等势面上，电子由m点运动到q点电场力不做功，选项c错误；电子由p点运动到q点，逆着电场线运动，电场力做正功，选项d错误答案b2(2015福建福州期末)如图所示，甲、乙两图分别有等量同种的电荷a1、b1和等量异种的电荷a2、b2.在甲图电荷a1、b1的电场中，a1、o1、b1在点电荷a1、b1的连线上，c1、o1、d1在a1、b1连线的中垂线上，且o1a1o1b1o1c1o1d1；在乙图电荷a2、b2的电场中同样也存在这些点，它们分别用a2、o2、b2和c2、o2、d2表示，且o2a2o2b2o2c2o2d2.则()aa1、b1两点的场强相同，电势相同bc1、d1两点的场强相同，电势相同ca2、b2两点的场强相同，电势相同dc2、d2两点的场强相同，电势相同解析根据电场强度的叠加，等量同种电荷连线和中垂线上关于电荷连线中点对称的点，场强大小相等，方向相反，电势相同；等量异种电荷连线和中垂线上关于中点对称的点，场强大小相等，方向相同，连线上沿电场线方向电势逐渐降低，中垂线上各点电势相等选项d正确答案d3(多选)(2015江苏卷)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则()aa点的电场强度比b点的大ba点的电势比b点的高cc点的电场强度比d点的大dc点的电势比d点的低解析在同一电场中电场线的疏密表示电场强度的大小，题图中a点电场线较b点密集，则a点电场强度较大，选项a正确；电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面，则图中a点电势比b点的低，选项b错误；因为两负电荷在c点产生合电场强度为零，故c点的场强等于正电荷单独产生的场强的大小，在d点两负电荷的合场强与正电荷的场强方向相反，并且电场线方向向外，所以d点的场强小于c点的场强，故选项c正确；电场线密集处等势面也密集，围绕正电荷画出等势面，可以判断d点电势高于c点电势，选项d正确答案acd4(2015江西重点中学十校联考)如图所示，在一个匀强电场中有一个四边形abcd，m为ad的中点，n为bc的中点，一个电荷量为3.0107 c带正电的粒子，从a点移动到b点，电场力做功为wab3.0108 j；将该粒子从d点移动到c点，电场力做功为wdc5.0108 j下列说法正确的是()aa、b两点之间的电势差为10 vb若将该粒子从m点移动到n点，电场力做功wmn4.0108 jc若将该粒子从m点移动到n点，电场力做功wmn8.0108 jd若a、b之间的距离为1 cm，该电场的场强一定是e10 v/m解析uab v0.1 v，故a错误因为是匀强电场，在同一条电场线上，m点的电势是a、d两点电势的平均值；n点的电势是b、c两点电势的平均值，即m，n，所以wmnqumnq(mn)q4108 j，故b正确，c错误a、b两点之间的电势差为0.1 v，但电场方向不一定沿着ab方向，故d错误答案b5(2016安徽示范高中月考)如图所示，空间有一正三棱锥oabc，点a、b、c分别是三侧棱的中点，在顶点o固定一点电荷，下列说法正确的是()a电势aab电势差|uoa|uaa|cabc平面不是等势面da、b、c三点的电场强度相同解析由于不知点电荷的电性，所以无法判断a和a两点的电势高低，选项a错误；离电荷越远，电场越弱，由ued可知，相等长度上的电势差越小，选项b错误；到点电荷距离相等的点电势相等，虽然a、b、c三点等势，但该平面上其他的点与它们电势并不相等，选项c正确；a、b、c三点的场强大小相等，方向不同，选项d错误答案c6(2016山西师大附中期中)电场强度方向与x轴平行的静电场，其电势随x的分布如图所示，一质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，以初速度v0从o点(x0)沿x轴正方向进入电场下列叙述正确的是()a粒子从o点运动到x3点的过程中，在x2点速度最大b粒子从x1点运动到x3点的过程中，电势能先减小后增大c要使粒子能运动到x4处，粒子的初速度v0至少为2d若v02，则粒子在运动过程中的最大动能为3q0解析粒子从o运动到x1的过程中，电势升高，场强方向沿x轴负方向，粒子所受的电场力方向也沿x轴负方向，粒子做减速运动粒子从x1运动到x3的过程中，电势不断降低，根据正电荷在电势高处电势能大可知，粒子的电势能不断减小，动能不断增大，故在x3点速度最大，故a、b错误根据电场力和运动的对称性可知，粒子如能运动到x1处，就能到达x4处，当粒子恰好运动到x1处时，由动能定理得q(00)0mv，解得v0，要使粒子能运动到x4处，粒子的初速度v0至少为，故c错误若v02，粒子运动到x3处电势能最小，动能最大，由动能定理得q0(0)mvmv，解得最大动能为mv3q0，故d正确答案d7(多选)(2015河北百校联盟质检)如图所示，a、b、c、d位于同一半径为r的竖直圆上，且abcd，在c点有一固定点电荷，电荷量为q，现从a点将一质量为m、电荷量为q的带电小球由静止释放，该小球沿光滑绝缘轨道adb运动到d点时速度为4.规定电场中b点的电势为零，则在q形成的电场中()aa点电势高于d点电势bd点电势为co点电场强度大小是a点的倍d小球在d点具有的电势能为7mgr解析沿着电场线的方向电势降低，而电场线会聚于负电荷，则a点电势低于d点电势，故a错误；q电荷从a运动到d，根据动能定理有mgrw电m(4)20，解得w电7mgr，规定电场中b点的电势为零，因由d到b点电场力做负功，则电势能增大，因此d点的电势能为epd7mgr，则d，故b、d正确；根据点电荷电场强度公式e，电场强度的大小与间距的平方成反比，可知o点电场强度大小是a点的2倍，故c错误答案bd8(多选)(2015河南洛阳二模)如图所示，匀强电场中的pab平面平行于电场方向，c点为ab的中点，d点为pb的中点将一个带电粒子从p点移动到a点，电场力做功wpa1.6108 j；将该粒子从p点移动到b点，电场力做功wpb3.2108 j则下列说法正确的是()a直线pc为等势线b直线ad为等势线c若将该粒子从b点移动到a点，电场力做的功wba1.6108 jd若将该粒子从p点移动到c点，电场力做的功wpc2.4108 j解析由upa，upb，代入数据可知upaupb，所以a、d两点等势，选项a错误，b正确；upauba，将该粒子从b点移动到a点，电场力做的功wba1.6108 j，c错误；upaupdudb2udc，解得upcupa，所以将该粒子从p移动到c电场力做的功wpcwpa2.4108 j，d正确答案bd9(多选)(2015广东梅州一模)m、n是某电场中一条电场线上的两点，若在m点释放一个初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线由m点运动到n点，其电势能随位移变化的关系如图所示，则下列说法正确的是()a电子运动的轨迹为直线b该电场是匀强电场c电子在n点的加速度小于在m点的加速度d电子在n点的动能小于在m点的动能解析电子初速度为零，且沿着电场线运动，其轨迹一定为直线，故a正确；电子通过相同位移时，电势能的减小量越来越小，说明电场力做功越来越小，由wfs可知，电子所受的电场力越来越小，场强减小，不可能是匀强电场，故b错误；由于epx图线的斜率表示电场力的大小，根据图象可知，电子受到的电场力越来越小，电子做加速度逐渐减小的加速运动，c正确；电子从m运动到n过程中只受电场力，电势能减小，电场力做正功，则动能增加，因此在n点的动能大于在m点的动能，故d错误答案ac10(多选)(2015江苏苏锡常镇四市调研)沿电场中某条直线电场线方向建立x轴，该电场线上各点电场强度e随x的变化规律如图所示，坐标点0、x1、x2和x3分别与x轴上o、a、b、c四点相对应，相邻两点间距相等一个带正电的粒子从o点附近由静止释放，运动到a点处的动能为ek，仅考虑电场力作用，则()a从o点到c点，电势先升高后降低b粒子先做匀加速运动，后做变加速运动c粒子在ab段电势能变化量大于bc段的电势能变化量d粒子运动到c点时动能小于3ek解析电场强度的方向向右，从o点到c点，沿电场方向电势逐渐降低，a错误；电场强度先增大后减小，所以粒子先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的加速运动，b错误；epeqx，ex图象与x轴围成的图形的面积大小可以反映电势差变化量的大小，c正确；对从o到a由动能定理得w1ek0，对从o到c由动能定理得w2ekc0，由图象可知w23w1，所以粒子运动到c点时动能小于3ek，d正确答案cd二、非选择题11(2015潍坊模拟)如图所示，带电荷量为q的正点电荷固定在倾角为30的光滑绝缘斜面底部的c点，斜面上有a、b两点，且a、b和c在同一直线上，a和c相距为l，b为ac中点现将一带电小球从a点由静止释放，当带电小球运动到b点时速度恰好为零已知带电小球在a点处的加速度大小为，静电力常量为k，求：(1)小球运动到b点时的加速度大小；(2)b和a两点间的电势差(用q和l表示)解析(1)带电小球在a点时：mgsin30kmaa带电小球在b点时：mgsin30mab且aa可解得：ab.(2)由a点到b点应用动能定理得：mgsin30ubaq0由mgsin30kmaam可得：mgk可求得：uba.答案(1)(2)12(2015上海市虹口区一模)在绝缘粗糙的水平面上相距为6l的a、b两处分别固定电量不等的正电荷，两电荷的位置坐标如下图甲所示，已知b处电荷的电量为q.图乙是ab连线之间的电势与位置x之间的关系图象，图中xl点为图线的最低点，x2l处的纵坐标0，x0处的纵坐标0，x2l处的纵坐标0.若在x2l的c点由静止释放一个质量为m、电量为q的带电物块(可视为质点)，物块随即向右运动求：(1)固定在a处的电荷的电量qa.(2)为了使小物块能够到达x2l处，试讨论小物块与水平面间的动摩擦因数所满足的条件(3)若小物块与水平面间的动摩擦因数，小物块运动到何处时速度最大？并求最大速度vm.(4)试画出取值不同的情况下，物块在ab之间运动大致的速度时间关系图象解析(1)由图乙得，xl点为图线的最低点，切线斜率为零，即合电场强度e合0所以得，解得q