092课下作业210.doc

课下作业(二十三)电场的能的性质(时间：45分钟满分：100分)一、选择题(本大题共9个小题，共63分，每小题至少有一个选项正确，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)1在地面上空中有方向未知的匀强电场，一带电量为q的小球以某一速度由M点沿如图1所示的轨迹运动到N点由此可知()图1A小球所受的电场力一定大于重力B小球的动能、电势能和重力势能之和保持不变C小球的机械能保持不变D小球的动能一定减小解析：选AB.由题图示的轨迹可知，小球所受的合外力向上或左上方，所以小球所受的电场力一定大于重力；小球以某一速度由M点沿图示轨迹运动到N点的过程中，仅受电场力和重力作用，其小球的动能、电势能和重力势能之和保持不变，但机械能不守恒若小球所受的合外力(重力和电场力的合力)向上，则小球的动能增加；若小球所受的合外力(重力和电场力的合力)向左上方，则小球的动能可能减小2.如图2所示，A、B两点各放一电荷量均为Q的等量异种电荷，有一竖直放置的光滑绝缘细杆在两电荷连线的垂直平分线上，a、b、c是杆上的三点，且abbcl，b、c关于两电荷连线对称质量为m、带正电荷q的小环套在细杆上，自a点由静止释放，则()图2A小环通过b点时速度为B小环通过c点时速度为C小环从b到c速度可能先减小后增大D小环做匀加速直线运动解析：选AD.中垂线上各点的合场强均为水平向右，与环的运动方向垂直不做功，故小环做自由落体运动3. (2011年北黄理综卷)如图3所示，实线为某点电荷产生的一条方向未知的电场线，a、b两带电粒子从电场中的O点以相同的初动能飞入仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图中虚线所示，则下列说法正确的是()图3Aa一定带正电，b一定带负电Ba加速度减小，b加速度增大Ca电势能减小，b电势能增大Da和b的动能一定都增大解析：选D.因为该条电场线方向与电荷的电性不确定，所以从图象无法判定a、b两带电粒子的电性与加速度的变化，故选项A、B错误；根据a、b两带电粒子在电场中的运动轨迹特点易知电场力对a、b两带电粒子做正功，电势能都减小，动能都增加，选项C错误，D正确4如图4甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势随x变化的情况如图4乙所示，若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则()图4A电子将沿Ox方向运动B电子的电势能将增大C电子运动的加速度恒定D电子运动的加速度先减小后增大解析：选AD.由题图甲可知O点右边的电势大于O点的电势，故电场线沿Ox的反方向，在O点静止释放电子，且电子仅受电场力作用时，电子将沿Ox方向运动，A正确；电场力做正功，电势能减小，B错；从图乙可知电势在相同距离的变化量先减小后增大，故电场强度先减小后增大，故电子运动的加速度先减小后增大，C错，D正确。5. (2011年荆州模拟)在AB、AC、CD、DB的中点分别放等量的正电荷和负电荷，若取无穷远处电势为零(ABDC和abdc均为正方形)，则下列说法中正确的是()图5AO点的电场强度和电势均为零B把一电荷从b点移到c点电场力做功为零C同一电荷在a、d两点所受电场力不相同D若a点的电势为，则a、d两点间的电势差为2解析：选BD.经分析可知，O点的电势为0，但电场强度不为0，则A错，bOc是等势线，a、d关于bc对称，UaOUOd，电场力的大小和方向都相同，则B、D正确，C错误6有一个点电荷只受电场力的作用，分别从两电场中的a点由静止释放，在它沿直线运动到b点的过程中，动能Ek随位移x变化的关系图象如图6所示中的图线则下列说法正确的是()图6A正电荷在A图电场中从a点由静止释放，沿直线运动到b点的过程中，对应的图线是B负电荷在B图电场中从a点由静止释放，沿直线运动到b点的过程中，对应的图线是C负电荷在C图电场中从a点由静止释放，沿直线运动到b点的过程中，对应的图线是D负电荷在D图电场中从a点由静止释放，沿直线运动到b点的过程中，对应的图线是解析：选ABC.从图中不难看出分匀强电场和非匀强电场，点电荷在匀强电场中由动能定理得EkqEx，即点电荷动能与其位移成正比，图线如所示，结合点电荷受力与场强方向，故A、B正确；在非匀强电场中，由于场强E的变化，使得点电荷动能与其位移不再成正比，由图线可知点电荷动能随位移的增大而增大，并且变化得越来越快，即场强E越来越大，因此C正确，D错误7. (2011年兰州六校联考)如图7所示，圆O在匀强电场中，场强方向与圆O所在平面平行，带正电q的微粒(不计重力)以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域中，只在电场力作用下运动，从圆周上不同点离开圆形区域，其中从C点离开圆形区域的带电微粒的动能最大，图中O是圆心，AB是圆O的直径，AC是与AB成角的弦，则()图7A匀强电场沿AB方向，微粒从A到B电场力做的功等于微粒动能的变化B匀强电场沿AC方向，微粒从A到C电场力做的功等于微粒动能的变化C匀强电场沿BC方向，AC为等势面，微粒从A到C电场力做功为零D匀强电场沿OC方向，微粒从A到C电场力做的功等于微粒动能的变化解析：选D.因为带电粒子只在电场力作用下运动其动能与电势能之和保持不变，由带正电的微粒以相同的初动能沿着各个方向从A点进入圆形区域中，只在电场力作用下运动，从圆周上不同点离开圆形区域，其中从C点离开圆形区域的带电微粒的动能最大可知微粒在C点的电势能最小，C点电势最低，所以匀强电场的方向沿OC方向由动能定理可知，微粒从A到C电场力做的功等于微粒动能的变化8.一带电质点在电场中仅在电场力作用下，从A点运动到B点，速度大小随时间变化的图象如图8所示，tA、tB分别是带电质点在A、B两点对应的时刻，则下列说法中正确的有()图8AA处的场强一定小于B处的场强BA处的电势一定高于B处的电势C电荷在A处的电势能一定小于在B处的电势能DA至B过程中，电场力一定对电荷做正功解析：选AD.由vt图线可知atBatA，由a可知EBEA，A正确；由W电UABqmvB2mvA2可知，质点由A至B的过程中，电场力做正功，电势能减小，故C错误，D正确；因不知q的正负，故无法比较A、B的大小关系，B错误9如图9所示，在粗糙的斜面上固定一点电荷Q，在M点无初速度地释放带有恒定电荷的小物块，小物块在Q的电场中沿斜面运动到N点静止，则从M到N的过程中()图9A小物块所受的电场力减小B小物块的电势能可能增加C小物块电势能变化量的大小一定小于克服摩擦力做的功DM点的电势一定高于N点的电势解析：选AC.Q为点电荷，由于M点距点电荷Q的距离比N点小，所以小物块在N点受到的电场力小于在M点受到的电场力，选项A正确由小物块的初、末状态可知，小物块从M到N的过程先加速再减速，而重力和摩擦力均为恒力，所以电荷间的库仑力为斥力，电场力做正功，电势能减小，选项B错误由功能关系可知，克服摩擦力做的功等于电势能的减少量和重力势能的减少量之和，故选项C正确因不知Q和物块的电性，无法判断电势高低，选项D错误二、计算题(本大题共2个小题，共37分解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 10(18分)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10所示(g取10 m/s2)试求：图10(1)物块向右运动的最大距离；(2)物块最终停止的位置解：(1)设物块向右运动的最大距离为xm ，由动能定理得：mgxmE|q|xm0mv02可求得：xm0.4 m.(2)因Eqmg，物块不可能停止在O点右侧，设最终停在O点左侧且离O点为x处由动能定理得：E|q|xmmg(xmx)0，可得：x0.2 m.11(19分)(2012年金榜预测题)如图11所示，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45角的绝缘直杆AC，其下端(C端)距地面高度h0.8 m有一质量500 g的带电小环套在直杆上，正以某一速度，沿杆匀速下滑，小环离开杆后正好通过C端的正下方P点处(g取10 m/s2)求：图11(1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向；(2)小环在直杆上匀速运动速度的大小v0；(3)小环运动到P点的动能解：(1)小环在直杆上的受力情况如图所示，由平衡条件得：mgsin 45E