【全程复习方略】（安徽专用）高中物理 第七章 第2讲 电场能的性质的描述课时提升作业 新人教版.doc

第七章 第2讲 电场能的性质的描述 (40分钟 100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。每小题只有一个答案正确)1.(2013济南模拟)电工穿的高压作业服是用铜丝编织的,下列说法正确的是()a.铜丝编织的衣服不易拉破b.电工被铜丝衣服所包裹,使体内电势为零c.电工被铜丝衣服所包裹,使体内场强为零d.铜丝电阻小,能对人体起到保护作用2.(2013福州模拟)如图所示,虚线是某一静电场的一簇等势线及其电势值,一带电粒子只在电场力的作用下飞经该电场时,恰能沿图中的实线从a点飞到b点,则下列判断正确的是()a.该粒子带负电b.a点的场强大于b点的场强c.粒子在a点的电势能大于在b点的电势能d.粒子在a点的动能小于在b点的动能3.(2013吉安模拟)空间有一匀强电场,在电场中建立如图所示的直角坐标系o-xyz,m、n、p为电场中的三个点,m点的坐标为(0,a,0),n点的坐标为(a,0,0),p点的坐标为(a,a2,a2)。已知电场方向平行于直线mn,m点电势为0,n点电势为1v,则p点的电势为()a.22vb.32vc.14vd.34v4.(2010安徽高考)如图所示,在xoy平面内有一个以o为圆心、半径r=0.1m的圆,p为圆周上的一点,o、p两点连线与x轴正方向的夹角为。若空间存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小e=100v/m,则o、p两点的电势差可表示为()a.uop=-10sin(v)b.uop=10sin(v)c.uop=-10cos(v)d.uop=10cos(v)5.真空中一点电荷形成的电场中的部分电场线如图所示,分别标记为1、2、3、4、5,且1、2和5、4分别关于3对称。以电场线3上的某点为圆心画一个圆,圆与各电场线的交点分别为a、b、c、d、e,则下列说法中正确的是()a.电场强度ea=ecb.电势bdc.将一正电荷由a点移到d点,电场力做正功d.将一负电荷由b点移到e点,电势能增大6.(2013嘉定区模拟)如图所示,在粗糙水平面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。由静止释放后,两个物块向相反方向运动,并最终停止。在物块运动过程中,下列表述正确的是()a.两个物块的机械能守恒b.物块受到的库仑力不做功c.两个物块的电势能逐渐减少d.物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力7.(2012广东高考改编)如图所示是静电矿料分选器的原理示意图,带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后,分落在收集板中央的两侧,对矿粉分离的过程,下列表述正确的有()a.带正电的矿粉落在右侧b.电场力对矿粉做负功c.带负电的矿粉电势能变大d.带正电的矿粉电势能变小8.(2011山东高考)如图所示,在两等量异种点电荷的电场中,mn为两电荷连线的中垂线,a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线,且a与c关于mn对称,b点位于mn上,d点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是()a.b点场强大于d点场强b.b点场强小于d点场强c.a、b两点的电势差大于b、c两点的电势差d.试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能9.(2013亳州模拟)如图,绝缘弹簧的下端固定在斜面底端,弹簧与斜面平行且初始长度为自然长度,带电小球q(可视为质点)固定在光滑斜面的m点,处于通过弹簧中心的直线ab上。现将小球p(也视为质点)从直线ab上的n点由静止释放,设小球p与q电性相同,则小球从释放到运动至最低点的过程中,下列说法正确的是()a.小球p的速度一直增大b.小球p的速度最大时所受合力为零c.小球p的重力势能与电势能的和一直不变d.小球所受重力、弹簧弹力和库仑力做功的代数和等于电势能的变化量的大小10.如图甲所示,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()a.电子做曲线运动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二、计算题(本大题共2小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(15分)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点时速度正好又为零。已知带电小球在a点处的加速度大小为g4,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)。12.(能力挑战题)(15分)如图所示,有三根长度均为l=0.3m的不可伸长的绝缘细线,其中两根的一端分别固定在天花板上的p、q点,另一端分别拴有质量均为m=0.12kg的带电小球a和b,其中a球带正电,电荷量为q=310-6c。a、b之间用第三根线连接起来。在水平向左的匀强电场e作用下,a、b保持静止,悬线仍处于竖直方向,且a、b间细线恰好伸直。(静电力常量k=9109nm2/c2,取g=10m/s2)(1)此匀强电场的电场强度e为多大;(2)现将pa之间的线烧断,由于有空气阻力,a、b球最后会达到新的平衡位置。求此时细线qb所受的拉力ft的大小,并求出a、b间细线与竖直方向的夹角;(3)求a球的电势能与烧断前相比改变了多少(不计b球所带电荷对匀强电场的影响)。答案解析1.【解析】选c。金属网能起到屏蔽外部电场的作用,网内的人体相当于一个等势体,内部场强为零,对电工起到安全保护作用,故本题选c。2.【解析】选b。由于电场线是从电势高的等势面指向电势低的等势面,所以可以判断出此电场是由负电荷所产生的,位置大约在a点左上方,由粒子轨迹的弯曲方向可判断该粒子带正电,由a到b电场力做负功,电势能增大,动能减小,故本题只有b对。【变式备选】如图所示,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点是轨迹的最右点。不计重力,下列表述正确的是()a.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】选c。根据做曲线运动的物体所受合力指向轨迹的凹侧的特点,再结合电场力的特点可知粒子带负电,即受到的电场力方向与电场线方向相反,b错;从n点到m点电场力做负功,粒子做减速运动,电势能增加,当达到m点后电场力做正功,粒子做加速运动,电势能减小,则粒子在m点的速度最小,a、d错;在整个过程中粒子只受电场力,根据牛顿第二定律可知加速度不变,c正确。3.【解析】选d。将立体图画成平面图,如图所示,p为p在xoy平面上的投影,p为p在mn上的投影,p与p、p具有相等的电势,可见p点沿电场线方向为mn的四等分点,p点的电势为34v,故p点的电势为34v,a、b、c错误,d正确。4.【解析】选a。由于沿电场线方向电势降低,所以o点的电势比p点的电势低,由u=ed可知,uop=-ersin=-10sin(v),故a正确。5.【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)等势面与电场线垂直,题图中的圆不是等势面。(2)沿电场线方向,等势面的电势逐渐降低。【解析】选d。由点电荷电场分布特点可知,以点电荷为圆心的圆上各点的电势和场强大小均相等,沿题图所示的电场方向,等势面的电势越来越低,电场线越来越密,故eaec,a错误;b=d,b错误;uad0,正电荷由a点移到d点时,wad=uadq0,负电荷由b点移到e点时,wbe=ube(-q)0,即电场力做负功,电势能增大,d正确。6.【解析】选c。物块在运动过程中有电场力做功和克服摩擦力做功,故机械能不守恒,所以a、b均错误。由于电场力对物块均做正功,所以两物块的电势能均减小,故c正确。开始运动时,库仑力大于摩擦力,随着两物块距离的增大,库仑力减小,之后摩擦力大于库仑力,物块静止时库仑力等于摩擦力,故d错误。7.【解题指南】本题需从正、负电荷在电场中受力及电场力做功与电势能之间的关系中寻找解题依据。【解析】选d。由图可知匀强电场的方向水平向左,故带正电的矿粉受水平向左的电场力作用而落在左侧,a错。在带正电的矿粉下落的过程中,由于受到向左的电场力作用而向左运动,故电场力对带正电的矿粉做正功,该种矿粉的电势能减小,d正确。对于带负电的矿粉而言,由于受到水平向右的电场力作用而向右运动,在运动过程中电场力对其做正功,电势能减小,b、c错。8.【解析】选b。对于等量异种点电荷所形成的电场中每一个位置处的电场强度都是两个电荷形成的电场相叠加的结果,在mn直线上在两电荷中点处的场强最大,在两点电荷连线上,中点场强最小(在电场线分布稠密的地方电场较强)。可以判断b正确,a错误。电势差是电势的差值,由题意可知mn是两个电荷连线的中垂线,故c错误。把正电荷从a点移到c点,电场力做正功,电荷的电势能减小,d错误。9.【解析】选b。小球p接触弹簧前做加速度减小的加速运动,接触弹簧后先做加速度减小的加速运动,后做加速度增大的减速运动,合力为零时速度最大,a错,b对;运动过程中小球重力势能、电势能、动能和弹簧弹性势能之和不变,c错;小球库仑力做功的大小等于电势能的减少量,d错。10.【解析】选d。由题图乙可知,沿x轴正方向电势越来越高,故电场线方向沿x轴负方向,电子受到的电场力沿x轴正方向,故电子将沿ox方向运动,电子的电势能将减小,a、b错误;因电势随x的增大,其变化率先减小后增大,故沿x轴正方向,电场强度先减小后增大,电子运动的加速度先减小后增大,d正确,c错误。【总结提升】由-x图像分析场强、电势的大小关系(1)在-x图像中可以直接判断各点电势的大小,并可根据电势大小关系确定电场强度的方向。(2)电场强度的大小等于-x图线的斜率大小,电场强度为零处,-x图线存在极值,其切线的斜率为零。(3)在-x图像中分析移动电荷时电势能的变化,可用wab=quab,分析wab的正负,然后作出判断。11.【解析】(1)带电小球在a点时:mgsin30-kqql2=maa。(3分)带电小球在b点时:kqq(l2)2-mgsin30=mab(3分)且aa=g4可解得:ab=g2(1分)(2)由a点到b点应用动能定理得:mgsin30l2-ubaq=0。(3分)由mgsin30-kqql2=maa=mg4可得:14mg=kqql2(3分)可求得:uba=kql(2分)答案：(1)g2(2)kql12.【解析】(1)b球水平方向合力为零,则有qbe=kqqbl2(2分)所以e=kql2=9109310-60.32n/c=3105n/c(2分