【三维设计】高中物理 教师用书 第一章 第4节 应用创新演练 新人教版选修31.doc

【三维设计】2013高中物理 教师用书 第一章 第4节 应用创新演练 新人教版选修3-1随堂基础巩固1.关于同一电场的电场线，下列表述正确的是()a.电场线是客观存在的b.电场线越密，电场强度越小c.沿着电场线方向，电势越来越低d.电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小解析：电场是客观存在的，而电场线是假想的，a错；电场线越密的地方电场越强，b错；沿着电场线的方向电势逐渐降低，c对；负电荷沿着电场线方向移动时电场力做负功，电势能增加，d错。答案：c2.下列关于等势面的说法，正确的是()a.电荷在等势面上移动时，由于不受电场力作用，所以电场力不做功b.在同一个等势面上各点的电场强度大小相等c.两个不等电势的等势面可能相交d.若相邻两等势面的电势差相等，则等势面的疏密程度能反映电场强度的大小解析：电荷在等势面上移动时，静电力与等势面垂直，静电力不做功，a错误；在同一等势面上各点的电势相等，但电场强度大小不一定相等，b错误；等差等势面越密的地方，电场越强，d正确；等势面相交处其电势相等，故不等电势的等势面不可能相交，c错误。答案：d3.如图148所示，a、b为竖直向上的电场线上的两点，一带电质点在a点由静止释放，沿电场线方向向上运动，到b点恰好速度为零，下列说法中正确的是()a.带电质点在a、b两点受到的电场力都是竖直向上的b.a点的电势比b点的电势高图 148c.带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小d.a点的电场强度比b点的电场强度大解析：质点在a点由静止释放，沿电场线方向向上运动，说明电场力的方向一定向上，质点在a点受到的电场力大于重力，到b点恰好速度为零，说明质点的运动必是先加速后减速，可知质点在b点受到的电场力小于重力，由此可知eaeb，沿电场线方向电势一定降低，质点由a到b，电场力做正功，所以电势能减小。答案：abd4.如图149所示，电子在一条电场线上从a点运动到b点，电势能增加，试判定a、b两点电势高低。图 149解析：可用下面三种方法来分析：法一：利用电场线的方向来判断：由于电势能增加，电场力一定做负功，即电场力方向和电荷运动方向相反，从b指向a。而负电荷受电场力的方向和电场强度方向相反，电场强度方向应是由a指向b，因此电场线的方向是从a指向b。顺着电场线的方向电势越来越低，a点电势比b点电势高。法二：利用电场力做功公式来判断：由于电势能增加，电场力一定做负功，即wab为负值，而q是负电荷，即q为负值。由wabq(ab)得知ab0，故ab。法三：利用电势能判断：正电荷q为正值，在电势越高的地方电势能越大，而对负电荷q为负值，在电势越高的地方电势能越小，而本题已知条件是负电荷在a点电势能较小，a点电势高。答案：a点电势高课时跟踪训练(满分50分时间30分钟)一、选择题(本大题共8个小题，每小题5分，共计40分。每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.下列说法正确的是()a.将电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能一定增加b.将正电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能一定增加c.将负电荷由电势高的地方移到电势低的地方，电势能一定增加d.无论是正电荷还是负电荷，电场力做负功时电势能一定增加解析：由公式得epq，正电荷在电势越高的地方电势能越大，负电荷在电势越低的地方电势能越大。当把正电荷由电势高的地方移到电势低的地方时，电势能会减少，当把负电荷从电势高的地方移到电势低的地方时，电势能将增加，a错误，b、c正确；根据电场力做功与电势能变化的关系可知，当电场力做正功时，电势能减少，当电场力做负功时，电势能增加，d正确。答案：bcd2.某电场的电场线分布如图1所示，以下说法正确的是()图 1a.c点电场强度大于b点电场强度b.a点电势高于b点电势c.若将一试探电荷q由a点释放，它将沿电场线运动到b点d.若在d点再固定一点电荷q，将一试探电荷q由a移至b的过程中，电势能减小解析：根据电场线的疏密程度表示电场强度的大小可知c点的电场强度小于b点的电场强度，选项a错误；根据沿电场线方向电势逐渐降低可知a点电势高于b点电势，选项b正确；只有当电场线为直线时，试探电荷静止释放，才能沿电场线运动，所以选项c错误；若在d点再固定一点电荷q，将一试探电荷q由a移至b的过程中，电场力做正功，电势能减小，选项d正确。答案：bd3.如图2中虚线为匀强电场中的等势线，两粒子m、n质量相等，所带电荷的绝对值也相等。现将m、n从虚线上的o点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知o点电势高于c点。若不计重力，则()图 2a.m带负电荷，n带正电荷b.m带正电荷，n带负电荷c.n在从o点运动至a点的过程中电势降低d.m在o点和b点电势能相同解析：由o点电势高于c点电势知，电场强度方向垂直虚线向下，由两粒子运动轨迹的弯曲方向知n粒子所受电场力方向向上，m粒子所受电场力方向向下，故m粒子带正电，n粒子带负电，a、c错误，b正确，o、b两点位于同一等势线上，d正确。答案：bd4.如图3所示，在粗糙水平面上固定一点电荷q，在m点无初速度释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在点电荷q的电场中 图 3运动到n点静止，则从m点运动到n点的过程中()a.小物块所受静电力逐渐减小b.小物块具有的电势能逐渐减小c.m点的电势一定高于n点的电势d.小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功解析：小物块在从m到n运动过程中，一定受到向左的摩擦力，所以库仑力一定向右。随着由m到n运动，离电荷q距离越来越大，所以物块受到静电力即库仑力一定减小，a正确；由动能定理可得mgxwe0，即wemgx，静电力做正功，小物块具有的电势能减小，其减少量等于滑动摩擦力做功的值，b、d正确；因点电荷q的电性未知，因而不能判断m、n两点电势的高低，c错。答案：abd5.某带电粒子仅在电场力作用下由a点运动到b点，电场线、粒子在a点的初速度v0及运动轨迹如图4所示，可以判定()图 4a.粒子在a点的加速度小于它在b点的加速度b.粒子在a点的动能小于它在b点的动能c.粒子在a点的电势能小于它在b点的电势能d.电场中a点的电势低于b点的电势解析：由电场线的疏密可知电场强度ebea，所以粒子的加速度abaa，a项正确；由定性画出的等势面并根据沿电场线方向电势降低，可知电势ab，d项错；由粒子运动轨迹的弯曲趋向可知电场力做正功，所以动能增大、电势能减小，即ekbeka，epbepa，b项对，c项错。答案：ab6.如图5所示，虚线a、b、c代表静电场中的三个等势面，它们的电势分别为a、b和c，abc。一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如图中实线klmn所示。由图可知()图 5a.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：由a、b、c的关系可知，静电场是正的点电荷产生的电场，带电的粒子从k到l的过程中，粒子受到库仑斥力的作用，克服电场力做功，粒子动能减少，电势能增加；粒子从l到m的过程中，电场力做正功，粒子的动能增加，电势能减少，故正确答案为a、c。答案：ac7.质量为m的带电小球射入匀强电场后，以方向竖直向上、大小为2g的加速度向下运动，在小球下落h的过程中()a.小球的重力势能减少了2mghb.小球的动能减少了2mghc.电场力做负功2mghd.小球的电势能增加了3mgh解析：带电小球受到向上的静电力和向下的重力，据牛顿第二定律f合f电mg2mg，得f电3mg。在下落过程中静电力做功w电3mgh，重力做功wgmgh，总功ww电wg2mgh，根据做功与势能变化关系可判断：小球重力势能减少了mgh，电势能增加了3mgh；根据动能定理，小球的动能减小了2mgh。答案：bd8.a、b是一条电场线上的两点，若在a点释放一初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从a运动到b，其速度随时间变化的规律如图6乙所示。设a、b两点的电场强度分别为ea、eb，电势分别为a、b，则()图 6a.eaebb.eaebc.ab d.ab解析：由vt图线可看出，电子在电场力作用下做匀加速直线运动，其所受电场力是一恒力，该电场为匀强电场，a、b两点电场强度相等，a正确；电子所受电场力的方向与电场强度方向相反，所以电场线方向由b指向a，沿电场线方向电势降低，故b点电势高于a点电势，d正确。答案：ad二、非选择题(本题共1小题，共10分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)9. (10分)倾角为30的直角三角形底边长为2l，底边处在水平位置，斜边为光滑绝缘导轨，现在底边中点o固定一正电荷q，让一个质量为m的带正电的电荷q从斜面顶端a沿斜面滑下(不脱离斜面)。已测得它滑到斜边上的垂足d处的速度为v，加速度为a，方向沿斜面向下，问该质点滑到斜面底端c点时的速度和加速度各为多少？图 7解析：此题巧妙地将牛顿第二定律与电场力做功的特点结合在一起。正确应用牛顿第二定律和点电