高考物理一轮复习 第6章 静电场 第2讲 电场能的性质课时作业 新人教版.doc

电场能的性质一、选择题(16题为单选题，710题为多选题)1(2014江苏物理)如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直于环面且过圆心o。下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是()ao点的电场强度为零，电势最低bo点的电场强度为零，电势最高c从o点沿x轴正方向，电场强度减小，电势升高d从o点沿x轴正方向，电场强度增大，电势降低答案：b解析：考查带电圆环周围的电场强度和电势的变化关系。确题的关键是要应用电场强度的矢量性和电势变化与电场强度的关系进行分析。将圆环看作是由许许多多的点电荷组成，根据电场强度的合成可知，o点电场强度为零，圆环带正电荷，根据正电荷周围电势变化关系，再结合对称性可知，o点电势最高，故选项a错误，b正确；从o点沿x轴正方向，一定有一个电场强度最大的位置，故电场强度先大后小，电势一直降低，选项c、d均错误。把非点电荷无限分割，变成能够应用点电荷规律来分析的题目是电场中经常采用的一种方法。2.如图所示，高速运动的粒子被位于o点的重原子核散射，实线表示粒子运动的轨迹，m、n和q为轨迹上的三点，n点离核最近，q点比m点离核更远，则()a粒子在m点的速率比在q点的大b三点中，粒子在n点的电势能最大c在重核产生的电场中，m点的电势比q点的低d粒子从m点运动到q点，电场力对它做的总功为负功答案：b解析：由题图粒子的运动轨迹可知，粒子受重原子核的斥力作用而运动，故重核带正电，周围电势为正；因q点比m点离核更远，故粒子从m到q，电场力做正功，动能增大，速度增大，a、d均错；n点离核最近，电势能最大，b对；沿电场线方向，电势降低，故m点比q点电势高，c错。3如图，在点电荷q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于a、b两点，虚线为等势线。取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是()aa点电势大于b点电势ba、b两点的电场强度相等cq1的电荷量小于q2的电荷量dq1在a点的电势能小于q2在b点的电势能答案：c解析：根据题意“外力克服电场力做功”可知电场力做负功，点电荷q带负电，电场线指向q，根据“沿着电场线电势逐渐降低”可知b点的电势高于a点的电势，选项a错误；根据场强e可知，距离q较近的a点的电场强度较大，选项b错误；根据“电荷在某点的电势能等于把电荷从该点移到零电势能点的过程中电场力做的功”可知，两个电荷在两点的电势能相等，选项d错误根据电势，ba可知，q1的电荷量小于q2的电荷量，选项c正确。4(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的关系如图所示，下列图象中合理的是()答案：d解析：根据电场力做功与电势能的关系：w电epepoep，则epepow电，则粒子的电势能随位移变化的图象斜率绝对值对应粒子所受的静电力大小，故可知电场力、电场强度及粒子的加速度大小随位移的增加而减小，所以选项a错误，选项d正确；根据动能定理有w电ek0，则ekw电，则粒子的动能随位移变化的斜率绝对值对应电场力的大小，故选项b错误；粒子沿x轴的运动是一个加速度减小的加速运动，故速度与位移不是线性关系，选项c错误。5. (2016陕西省咸阳市模拟)两异种点电荷电场中的部分等势面如图所示，已知a点电势高于b点电势。若位于a、b处点电荷的电荷量大小分别为qa和qb，则()aa处为正电荷，qaqb ba处为正电荷，qaqbca处为负电荷，qaqb da处为负电荷，qaqb答案：b解析：根据a点电势高于b点电势可知，a处为正电荷，a电荷处的等势面比b电荷处的等势面密，所以qaqb，选项b正确。6(2016洛阳模拟)两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有a、b、c三点，如图甲所示。一个电量为2c，质量为1kg的小物块从c点静止释放，其运动的vt图象如图乙所示，其中b点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)。则下列说法正确的()ab点为中垂线上电场强度最大的点，场强e2v/mb由c到a的过程中物块的电势能先减小后变大c由c点到a点的过程中，电势逐渐升高dab两点电势差uab5v答案：d解析：a据vt图可知带电粒子在b点的加速度最大为2m/s2，所受的电场力最大为2n，据e知，b点的场强最大为1n/c，故a错误。b据vt图可知带电粒子的速度增大，电场力做正功，电势能减小，故b错误。c据两个等量的同种正电荷，其连线中垂线上电场强度方向由0点沿中垂线指向外侧，故由c点到a点的过程中电势逐渐减小，故c错误。d据vt图可知a、b两点的速度，在根据动能定理得电场力做的功wba10j，再用uab5v，故d正确。7.如图所示，有一对等量异种电荷分别位于空间中的a点和f点，以a点和f点为顶点作一正立方体。现在各顶点间移动一试探电荷，关于试探电荷受电场力和具有的电势能，以下判断正确的是()a在b点和d点受力大小相等，方向不同b在c点和h点受力大小相等，方向相同c在b点和d点电势能相等d在c点和h点电势能相等答案：abc解析：根据对称性和等量异种电荷周围电场线的分布特点可知，试探电荷在b点和d点受力大小相等，方向不同，在c点和h点受力大小相等，方向相同，所以选项a、b正确；因为b点和d点到两个场源电荷的距离都一样，所以试探电荷在b点和d点电势能相等，选项c正确；c点离场源正电荷较h点远，所以试探电荷在c点和h点电势能不相等，或者根据等量异种电荷周围等势面的分布特点可知，中垂面是等势面，而c点和h点分居中垂面的两侧，它们的电势肯定不等，所以选项d错误。8如图所示，a、b、c是匀强电场中平行于电场线的某一平面上的三个点，各点的电势分别为a5v，b2v，c3v，h、f三等分ab，g为ac的中点，在下列各示意图中，能正确表示该电场强度方向的是()答案：bc解析：匀强电场中将任一线段等分，则电势差等分。把ab等分为三段，ab间电压为3v，别每等分电压为1v，h点电势为4v，f点电势为3v，将fc相连，则fc为等势线，电场线垂直于fc，从高电势指向低电势，c正确；把ac相连，分为两份，ac电压为2v，则g点电势为4v，gh为等势线，电场线垂直于gh，从高电势指向低电势，b正确。9(2015广东湛江一模)如图所示，p、q为固定的等量正点电荷，在连线的中垂线上某处b静止释放一带负电的粒子，重力不计，则下列说法正确的是()a中垂线为等势线b粒子由b运动到o点时，速度最大c粒子由b运动至o点过程，电势能减小d粒子由b运动至o点过程，电场力增大答案：bc解析：等量异种点电荷的中垂线是一等势线，而这是等量同种点电荷，故a错误；带负电的粒子在从b到o的过程中，所受的电场力方向竖直向下，做加速运动，所以速度越来越大，到b点加速度等于零，速度达到最大，此过程中动能越来越大，电势能越来越小，b、c正确。由b运动至o点过程，电场强度可能先增大后减小，也可能是一直减小，因此电场力无法确定大小，d错误。10.如图所示，在竖直平面内，带等量同种电荷的小球a、b，带电荷量为q(qo)，质量都为m，小球可当作质点处理。现固定b球，在b球正上方足够高的地方由静止释放a球，则从释放a球开始到a球运动到最低点的过程中()a小球a的动能不断增大b小球a的加速度不断减小c小球a的机械能不断减小d小球a的电势能不断增大答案：cd解析：释放a球后，由牛顿第二定律有mgkma，可知小球a先做加速度减小的加速运动，当mgk时，小球a加速度减为零，此后小球a做加速度增大的减速运动，选项a、b错误；小球a下降过程中，电场力一直做负功，小球a的机械能不断减小，电势能不断增大，选项c、d正确。二、非选择题11. (2015西安模拟)如图所示，在o点放置一个正电荷，在过o点的竖直平面内的a点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m、电荷量为q。小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以o为圆心、r为半径的圆(图中实线表示)相交于b、c两点，o、c在同一水平线上，boc30，a距离oc的竖直高度为h。若小球通过b点的速度为v，试求：(1)小球通过c点的速度大小。(2)小球由a到c的过程中电势能的增加量。答案：(1)(2)mghmv2mgr解析：(1)因b、c两点电势相等，小球由b到c只有重力做功，由动能定理得：mgrsin30mvmv2得：vc。(2)由a到c应用动能定理得：wacmghmv0得：wacmvmghmv2mgrmgh。由电势能变化与电场力做功的关系得：epwacmghmv2mgr。12(2016山东淄博模拟)如图，匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行。a、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行。一电荷量为q(q0)的质点沿轨道内侧运动，经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为na和nb。不计重力，求电场强度的大小e、质点经过a点和b点时的动能。答案：e(nbna)eka(nb5na)ekb(5nbna)解析：质点所受电场力的大小为fqe设质点质量为m，经过a点和b点时的速度大小分别为va和vb，由牛顿第二定律有fnamnbfm设质点经过a点和b点时的动能分别为eka和ekb，有ekamvekbmv根据动能定理有ekbeka2rf联立式得e(nbna)eka(nb5na)ekb(5nbna)13(2016上海市七校模拟)如图(a)所示，倾角30的光滑固定斜杆底端固定一电量为q2104c的正点电荷，将一带正电小球(可视为点电荷)从斜杆的底端(但与q未接触)静止释放，小球沿斜杆向上滑动过程中能量随位移的变化图像如图(b)所示，其中线1为重力势能随位移变化图像，线2为动能随位移变化图像(静电力恒量k9109nm2/c2)则：(1)请描述小球向上运动过程中的速度与加速度的变化情况；(2)求小球的质量m和电量q；(3)求斜杆底端至小球速度最大处由底端正点电荷q形成的电场的电势差u。答案：(1)见解析(2)4kg1.11105c(3) 4.2