学鲁科版选修31 2.2电势与等势面 作业（3）.docx

2017-2018学年度鲁科版选修3-1 2.2电势与等势面 作业（3）1(多选)如图所示，空间有正交的匀强磁场和匀强电场，一带电粒子(不计重力)从m点以初速度v0沿曲线mn运动到n点，图中虚线为电场的等势线，电势abcd，磁场方向垂直纸面向外则() a. 粒子一定带负电b. 曲线mn是抛物线c. 从m点到n点，粒子电势能减少d. 粒子在n点速度大于m点速度2在光滑的绝缘水平面上，有一个正方向abcd，对角线的交点为o，顶点a、c分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示，若将一个带负电的粒子p置于b点，自由释放，粒子p将沿着对角线bd运动，则在线段bd上，a. o点的电场强度最大b. o点电势最高c. 粒子p在o点时电势能最大d. 粒子p在o点时动能最大3两个带电量分别为的正点电荷（电荷量）固定在光滑绝缘水平面的m、n两点，o点为m、n连线中点，有一质量为m，带电量为+q的小球在mn连线的a、b两点间做往复运动，小球经过o点时速度为，o点电势为，则a. a点电势等于b点电势b. 小球在a点时的电势能为c. oaobd. 小球在o点时速度最大4真空中相距为3a的两个点电荷m、n分别固定在x轴上和的两点，在两者连线上各点的电场强度e随x变化的关系如图所示，设场强沿x轴正方向时取正值，则以下判断正确的是（ ）a. 点电荷m、n均为正电荷 b. m、n所带电荷量的绝对值之比为2：1c. x=2a处的电势一定为零 d. 沿x轴从0到3a电势先降低再升高5一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能ep随位移x变化的关系如图所示，其中ox2段是对称的曲线，x2x3段是直线，则下列说法正确的是a. x1处电场强度最大b. x2x3段是匀强电场c. x1、x2、x3处电势1、2、3的关系为123d. 粒子在ox2段做匀变速运动，x2x3段做匀速直线运动6如图所示，有四个等量异种电荷，放在正方形的四个顶点处，a、b、c、d为正方形四个边的中点，o为正方形的中心，e、f为正方形外接圆与bd中垂线的两个交点。取无限远处的电势为0，下列说法中正确的是a. a、b、c、d电场强度和电势都相同b. o点的电场强度和电势均为零c. 将一带正电的试探电荷从e点沿直线移动到f点过程中电势能不变d. 过e点垂直于纸面的直线上，各点的电场强度为零，电势为零7空间存在一静电场，电场中的电势随x的变化规律如图所示，下列说法正确的是( )a. x=4m处电场强度可能为零b. x=4m处电场方向一定沿x轴正方向c. 电荷量为e的负电荷沿x轴从0点移动到x=6m处,电势能增大8evd. 沿x轴正方向，电场强度先增大后减小8如图所示，边长为l的等边三角形abc的三个顶点上分别固定一个点电荷，所带电荷量依次为+q、+q和q。d点和m点分别为ab边和ac边的中点，n点为三角形的中心，静电力常量为k。在该电场中，下列说法正确的是 ( )a. d点的电场强度大小为，方向为从n指向db. n点的电场强度大小为，方向为从n指向cc. d点的电势高于n点的电势d. 若取无穷远处电势为0，则m点的电势为09右图中竖直方向的平行线表示匀强电场的电场线，但未标明方向。电场中有一个带正电荷的微粒，电量为10-5c，若该带电微粒仅受电场力的作用，从m点运动到n点时，动能减少了10-3j，则该电荷运动轨迹应为虚线_（选填“a”或“b”）；若m点的电势为-80v，则n点电势为_v。 10如图所示，在正的点电荷q的电场中有a、b两点，它们到点电荷q的距离r1 、r2 。（l）a、b 两点哪点电势高？（2）若a、b两点间的电势差为100v，将二价负离子由a点移到b点是电场力对电荷做正功还是电荷克服电场力做功？做功多少？11如图所示，在正的点电荷q的电场中有两点，它们到点电荷q的距离。（1）两点哪点电势高？（2）若两点间的电势差为，将二价负离子由a点移到b点是电场力对电荷做正功还是电荷克服电场力做功？做功多少？12图中实线是一组不知方向的匀强电场的电场线，把2106c的负电荷从a点沿水平方向移到b点，电场力做了2106j的功。a、b两点间距离为2cm，问（1）匀强电场场强多大？ （2）若a0，则ab中点c的电势为多少？13如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方o点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速度v1从m点沿斜面上滑，到达n点时速度为零，然后下滑回到m点，此时速度为v2（v2v1）若小物体电荷量保持不变，om=on，则小物体上升的最大高度h为多少？（重力加速度为g）14有一个带电量q = c的点电荷，从电场中的a点移到b点时，克服电场力做功j，从b点移到c点时，电场力做功j。试问：（1）a、b、c三点之间的电势差 和各是多少？（2）若规定b点电势为零，则a、c两点的电势和各是多少？该电荷在a、c两点的 电势能和分别又是多少？试卷第3页，总4页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1acd【解析】a、由题意可知，电场线与等势线平行，且指向左，根据曲线运动的条件可知，合力方向向右，假设带负电，电场力方向和洛伦兹力方向都向右，符合题意，假设带正电，电场力方向和洛伦兹力方向均向左，矛盾，故a正确；b、在复合场中，粒子受到电场力与洛伦兹力作用，因此不可能做抛体运动，故b错误；cd、根据切线方向即为速度方向可知，从m点到n点，电场力与速度方向夹角小于90，电场力做正功，导致电势能减小，动能增加，故cd正确；故选acd。2bd【解析】根据等量同种电荷形成的电场线与电势能分别特点，可知在直线bd上正中央一点的电势最高，电场强度为零，a错误，b正确；负电荷由b到d先加速后减少，运动到o点时动能最大，电势能最小，故c错误，d正确；故选bd。3ab【解析】根据动能定理可得小球从b到o的过程有；小球从o到a的过程有，对比可得，a正确；小球从o到a的过程有，小球在a点的电势能为，可得，b正确；由于，由电场强度的叠加可知，关于o点对称的两点om一侧电场强度大于on一侧，又，则ao间电势差等于ob间的电势差，由u=ed可知oaob，c错误；小球的速度最大出现在合力为零的位置，在o点小球所受的合力不等于零，所以速度不是最大值，d错误；故选ab.点睛：本题考查了带电粒子带非匀强电场中的运动问题，除了要搞清等量同种电荷的电场分布规律外，还要分析清楚小球的运动过程，应用动能定理时要灵活选择研究的过程4ad【解析】a、若两电荷为异种电荷，在x=2处，电场强度不可能为0，故两电荷为同种电荷，选沿x轴方向为正方向， 02a电场为正，方向向右，所以点电荷m为正电荷，故a正确；b、2a处合场强为0，由知， ，所以m、n所带电荷量的绝对值之比为4：1，故b错误；cd、选沿x轴方向为正方向， 02a电场为正，方向向右，而沿电场线方向电势降低，故x=0点的电势高于x=2a点的电势；2a3a电场为负，方向向左，故x=2a点的电势低于x=3a点的电势，沿x轴从0移动到3a，电势先减小后增大，故c错误，d正确；故选ad。【点睛】关键根据两点电荷连线之间某点的电场强度为0，而知道两点电荷为同种电荷，选沿x轴方向为正方向， 02a电场为正，方向向右，2a3a电场为负，方向向左，沿电场线方向电势降低。5bc【解析】根据电势能与电势的关系：ep=q，场强与电势的关系：e=x，得：e=lqepx，由数学知识可知ep-x图象切线的斜率等于epx，x1处切线斜率为零，则x1处电场强度为零，故a错误。x2x3段斜率不变，场强不变，即电场强度大小和方向均不变，是匀强电场，选项b正确；根据电势能与电势的关系：ep=q，粒子带负电，q0，则知：电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有：123故c正确。由图看出在0x1段图象切线的斜率不断减小，由上式知场强减小，粒子所受的电场力减小，加速度减小，做非匀变速运动。x1x2段图象切线的斜率不断增大，场强增大，粒子所受的电场力增大，做非匀变速运动。x2x3段斜率不变，场强不变，即电场强度大小和方向均不变，是匀强电场，粒子所受的电场力不变，做匀变速直线运动，故d错误。故选bc.点睛：解决本题的关键要分析图象斜率的物理意义，判断电势和场强的变化，再根据力学基本规律：牛顿第二定律进行分析电荷的运动情况。6bc【解析】由场强的叠加原理即对称性可知，a、b、c、d电场强度大小相同，方向不同；电势都相同，选项a错误；由场强的叠加原理即对称性可知，o点的电场强度和电势均为零，选项b正确；e、f两点连线上各点的电势均为零，则将一带正电的试探电荷从e点沿直线移动到f点过程中电势能不变，选项c正确；过e点垂直于纸面的直线上，各点的电势为零，电场强度不为零，选项d错误；故选bc.7c【解析】图象的斜率等于电场强度，则知x=4m处的电场强度不为零，a错误；从0到x=4m处电势不断降低，但x=4m点的电场方向不一定沿x轴正方向，b错误；沿x轴正方向电势降低，某负电荷沿x轴正方向移动，受力的方向始终指向x轴的负方向，电场力做负功8ev，电势能增大8ev，c正确；由斜率看出，从0到6m，图象的斜率先减小后增大，则电场强度沿x轴先减小后增大，d错误8c【解析】ab两点处的点电荷在d点的电场强度的矢量和为零，c点处的点电荷在d点处的电场强度为，方向为从d指向n，选项a错误；三个点电荷在n点的电场强度大小均为,其中两个正点电荷的电场强度的矢量合成后大小为，方向为从n指向c，与负点电荷电场强度合成，n点的电场强度大小为，方向由n指向c，b错误；cd连线上电场强度方向由d指向c，可知，选项c正确；如果无穷远处电势为零，则ac两点处的等量异种点电荷在m点的电势为零，b处的正点电荷在m点的电势大于零，故，选项d错误；故选c.点睛:此题是关于场强和电势的叠加问题，要知道场强是矢量，叠加时满足平行四边形定则；电势是标量，电势的大小要根据零电势点来确定.9 b 20【解析】正电荷的微粒从m点运动到n点，动能减小，则电势能增加，知电场力做负功，则电场力方向向上，轨迹弯曲大致指向合力的方向，可知电荷的运动轨迹为虚线b；电场力方向方向向上，则电场强度方向向上，n点的电势大于m点的电势，根据动能定理知,qu=ek，则n、m两点间的电势差大小umn= ，而，又，所以故答案为：b，20.点睛：根据动能定理，通过动能的变化判断出电场力的方向，从而判断轨迹的弯曲程度，根据动能定理求出m、n两点间的电势差，从而求出n点的电势10（1）a点的电势较高；（2）克服电场力做功 【解析】试题分析：（1）由正点电荷的等势面特点可判断a点的电势较高，可知，,当把负电荷从a点移往b点，电场力做负功，电势能增加，负电荷在b点电势能较大（2）若，二价负离子电量，将该离子从a点移往b点，电场力做功：，即克服电场力做功3210-17j。考点：电场力、电势差、电场力的功和电势能的变化。【名师点睛】解决本题的关键知道沿着电场线的方向电势逐渐降低以及掌握电场力做功的方法，一、直接运用计算，将q的正负，电势差的正负代入计算；二、先判断出电场力做正功还是负功，然后运用,求出做功的大小，只代数值。【答案】（1）a点电势高；（2）克服做功为【解析】试题分析：（1）沿着电场线方向电势逐渐降低，所以a点电势高。（2）电场力做功：,所以电荷克服电场力做功，克服做功为考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势能【名师点睛】解决本题的关键知道沿着电场线的方向电势逐渐降低以及掌握电场力做功的方法，直接运用计算，将q的正负，电势差的正负代入计算;先判断出电场力做正功还是负功，然后运用求出做功的大小，只代数值。12（1）100v/m（2）05v【解析】试题分析：（1）由wabqelabcos60得匀强电场场强 （2）a、b两点间的电势差由ued得ac间的电势差uacuab05v，而uacac，故c05v。考点：电场强度；电势差【名师点睛】本题考查对电势差与电场强度关系的理解能力还要抓住公式中d是沿着电场线方向的距离13【解析】试题分析：设物体上升过程中，摩擦力做功为w，上升的最大高度为h由于om=on，m、n两点的电势相等，上升和下滑过程中电场力做功都为0，则根据动能定