学鲁科版选修31 2.2电势与等势面 作业（5）.docx

2017-2018学年度鲁科版选修3-1 2.2电势与等势面 作业（5）1一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能随位移x变化的关系如图9所示，其中段是关于直线对称的曲线， 段是直线，则下列说法正确的是：a. 处电场强度最小，但不为零b. 粒子在段做匀变速运动， 段做匀速直线运动c. 在0、x1、x2、x3处电势、的关系为d. 段的电场强度大小方向均不变2如图所示，某静电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，o、m、n三点均在y轴上，且om=mn.p点在y轴的右侧，mpon，下列说法正确的是a. m点的电势与p点的电势相等b. 将质子由m点移动到p点电场力做负功c. m、n两点间的电势差比om两点间的电势差大d. 在o点由静止释放个质子，该质子将沿y轴正方向加速运动3如图所示，两个等量异种点电荷分别位于p、q两点，p、q两点在同一竖直线上，水平面内有一正三角形abc，且pq连线的中点o为三角形abc的中心，m、n为pq连线上关于口点对称的两点，则下列说法中正确的是a. a、b、c三点的场强大小相等但方向不同b. a、c 两点的电势相等且大于b点的电势c. m 点场强小于a点场强d. 将一正点电荷从n点移到b点，电场力做正功4如图所示，ab为均匀带正电的细杆，a、c、b、d为菱形的四个顶点，e、f分别为ac、bc的中点，o为两对角线的交点，下列说法中正确的是( )a. c点电势高于d点电势b. 负电荷可能以一定速率绕o点做匀速圆周运动c. e、f两点场强相同d. 将一负电荷从e点移动到f点，电势能增加5真空中某一点电荷q在自己周围产生电场，a、b分别是该电场中的两点，如图，其中a点的电场强度大小为ea，方向与ab连线成120角；b点的电场强度大小为eb，方向与ab连线成150角，检验电荷q分别放在a点和b点，则（ ）a. 点电荷q是负电荷b. a、b两点的电场强度大小之比3：1c. 检验电荷在a、b受到的电场力大小相等d. a、b两点可能处于同一等势面上6图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为18ev和3ev当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为5ev时，它的动能应为（）a. 8ev b. 13ev c. 15ev d. 21ev7一带正电的检验电荷仅在电场力作用下沿x轴从向运动，其速度v随位置x变化的图象如图所示在xx1和xx1处，图线切线的斜率绝对值相等且最大，则在x轴上()a. xx1和xx1两处，电场强度相同b. xx1和xx1两处，电场强度最大c. x0处电势最小d. 从xx1运动到x过程中，电荷的电势能逐渐增大8如图所受，三根完全相同的细绝缘棒连接成等边三角形，p点为三角形的内心，q点与三角形共面且与p点相对ac棒对称，三棒带有均匀分布的正电荷，此时测得p、q两点的电势各为、。现将bc棒取走，而ab、ac棒的电荷分布不变，则下列说法正确的是a. p点的电势变为b. p点的电场强度方向由p指向ac. q点的电势变为d. 在没有把bc棒取走时，把+q检验电荷由p点移到q点，电场力做正功9如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个质子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，经过a、b、c三点，已知。该质子的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）a. a点电势低于b点电势b. a点的电场强度大于b点的电场强度c. a、b两点电势差等于b、c两点电势差d. 质子经过a点的速率小于经过b点的速率10已知均匀带电球壳内部电场强度处处为零，电势处处相等。如图所示，正电荷均匀分布在半球面上，ox为通过半球顶点与球心o的轴线，a、b为轴上的点，且ao=ob，则下列判断正确的是( ) a. a、b两点的电势相等b. a、b两点的电场强度相同c. 点电荷从a点移动到b点，电场力一定做正功d. 同一个负电荷放在b点比放在a点的电势能大11在电场强度为e的匀强电场中，有两个质量均为的带电小球，带电量分别为和，两小球用长为的绝缘线相连，另用一根绝缘线系住带电为的小球悬挂在o点而处于平衡状态，如图11所示。重力加速度为g。试确定：（1）若电场方向竖直向下，悬线对悬点的作用力为多大？（2）若电场水平向右，两段细线与竖直方向的夹角分别为多大？12如图所示，水平地面上方分布着水平向右的匀强电场，一“l”形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中.管的水平部分长为l1=0.2m，离水平地面的距离为h=5.0m，竖直部分长为l2=0.1m。一带正电的小球从管的上端口a由静止释放，小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分(长度极短可不计)时设有能量损失.小球在电场中受到的电场力大小为重力的一半.求：(1)小球运动到管口b时的速度大小；(2)小球着地点与管的下端口b的水平距离.(g取10m/s)如图所示，在电场强度e5105 v/m的匀强电场中，将一电荷量q=210-5c的正电荷由a点移到b点，已知a、b两点间距离为2cm，两点连线与电场方向成600角，求： 13 a、b两点间的电势差uab；14电荷由a移到b的过程中，电场力所做的功wab。如图所示，是一组两个平行带电圆柱垂直平面的等势面，在图中标出了各等势面的电势数值试求：15两个圆柱体带的什么电荷？16计算uab=？17若将0.5库电量的正电荷放在a，b，c，它具有的电势能各是多少？若将该电荷从a点移到e点，再移到d点，外力对它至少做了多少功？如图所示，正方形abcd处在一个匀强电场中，电场线与正方形所在平面平行。已知a、b、c三点的电势依次为ua=6.0v，ub=4.0v，uc=-2.0v18求d点的电势ud19在图中画出过a点的电场线（要把作图过程画在图上，只画最后结果不能得分）。试卷第5页，总5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1d【解析】a项：根据图像的斜率表示电场力，在x1处斜率为零即电场力为了，所以在此处的场强为零，故a错误；b项：由图像斜率可知，在斜率减小，即电场力减小，同理可知， 电场力增大，所以粒子做变加速直线运动，故b错误；c项：根据负电荷在电势低的地方电势能更大，可知， ，根据对称性可知， 所以，故c错误；d项：由于的斜率不变，即电场力不变，所以电场强度不变，故d正确。2d【解析】a. 过p点做等势线如图所示可得到过p点的等势线通过m、n之间，因顺着电场线电势逐渐降低,则有mp，故a错误；b. 由m到p电势降低，故将质子从m到p电势能减小，则可知电场力做正功，故b错误；c. 电场线的疏密表示电场的强弱，由图可知，从o点到n点场强减小，根据u=ed，m、n两点间的电势差比om两点间的电势差小，故c错误；d. 带正电的粒子从o点由静止释放后，受电场力方向沿y轴正方向，所以将沿着y轴正方向做加速直线运动，但加速度越来越小，故d正确；故选：d点睛：电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，正电荷在高电势处电势能较大；而电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加3b【解析】设ac与pq连线的交点为d，b点关于o点的对称点为b，则根据等量异种电荷电场线的分布可知，b点的场强等于b点的场强，b点的场强大于d点的场强，而d点的场强大于ac两点的场强，则b点的场强大于ac两点的场强，故选项a错误；ac两点的电势为正且相等，而b点的电势为负，则a、c点的电势相等且大于b点的电势，选项b正确；m 点场强大于ac中点的场强，而ac中点的场强大于a点的场强，则m 点场强大于a点场强，选项c错误；nb间的电场线从b指向n，则将一正点电荷从n点移到b点，电场力做负功，选项d错误，故选b.4b【解析】由对称性可知，c、d电势相等，e、f电势相等，将一负电荷从e点移动到f点，电势能不变，则ad错误；中垂线上电场方向为垂直o点指向无穷远，且距o点相等距离场强大小相等，则负电荷可能以一定速率绕o点做匀速圆周运动，b正确；e、f点场强大小相等，方向不同，c错误，故选b。点睛：解答本题时，关键是利用对称的特点，知道场强和电势的叠加方法，注意场强是矢量，不仅有大小还要考虑方向.5b【解析】根据场强特点，知道点电荷q是正电荷，a错误；将两条电场线反向延长后相交于一点，即为点电荷q的位置，设a、b两点到q的距离分别为和，由几何知识得到，根据公式得到，b正确；因为，根据得，c错误；因为b点距离正电荷q远，所以，d错误6b【解析】由题，电荷经过a、b点时的动能分别为18ev和3ev，动能减小为15ev而相邻的等势面之间的电势差相等，电荷在相邻等势面间运动时电场力做功相等，电势能变化量相等，则电荷从3等势面到4等势面时，动能减小5ev，电势能增大，等势面3的电势为0，电荷经过b时电势能为5ev；又由题，电荷经b点时的动能为3ev，所以电荷的总能量为e=ep+ek=5ev+3ev=8ev，其电势能变为-5ev时，根据能量守恒定律得到，动能应为13ev故b正确，acd错误，故选b.时间：本题关键要根据电场力做功与电势差的关系确定电荷的总能量注意电势能减小的，动能则是增加，总和不变，并掌握零势能的位置7b【解析】由题知，正检验电荷仅在电场力作用下沿x轴从x=向x=+运动，速度先减小后增大，所受的电场力先沿-x轴方向，后沿+x轴方向，电场线方向先沿-x轴方向，后沿+x轴方向，则知x=x1和x=x1两处，电场强度的方向相反，电场强度不同，故a错误由v-t图象的斜率决定电场强度的大小，x=x1和x=x1两处斜率最大，则电荷的电场强度一定最大，故b正确由上知，电场线方向先沿-x轴方向，后沿+x轴方向，根据顺着电场线方向电势降低可知，电势先升高后降低，则x=0处电势最大，故c错误从x=x1运动到x=+过程中，电场力沿+x轴方向，则电场力做正功，电荷的电势能逐渐减小，故d错误故选b【点睛】根据速度的变化，判断电荷所受的电场力方向，确定电场线的方向根据速度图象的斜率等于加速度，分析加速度，由牛顿第二定律分析电场强度根据电场力做功的正负，分析电势能如何变化8acd【解析】三根棒在三角形中心p处产生的电势都相等，总的电势值为p，将bc棒取走后，电势变为p故a正确。三带电棒完全相同，相对p点位置对称，故三带电棒在p点产生的电场强度大小相同，另由于每个带电棒关于p点轴对称，所以每个带正电的棒在p点的电场方向都是沿着棒的垂直平分线从p点向外方向，三个电场方向互成120角，所以将bc棒取走后，p点的电场强度方向由a指向p，故b错误。将bc棒取走前，设ab棒和bc棒在q处的电势为，根据对称性知，ac棒在p点和q点的电势相等，则有 q=p+2，得 =q-p，将bc棒取走后，q点的电势变为 q=+p=q+p，故c正确。在没有把bc棒取走时，p点的场强为零，pq间的场强方向由p指向q，把+q检验电荷由p点移到q点，电场力做正功，故d正确。故选acd.点睛：本题考查学生对电场强度、电势概念的理解和应用能力，要知道三个电棒完全相同，相对p点位置对称，故三带电棒在p点产生的电场强度大小相同，产生的电势也相等；要掌握电场的叠加原理，分析时要抓住对称性。9bd【解析】a、由图乙可知，质子在a、b两点的电势能分别为和，且，说明质子由a运动到b过程电势能减小，根据可知a点电势高于b点电势，故a错误；b、根据数学知识可知，图线的斜率，由图可知，质子在a点的斜率大于b点的斜率，所以a点的电场强度大于b点的电场强度，故b正确；c、a、b两点电势差，b、c两点电势差，所以a、b两点电势差大于b、c两点电势差，故c错误；d、由图乙可知，质子由a运动到b过程电势能减小，由于仅在电场力作用，电势能与动能之和不变，质子由a运动到b过程动能增大，故a点的动能小于b点的动能，质子经过a点的速率小于经过b点的速率 ，故d正确；故选bd。【名师点晴】该题借助于图像上ab两点电势能的大小关系及电势能的变化规律判断出这是一个非匀强电场，而且通过两点的电势能的大小判断电场力做的是正功还是负功。10bd【解析】根据电场的叠加原理可知，x轴上电场线方向向右，则a点的电势高于b点的电势，故a错误；将半球壳补成一个完整的球壳，且带电均匀，设左、右半球在a点产生的场强大小分别为e1和e2由题知，均匀带电球壳内部电场强度处处为零，则知 e1=e2根据对称性可知，左、右半球在b点产生的场强大小分别为e2和e1且 e1=e2则在图示电场中，a的场强大小为e1，方向向右b的场强大小为e2，方向向右，所以a点的电场强度与b点的电场强度相同，故b正确点电荷从a点移到b点，电势降低，由于点电荷的电性未知，则电场力不一定做正功，故c错误a点的电势高于b点的电势，根据负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势大，知同一个负电荷放在b点比放在a点的电势能大故d正确故选bd.点睛：本题解题关键是抓住对称性，找出两部分球面上电荷产生的电场关系左半球面在a点的场强与缺失的右半球面在b点产生的场强大小相等，方向相反是解题的关键11（1）（2）【解析】（1）以两小球为研究对象，（2）以两小球为研究对象，所受电场力方向向右，大小为qe，绳子的拉力等于重力和电场力的合力，由力的合成可知上一段细线