2012高考物理总复习 电场能的性质讲与练配套课时作业 新课标

用心 爱心 专心1 课时作业课时作业 2020 电场能的性质电场能的性质 时间 45 分钟 满分 100 分 一 选择题 8 8 64 1 如图 1 1 是某一点电荷形成的电场中的一条电场线 A B是电场线上的两点 一 负电荷q仅在电场力作用下以初速度v0从A运动到B过程中的速度图线如图 2 所示 则 以下说法中正确的是 图 1 A A B两点的电场强度是EA B C 负电荷q在A B两点的电势能大小是 A B D 此电场一定是负电荷形成的电场 解析 由v t图知 负电荷q做加速度增大的减速运动 故所受电场力变大 电场强 度变大 EB EA A 对 又因电场力的方向在 1 图中向左 故电场线的方向为A B 则 A B B 正确 又 qU 对负电荷q AUB UC D 电势差UAB UBC 解析 由题给的等势线为同心圆可知场源为位于圆心处的点电荷 越靠近点电荷 电 场强度越大 所以电子沿AC运动时受到的电场力越来越大 选项 A 错 由电子只在电场力 作用下由A向C运动时速度越来越小 可知电场力做负功 电子势能越来越大 选项 B 正 确 电子所受电场力方向沿CA方向 即电场方向沿AC方向 场源点电荷为负电荷 电势 A点最高 C点最低 选项 C 正确 由A到C电场强度增加 因为B为AC中点 所以 UAB UBC 故 D 错 答案 BC 图 4 4 2009 全国卷 如图 4 所示 一电场的电场线分布关于y轴 沿竖直方向 对称 O M N是y轴上的三个点 且OM MN P点在y轴右侧 MP ON 则 用心 爱心 专心3 A M点的电势比P点的电势高 B 将负电荷由O点移动到P点 电场力做正功 C M N两点间的电势差大于O M两点间的电势差 D 在O点静止释放一带正电粒子 该粒子将沿y轴做直线运动 解析 本题考查由电场线的分布确定电场的任意位置场强大小 电势高低及带电粒子 在电场中力与运动的关系 意在考查考生对电场线 场强 电势 电势差等基本概念的理 解能力 在静电场中 沿着电场线方向 电势降低 A 项正确 负电荷在电场中受力方向 与电场线的切线方向相反 故由 O 向 P 运动时 电场力做负功 B 项错 由电场线的疏密 程度可知 OM 段的任意点场强均大于 MN 段任意点场强 故移动同一正电荷在 OM 段和 MN 段间运动 电场力在 OM 段做功较多 故 OM 两点间电势差大于 MN 两点间电势差 C 项错 根据电场线关于y轴对称 故y轴上场强方向处处沿y轴正方向 故静电荷受力始终沿y 轴正方向 故粒子做直线运动 D 项正确 答案 AD 5 2009 辽宁 宁夏高考 图 5 空间有一匀强电场 在电场中建立如图 5 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 0 a 0 N点的坐标为 a 0 0 P点的坐标为 a 已知 a 2 a 2 电场方向平行于直线MN M点电势为 0 N点电势为 1 V 则P点的电势为 A V B V 2 2 3 2 C V D V 1 4 3 4 解析 本题考查匀强电场 电势和电势差的计算 意在考查考生的空间想象能力 MN 间的距离为a P 点在 MN 连线上的投影点离 M 点的距离为 所以 P 点的电势为 2 3 2a 4 1 V V D 正确 3 2a 4 2a 3 4 答案 D 6 2009 广东高考 如图 6 所示 在一个粗糙水平面上 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 用心 爱心 专心4 图 6 并最终停止 在物块的运动过程中 下列表述正确的是 A 两个物块的电势能逐渐减少 B 物块受到的库仑力不做功 C 两个物块的机械能守恒 D 物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力 解析 物块向相反方向运动的过程中 电场力做正功 电势能减小 选项 A 对 B 错 物块受的摩擦力先小于库仑力后大于库仑力 电场力和摩擦力做功的和不始终为零 机械 能不守恒 选项 C D 错误 答案 A 图 7 7 2010 四川高考 如图 7 所示 圆弧虚线表示正点电荷电场的等势面 相邻两等势 面间的电势差相等 光滑绝缘直杆沿电场方向水平放置并固定不动 杆上套有一带正电的 小滑块 可视为质点 滑块通过绝缘轻弹簧与固定点O相连 并以某一初速度从M点运动 到N点 OM ON 若滑块在M N时弹簧的弹力大小相等 弹簧始终在弹性限度内 则 A 滑块从M到N的过程中 速度可能一直增大 B 滑块从位置 1 到 2 的过程中 电场力做的功比从位置 3 到 4 的小 C 在M N之间的范围内 可能存在滑块速度相同的两个位置 D 在M N之间可能存在只由电场力确定滑块加速度大小的三个位置 解析 由于滑块在M N时弹簧的弹力大小相等 所以滑块在M点时弹簧被压缩 滑块 在N点时弹簧被拉伸 在导轨MN之间靠近左半部分 滑块一直加速 在靠近N点附近若电 场力大于弹力沿MN方向的分力时 加速度向右 滑块继续加速 所以选项 A 正确 由于位 置 1 2 间电场强度大于 3 4 间电场强度 所以位置 1 2 间电势差大于 3 4 间电势差 所以滑块从位置 1 到 2 的过程中电场力做的功大于从位置 3 到 4 做的功 选项 B 错误 滑 块从M运动到N的过程中 只有弹力和电场力做功 当合力做功为零时 滑块的动能变化 为零 即可能存在滑块速度相同的两个位置 选项 C 正确 在整个过程中 只有一个弹簧 处于原长的位置 此时合外力等于电场力 当滑块处于O点正下方时 弹簧弹力沿MN方向 用心 爱心 专心5 分力为零 所以合外力也等于电场力 所以 在M N之间可能存在只由电场力确定滑块加 速度大小的位置有两个 选项 D 错误 答案 AC 图 8 8 2010 江苏高考 空间有一沿x轴对称分布的电场 其电场强度E随x变化的图象 如图 8 所示 下列说法中正确的是 A O点的电势最低 B x2点的电势最高 C x1和 x1两点的电势相等 D x1和x3两点的电势相等 解析 由于电场线的正方向未知 所以无法比较电势的高低 选项 A B 错误 由对称 性可知 将同一电荷从 x1点移动到O点和从x1点移动到O点电场力做功相同 所以 x1 点和x1点为等势点 选项 C 正确 由对称性可知 将同一电荷从x1点移动到x2点和从x3 点移动到x2点电场力做功数值相同 但一次做负功 一次做正功 x1点和x3点电势并不相 同 选项 D 错误 答案 C 二 计算题 3 12 36 9 A B两个带电小球 A固定不动 B的质量为m 在库仑力作用下 B由静止开始 运动 已知初始时 A B间的距离为d B的加速度为a 经过一段时间后 B的加速度为 此时A B间距离应为多少 已知此时B的速度为v 则此过程中电势能的减少量为多 a 4 少 解析 依题意 当AB距离为d时 电场力F1 ma 设加速度为 时 A B间距为x a 4 则此时电场力为F2 ma 即F1 4F2 再由库仑定律知 F1 F2 则 1 4 kqAqB d2 kqAqB x2 解得 x 2d 由于B由静止运动 最终速度达到v 所以B的动能变化量 kqAqB d2 4kqAqB x2 Ek mv2 由能量守恒知电势能减少量为 Ep Ek mv2 1 2 1 2 答案 2d mv2 1 2 用心 爱心 专心6 图 9 10 如图 9 所示的装置是在竖直平面内放置光滑的绝缘轨道 处于水平向右的匀强电 场中 一带负电荷的小球从高h的A处静止开始下滑 沿轨道ABC运动后进入圆环内作圆 周运动 已知小球所受到电场力是其重力的 3 4 圆环半径为R 斜面倾角为 53 SBC 2R 若使小球在圆环内能作完整的圆周运动 h至少为多少 解析 图 10 小球所受的重力和电场力都为恒力 故可两力等效为一个力F 如图 10 可知 F 1 25mg 方向与竖直方向左偏下 37 从图中可知 能否作完整的圆周运动的临界点 是能否通过D点 若恰好能通过D点 即达到D点时球与环的弹力恰好为零 由圆周运动知识得 F m vD2 R 即 1 25mg m vD2 R 由动能定理有 mg h R Rcos37 mg hcot 2R Rsin37 mvD2 3 4 1 2 联立可求出此时的高度h 10R 答案 h 10R 图 11 11 一匀强电场 场强方向是水平的 如图 11 一个质量为m的带正电的小球 从O 点出发 初速度的大小为v0 在电场力与重力的作用下 恰能沿与场强的反方向成 角 的直线运动 求小球运动到最高点时其电势能与在O点的电势能之差 解析 设电场强度为E 小球带电量为q 因为小球做直线运动 它所受的电场力qE 用心 爱心 专心7 和重力mg的合力必沿此直线