高三物理总复习 6-2电场能的性质同步练习 新人教版

1 6 26 2 电场能的性质电场能的性质 一 选择题 1 2011 深圳模拟 一电子仅受电场力作用 从高电势处移动到低电势处 则 A 电场力对电子做正功 B 电子的电势能减少 C 电子的动能减小 D 电子的动能和电势能的总和保持不变 答案 CD 解析 一电子仅受电场力作用 从高电势处移动到低电势处 则电场力对电子做负 功 电子的电势能增加 电子的动能减少 但是电子的动能和电势能的总和保持不变 答 案为 CD 2 2011 宁波模拟 如图所示 有一重力不计带正电的粒子q进入一个正点电荷Q的电场中 虚线MN是粒 子运动的轨迹 实线EF是一条电场线 下列说法正确的是 A M点的电场强度大于N点的电场强度 B M点的电势低于N点的电势 C 粒子在M点的动能等于在N点的动能 D 料子在M点的电势能小于在N点的电势能 答案 A 解析 q受力方向向右 电场方向也向右 左端为场源电荷Q M点场强大 故 A 正确 沿电场线电势降低 M N 故 B 错误 粒子从M到N 电场力做正功 动能增加 电势能减小 故 C D 错误 3 2011 南京二模 一个电荷量为 10 6C 的负电荷从电场中A点移动到B点 电场力 要做功 2 10 6J 从C点移动到D点要克服电场力做功 7 10 6J 若已知C点比B点电势 高 3V 且A B C D四点在同一条电场线上 则下列图中正确的是 2 答案 C 解析 已知C点比B点电势高 3V UCB 3V 电场力做功W qU 此公式适用于任何 电场 电场力做功与路径无关 由起始和末位置的电势差决定 通过计算可得 UBA 2V UBD 4V UCD 7V 可见电势由高到低的点是C B A D 答案为 C 4 2011 南昌模拟 电荷量分别为 q q和 q的三个带电小球 固定在边长均为 a的绝缘三角形框架的三个顶点处 并置于场强为E的匀强电场中 场强方向与框架在同 一平面内 如图所示 若此三角形绕穿过其中心O垂 直于三角形所在平面的轴顺时针转过 120 则在此 过程中电场力做功的大小为 A 0 B qEa C 2qEa D qEa 2 3 答案 C 解析 三角形顺时针转过 120 此时带电小球正好顺时针方向互换位置 电场力 对三个小球均做负功 即W Eq 2 Eqa 2Eqa 电场力做功的大小为 2Eqa C 正 a 2 确 5 2011 北京东城示范校模拟 如图所示的匀强电场E的区域内 由A B C D A B C D 作为顶点构 成一正方体空间 电场方向与面ABCD垂直 下列说法中正确的是 A AD两点间的电势差UAD与AA 两点间电势差UAA 相等 3 B 带正电的粒子从A点沿路径A D D 移到D 点 电场力做正功 C 带负电的粒子从A点沿路径A D D 移到D 点 电势能减小 D 带电的粒子从A点移到C 点 沿对角线AC 与沿路径A B B C 电场力做 功相同 答案 BD 解析 在匀强电场中因AD垂直于电场线方向 则 A D UAD 0 而UAA 0 故 A 错 因 D D 则从A D D 移动带正电的粒子电场力做正功 B 对 从 A D D 移动负电荷 电场力做负功 电势能增加 C 错 电场力做功与路径无关 只与 两点间电势差有关 故 D 正确 6 2011 诸城模拟 如图所示 一簇电场线关于y轴对称分布 O是坐标原点 M N P Q是以O为圆心 的同一圆周上的四个点 其中M N在y轴上 Q点在x轴上 则 A M点的电势比P点的电势高 B OM间的电势差等于NO间的电势差 C 一正电荷在O点时的电势能大于在Q点时的电势能 D 将一负电荷由M点移到P点 电场力做正功 答案 CD 解析 这是点电荷的电场线 以点电荷为圆心画圆 P点的圆周比M点的圆周小 沿电场线电势降落 M点的电势比P点的电势低 故 A 错 据U Ed OM间的电势差小 于NO间的电势差 故 B 错 O点的电势大于Q点的电势 正电荷在O点时的电势能大 于在Q点时的电势能 故 C 正确 M点的电势比P点的电势低 将一负电荷由M点移到 P点 电场力做正功 故 D 正确 7 2011 黄冈模拟 4 一正电荷处于电场中 在只受电场力作用下从A点沿直线运动到B点 其速度随时间 变化的图象如图所示 tA tB分别对应电荷在A B两点的时刻 则下列说法中正确的是 A A处的场强一定大于B处的场强 B A处的电势一定低于B处的电势 C 正电荷在A处的电势能一定大于在B处的电势能 D 由A至B的过程中 电场力一定对正电荷做负功 答案 AC 解析 由题图知正电荷在做加速度越来越小的加速运动 说明电场越来越弱 EA EB 故 A 正确 正电荷受力A B 说明电场线的方向为 A B A B 故 B 错误 电荷由A至B的过程中 速度增加 电场力一定对正电荷做正功 电势能减少 A B 故 C 正确 电荷由A至B的过程中 速度增加 据动能定理 电场力一定对正电荷做正功 故 D 错误 8 2011 郑州模拟 如图所示 在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面 斜面上有一带电金属块沿斜面滑 下 已知在金属块滑下的过程中动能增加了 12J 金属块克服摩擦力做功 8J 重力做功 24J 则以下判断正确的是 5 A 金属块带负电荷 B 金属块克服电场力做功 8J C 金属块的电势能减少 4J D 金属块的机械能减少 12J 答案 D 解析 金属块滑下的过程中动能增加了 12J 由动能定理知合外力做功 12J 其中包 括重力 摩擦力和电场力做功 摩擦力做功Wf 8J 重力做功WG 24J 所以可得电场 力做功WF 4J 电场力做负功 金属块带正电 电势能增加了 4J 选项 A B C 错误 由功能关系可知 机械能的变化 E Wf WF 12J 即机械能减少 12J 选项 D 正确 二 非选择题 9 如图所示 把电量为 5 10 9C 的电荷 从电场中的A点移到B点 其电势能 选填 增大 减小 或 不变 若A点的电势UA 15V B点的电势 UB 10V 则此过程中电场力做的功为 J 答案 增大 2 5 10 8 解析 负电荷受的电场力方向逆着电场线的方向 电荷从A点移到B点的过程中 电场力对其做负功 电 势能增大 电场力做功WAB qUAB 5 10 9 15 10 J 2 5 10 8J 10 雷雨天的闪电是雷暴云中正电荷区与负电荷区 的电场大到一定程度时 空气被击穿形成的 假设两带电的云团某一时刻相距 500m 发生闪 电 两云团间的电场可看做场强为 2 106N C 的匀强电场 则此时两云团间的电势差为 V 假设闪电持续时间为 0 2s 形成的电流大小约为 300A 则在这次闪电中释放 的电能约为 J 答案 109 6 1010 解析 云团间的电势差U Ed 109V 释放的电能E电能 UIt 6 1010J 11 一长为L的细线 上端固定 下端拴一质量为m 带电荷量为q的小球 处于如图 所示的水平向右的匀强电场中 开始时 将细线与 小球拉成水平 小球静止在A点 释放后小球由静 止开始向下摆动 当细线转过 60 角时 小球到达 B点速度恰好为零 试求 1 A B两点的电势差UAB 2 匀强电场的场强大小 3 小球到达B点时 细线对小球的拉力大 小 6 答案 1 mgL 2q 2 mg q 3 mg 333 解析 1 小球由A B过程中 由动能定理 mgLsin60 qUAB 0 所以UAB mgL 2q 3 2 E mg q UAB L Lcos60 3 3 小球在AB间摆动 由对称性知 B处细线拉力与A处细线拉力相等 而在A处 由水平方向平衡有 TA Eq mg 3 所以TB TA mg 3 或在B处 沿细线方向合力为零 有 TB Eqcos60 mgcos30 mg 3 12 2011 菏泽模拟 如图所示 一个带电 荷量为 q的油滴 从O点以速度v射入匀强电 场中 v的方向与电场方向成 角 已知油滴的 质量为m 测得油滴到达运动轨迹的最高点N时 它的速度大小仍为v 求 1 最高点与O点的竖直高度 2 最高点处与O点的电势差UNO 3 电场强度E 答案 1 2 3 或 v2sin2 2g mv2sin2 2q mg 1 cos qsin mgsin q 1 cos 解析 1 在竖直方向上 vsin 2 2gh h v2sin2 2g 2 从O到N 由动能定理得 UNOq mgh 0 UNO mgh q mv2sin2 2q 3 竖直方向上 vsin gt 设水平方向油滴运动加速度为a 则 v vcos at Eq ma 解得E 或E mg 1 cos qsin mgsin q 1 cos 13 2011 沪州模拟 如图所示 在 7 一绝缘的水平桌面上 用一长为 2L的绝缘轻杆连接两质量均为m的带电小球A和B 两球 与水平面间的动摩擦因数均为 A球的带电量为 2q B球的带电量为 3q 开始 3qE 4mg 时杆的中垂线与虚线MP重合 NQ与MP平行且相距 4L 最初A和B分别静止于MP的两侧 距MP的距离均为L A球距NQ的距离为 3L 若视小球为质点 不计轻杆的质量 在MP NQ 间加上水平向右的匀强电场 电场强度大小为E 设最大摩擦力等于同等条件下的滑动摩 擦力 求 1 B球第一次进入电场时的速度大小 2 最后稳定时 A球最后停在何处 A球所处初末位置间的电势差U为多大 3 整个过程中 因摩擦而产生的内能Q及系统减小的电势能 E 答案 1 2 MP右侧到MP的距离为L 3 qEL qEL 2m 11 5 6EL 5 9 5 解析 1 设B球第一次进入电场时的速度为v1 由动能定理有 2qEL 2 mgL 2mv 1 22 1 又 可得 v1 3qE 4mg qEL 2m 2 若 0 当A球运动至电场右边界NQ处时电场力做的总功为 2qEL qE 2L 0 即当A球运动至NQ处时 两球速度刚好为零 故 时 系统速 3qE 4mg 度第一次为零时 A球仍在电场中 设B球在距MP距离为x处速度第一次为零 据动能定理有 2qEL 2 mgL qEx 2 mgx 0 又 联立以上各式可得 x 3