2013届高考物理一轮复习 课时作业 第24讲 电场能的性质

用心 爱心 专心 1 20132013 届高三物理总复习届高三物理总复习精品课时作业精品课时作业 第第 2424 讲讲 电场能的性质电场能的性质 1 某电场的电场线分布如图所示 以下说法正确的是 A c点场强大于b点场强 B a点电势高于b点电势 C 若将一试探电荷 q由a点释放 它将沿电场线运动到b点 D 若在d点再固定一点电荷 Q 将一试探电荷 q由a移至b的过程中 电势能减小 解析 根据电场线的分布和方向可判断 A 错误 B 正确 若将一试探电荷 q由a点 释放 它不一定沿电场线运动到b点 C 错误 将一试探电荷 q由a移至b的过程中 电 场力做正功 电势能减小 D 正确 答案 BD 2 在静电场中 将一正电荷从a移动到b点 电场力做了负功 则 A b点的电场强度一定比a点大 B 电场线方向一定从b指向a C b点的电势一定比a点高 D 该电荷的动能一定减小 解析 正电荷从a移动到b点 电场力做了负功 电势能增加 说明b点的电势一定 比a点高 选项 C 正确 电场强度的大小与电势的高低无关 无法确定 选项 A 错误 b点 的电势比a点高 即a b在不同的等势面上 但电场线方向不一定从b指向a B 错误 虽 然电场力做负功 但该电荷不一定只有电场力做功 如有重力做功 该电荷的动能不一定减 小 D 错误 答案 C 3 图示为一匀强电场 某带电粒子从A点运动到B点 在这一运动过程中克服重力做 的功为 2 0 J 电场力做的功为 1 5 J 则下列说法正确的是 A 粒子带负电 B 粒子在A点的电势能比在B点少 1 5 J C 粒子在A点的动能比在B点多 0 5 J D 粒子在A点的机械能比在B点少 1 5 J 解析 电场力做正功 电势能减小 故粒子带正电 选项 A B 错误 合外力做负功 动能减小 故 C 正确 非重力做正功 机械能增加 故 D 正确 答案 CD 4 图中MN是由一负点电荷产生的电场中的一条电场线 一个带正电的粒子 q飞入电 场后 在只受电场力的作用下沿一条曲线 图中虚线 运动 a b是该曲线上的两点 则 A a点的电场强度Ea小于b点的电场强度Eb B a点的电势 a低于b点的电势 b 用心 爱心 专心 2 C 粒子在a点的动能Eka小于在b点的动能Ekb D 粒子在a点的电势能Epa低于在b点的电势能Epb 解析 粒子经过电场线MN时所受电场力的方向水平向左 运动轨迹向合外力的方向 偏转 故场强的方向由N指向M 画出负电荷的电场线分布 易知 A 正确 粒子从a到b 电场力做正功 电势能减小 动能增大 故 C 正确 答案 AC 5 空间某一静电场的电势 在x轴上分布如图所示 x轴上B C两点的电场强度在x 方向上的分量分别是EBx ECx 下列说法中正确的有 A EBx的大小大于ECx的大小 B EBx的方向沿x轴正方向 C 电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大 D 负电荷沿x轴从B移到C的过程中 电场力先做正功 后做负功 解析 本题的入手点在于如何判断EBx和ECx的大小 由图象可知在x轴上各点的电场 强度在x方向的分量不相同 如果在x方向上取极小的一段 可以把此段看做是匀强电场 用匀强电场的处理方法思考 从而得到结论 此方法为微元法 需要对电场力的性质和能的 性质有较为全面的理解 在B点和C点附近分别取很小的一段d 由图象 B点段对应的电 势差大于C点段对应的电势差 看做匀强电场有E 可见EBx EC x A 项正确 同理可 d 知O点场强最小 电荷在该点受到的电场力最小 C 项错误 沿电场方向电势降低 在O点 左侧 EBx的方向沿x轴负方向 在O点右侧 ECx的方向沿x轴正方向 所以 B 项错误 D 项 正确 答案 AD 6 空间存在匀强电场 有一电荷量为q q 0 质量为m的粒子从O点以速率v0射入电 场 运动到A点时速率为 2v0 现有另一电荷量 q 质量m的粒子以速率 2v0仍从O点射入该 电场 运动到B点时速率为 3v0 若忽略重力的影响 则 A 在O A B三点中 B点电势最高 B 在O A B三点中 A点电势最高 C OA间的电势差比BO间的电势差大 D OA间的电势差比BO间的电势差小 解析 正电荷由O到A 动能变大 电场力做正功 电势能减小 电势也减小 O点 电势较高 负电荷从O到B速度增大 电场力也做正功 电势能减小 电势升高 B点电势 比O点高 所以B点最高 A 对 UOA UOB WOA q 1 2m 2v0 2 1 2m v0 2 q 3mv2 0 2q WOB q 故 D 对 1 2m 3v0 2 1 2m 2v0 2 q 5mv2 0 2q 答案 AD 用心 爱心 专心 3 7 如图所示 长为L 倾角为 的光滑绝缘斜面处于电场中 一带电荷量为 q 质量 为m的小球以初速度v0从斜面底端A点开始沿斜面上滑 当到达斜面顶端B点时 速度仍为 v0 重力加速度为g 则下列说法正确的是 A A B两点间的电压一定等于 mgLsin q B 小球在B点的电势能一定大于在A点的电势能 C 若电场是匀强电场 则该电场的电场强度的最大值一定为 mg q D 若该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q产生的 则Q一定是正电荷 解析 小球从A点移到B点 根据动能定理有 qU mgLsin 0 可知 A 正确 小球 从A点运动到B点 电场力做正功 电势能减小 B 错误 若是匀强电场 场强沿斜面向上 时具有最小值 无最大值 C 错误 D 选项中应为负电荷 答案 A 8 在真空中的光滑绝缘水平面上有一带电小滑块 开始时滑块静止 若在滑块所在空 间加一水平匀强电场E1 持续一段时间后立即换成与E1相反方向的匀强电场E2 当电场E2与 电场E1持续时间相同时 滑块恰好回到初始位置 且具有动能Ek 在上述过程中 E1对滑块 的电场力做功为W1 冲量大小为I1 E2对滑块的电场力做功为W2 冲量大小为I2 则 A I1 I2 B 4I1 I2 C W1 0 25Ek W2 0 75Ek D W1 0 20Ek W2 0 80Ek 解析 根据s1 t s2 t s1得出速率的关系v2 2v1 从而得出 0 v1 2 v1 v2 2 E2 3E1 也可通过v t图象求解 答案 C 9 一个带电荷量为 q 质量为m的小球从光滑绝缘的斜面轨道的A点由静止下滑 小 球恰能通过半径为R的竖直圆形轨道的最高点B而做圆周运动 现在竖直方向上加如图所示 的匀强电场 且电场强度满足mg 2qE 若仍从A点由静止释放该小球 则 A 小球仍恰好过B点 B 小球不能过B点 C 小球能过B点 且在B点与轨道之间压力不为 0 D 以上说法都不对 解析 依题有 mgh mv 2mgR mg m 同理可得 1 22B v2B R mg qE h mvB 2 2 mg qE R mg qE m 1 2 vB 2 R 所以小球仍恰好过B点 即选项 A 正确 答案 A 用心 爱心 专心 4 10 如图所示 L为竖直固定的光滑绝缘杆 杆上O点套有一质量为m 带电荷量为 q 的小环 在杆的左侧固定一电荷量为 Q的点电荷 杆上a b两点到 Q的距离相等 Oa间 的距离为h1 ab间的距离为h2 使小环从图示位置的O点由静止释放后 小环通过a的速率 为 则下列说法正确的是 3gh1 A 小环通过b点的速率为 g 3h1 2h2 B 小环从O到b 电场力做的功可能为零 C 小环在Oa之间的速度是先增大后减小 D 小环在ab之间的速度是先减小后增大 解析 a b两点等势 小环从a滑落到b时 根据动能定理有mgh2 mv mv 解 1 22b 1 22a 出vb 小环在Oa之间的合外力做正功 速度一直增大 小环在ab之间运动 g 3h1 2h2 时 合力先做功 后电场力做负功 而重力做正功 合力做功不能确定 只有 A 正确 答案 A 11 如图所示 在绝缘水平面上相距为L的A B两点分别固定着等量正点电荷 O为 AB连线的中点 C D是AB连线上两点 其中AC CO OD DB L 一质量为m 电荷量为 1 4 q的小滑块 可视为质点 以初动能E0从C点出发 沿直线AB向D运动 滑块第一次经过 O点时的动能为nE0 n 1 到达D点时动能恰好为零 小滑块最终停在O点 求 1 小滑块与水平面之间的动摩擦因数 2 O D两点间的电势差UOD 3 小滑块运动的总路程s 解析 1 由O为AB连线的中点 C D是AB连线上两点 其中AC CO OD L知 1 4 C D关于O点对称 则UCD 0 设滑块与水平面间的摩擦力大小为f 对滑块从C到D的过程中 由动能定理得 qUCD f 0 E0且f mg L 2 得 2E0 mgL 2 对于滑块从O到D的过程中 由动能定理得 qUOD f 0 nE0 则 UOD L 4 2n 1 E0 2q 3 对于小滑块从C开始运动最终在O点停下的整个过程 由动能定理得 qUCO fs 0 E0 而UCO UOD 2n 1 E0 2q 得 s 2n 1 L 4 答案 1 2 3 2E0 mgL 2n 1 E0 2q 2n 1 L 4 用心 爱心 专心 5 12 在光滑绝缘的水平面上 用长为 2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A 和B组成一带电系统 A球的带电荷量为 2q B球的带电荷量为 3q 如图所示 虚线MP 为AB两球连线的垂直平分线 虚线NQ与MP平行且相距 5L 最初A和B分别静止于虚线MP 的两侧 距MP的距离均为L 且A球距虚线NQ的距离为 4L 若视小球为质点 不计轻杆的 质量 在虚线MP NQ间加上水平向右的匀强电场E后 试求 1 B球刚进入电场时 带电系统的速度大小 2 带电系统向右运动的最大距离 3 带电系统从开始运动到速度第一次为零时 B球电势能的变化