2018版高考物理二轮复习专题三电场与磁场专题跟踪检测十二引用力学知识激活电学思维二电场能的性质.docx

专题跟踪检测（十二） 引用力学知识，激活电学思维(二)电场能的性质一、选择题(第15题为单项选择题，第69题为多项选择题)1.(2017南通模拟)如图所示，A、B为真空中两个固定的等量正电荷，abcd是以AB连线中点O为中心的正方形，且关于AB对称，关于a、b、c、d、O各点，下列说法中正确的是()A电场强度Ea与Ed相同B电势adC将一正电荷由a点移到b点，电场力做正功D将一负电荷由b点移到O点，电势能增大解析：选D根据等量同种电荷电场线和等势线的分布情况和对称性，可知a、b、c、d四点的电场强度大小和电势均相等，但场强的方向不同，故A、B错误；由于ab间的电势差为零，将正电荷由a点移到b点时有：Wab0，故C错误；负电荷由b点移到O点时有：WbOUbO(q)0，即电场力做负功，电势能增大，故D正确。2.如图是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图，电场线的方向如图中箭头所示，M、N、Q是以直电场线上一点O为圆心的同一圆周上的三点，OQ连线垂直于MN。以下说法正确的是()AO点电势与Q点电势相等BM、O间的电势差小于O、N间的电势差C将一负电荷由M点移到Q点，电荷的电势能增加D在Q点释放一个正电荷，正电荷所受电场力将沿与OQ垂直的方向竖直向上解析：选C由电场线的方向可知MON，再作出此电场中过O的等势线，可知OQ，A错误；MO间的平均电场强度大于ON间的平均电场强度，故UMOUON，B错误；因UMQ0，负电荷从M到Q，电场力做负功，电势能增加，C正确；正电荷在Q点的电场力方向沿电场线的切线方向而不是圆的切线方向，D错误。3.(2017江苏名校检测)如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知()A带电粒子在R点时的速度大于在Q点时的速度B带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大C带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大D带电粒子在R点的加速度小于在Q点的加速度解析：选A根据电场线的疏密程度可知，R、Q两点的电场强度EREQ，则带电粒子在R、Q两点的加速度aRaQ，故D错误；由于带电粒子只受电场力作用，动能与电势能相互转化，两者之和不变，故C错误；根据曲线运动知识，带电粒子在R处所受电场力沿电场线向右，又由于该粒子带负电，则R处电场的方向应该向左，所以电势RQ，根据Epq可得，带电粒子在R、Q两点的电势能EpREkQ，所以vRvQ，故A正确；同理，EpPaN，EpMEpNBabc，EpMaN，UabUbc DUabUbc，EpMEpN解析：选B根据带正电粒子的轨迹的偏转方向，可知圆心处的电荷一定带负电，故abaN；因为ab之间的电场强度比bc间的大，由UEd得UabUbc；粒子由M向N运动，电场力做负功，电势能增加，故EpMEpN，只有B正确，A、C、D错误。6.(2017镇江一模)如图所示，两个等量异号点电荷M、N分别固定在A、B两点，F为AB连线中垂线上某一点，O为AB连线的中点，且AOOF，E和分别表示F处的场强大小和电势。将某试探负点电荷由F处静止释放时，其电势能和加速度大小分别用和a表示，取无穷远处为电势零点，若将负点电荷N移走，则()AE不变 B升高C变小 Da变大解析：选BC令电荷M、N都存在时为状态1，各物理量用下标1表示；只有电荷M时为状态2，各物理量用下标2表示。状态1时，电荷M、N对在F处的电场强度大小都为E0，两者相互垂直，根据电场叠加定理可得：合场强E1E0，方向水平向右。状态2时，电荷M在F处的电场强度也是E0，方向沿AF连线方向。所以若将负点电荷N移走，则E改变，故A错误；状态1时，易知AB连线的中垂线为一条等势线，中垂线上无穷远处的电势为0，所以10。状态2时，只有正电荷M，所以20，可得：若将负点电荷N移走，则升高，故B正确；电势能q，所以10，20，所以变小，故C正确；FqE，a，试探电荷q、m不变，E变小，所以a变小，故D错误。7.如图所示，在水平向右、场强为E的匀强电场中，两个电荷量均为q的带正电小球A、B通过两根长度均为L的绝缘轻绳悬挂。两球静止时，两轻绳与竖直方向的夹角分别为30、60。现将一外力作用在A球上，使A球缓慢地绕悬点O做圆周运动，在A球运动至最低点A的过程中，下列说法正确的是()A两球构成的系统电势能增加qELB两球构成的系统电势能增加qELC两球构成的系统重力势能减少(23)qELD两球构成的系统重力势能减少qEL解析：选BCA球的移动不影响A、B之间绳子的方向，当A球移动到最低点A时，两球沿电场的反方向都移动了，两球都克服电场力做功，两球构成的系统电势能增加量EpqEL，B正确；对A、B整体，根据平衡条件可得，(mAmB)gtan 302qE，两球构成的系统重力势能减少量Ep(mAmB)gL(1cos 30)(23)qEL，C正确。8.(2017苏锡常模拟)某电场在直角坐标系中的电场线分布情况如图所示，O、M、N为电场中的三个点，则由图可得()AM点的场强小于N点的场强BM点的电势低于N点的电势C将一负电荷由O点移到M点电势能增加D将一正电荷从O点分别移到M点和N点，电场力做功相同解析：选BC由题图可知，M处电场线密，故M点场强大于N点场强，A错误；顺着电场线方向电势越来越低，故M点电势低于N点电势，B正确；由WOMqUOM可知，电场力做负功，电势能增加，C正确；M、N不在同一等势面上，所以电场力做功不同，D错误。9.(2017铜仁四模)如图所示为带电粒子只在电场力作用下运动的v t 图像，在a点的速度为va，运动到b点的速度为vb，则下列说法中正确的是()A电场中a点电势一定比b点电势高B粒子在a点的电势能一定比在b点的电势能大C在0t1时间内，粒子运动路径与电场力可能不在一条直线上D在0t1时间内，粒子运动过程中受到的电场力先减小后增大再减小解析：选BD由于不知粒子的电性，因此不能确定a、b两点电势的高低，故A错误；由于只有电场力做功，电势能与动能的和为一定值，因为b点速度比a点速度大，所以在b点的动能比a点动能大，即粒子在a点的电势能一定比在b点的电势能大，故B正确；由于v t图像反映的是粒子做直线运动的速度随时间变化的规律，因此粒子的运动路径是一条直线，即粒子受到的电场力一定与运动路径在一条直线上，故C错误；由于v t图像的斜率表示加速度，由题图可知，在0t1时间内，粒子运动的加速度先减小后增大，再减小，由牛顿第二定律可知，粒子运动过程中受到的电场力先减小后增大再减小，故D正确。二、非选择题10.(2017玄武二模)如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab间距离Lab8 cm，bc间距离Lbc14 cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60角。一个带电量q4108 C的负电荷从a点移到b点克服电场力做功Wab3.2106 J。求：(1)匀强电场的电场强度大小和方向；(2)电荷从b点移到c点，电势能的变化量；(3)a、c两点间的电势差。解析：(1)负电荷从a点移到b点克服电场力做功，说明负电荷所受电场力的方向为由b指向a，负电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相反，故该匀强电场的方向为由a指向b(水平向右)，由WabqELab代入数值可得E1.0103 V/m。(2)负电荷由b点移到c点，电场力做的功WbcqELbccos 602.8106 J，电场力做负功，电荷的电势能增加，故电荷的电势能增加2.8106 J。(3)a、c两点间的电势差为Uac V1.5102 V。答案：(1)1.0103 V/m，水平向右(2)电荷的电势能增加2.8106 J(3)1.5102 V11(2017扬州模拟)如图所示，等量异种点电荷固定在水平线上的M、N两点上，电荷量均为Q，有一质量为m、电荷量为q(可视为点电荷)的小球，固定在长为L的绝缘轻质细杆的一端，细杆另一端可绕过O点且与MN垂直的水平轴无摩擦地转动，O点位于MN的垂直平分线上距MN为L处，现在把杆拉到水平位置，由静止释放，小球经过最低点B时速度为v，取O处电势为零，忽略q对Q、Q形成电场的影响。求：(1)小球经过B点时对杆的拉力大小；(2)在Q、Q形成的电场中，A点的电势A；(3)小球继续向左摆