浙江专版2021年高考物理一轮复习微专题突破练专题11电场力和能的性质含解析VIP

1、专题11电场力和能的性质(建议用时40分钟)1.将带电棒移近两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,如图所示,下列几种方法能使两球带上异种电荷的是()a.先移走棒,再把两球分开b.先将棒接触一下其中一球,再把两球分开c.棒带的电荷量如果不变,不能使两导体球带电d.先把两球分开,再移走棒【解析】选d。先移走棒,此时两球中的电荷又发生中和,不再带电,再把球分开,同样不再带电,故a错误;使棒与其中一个球接触,这样两球都带同种电,分开两球,两球仍带同种电,故b、c错误;先把两球分开,再移走棒,两球由于感应起电带上异种电荷,故d正确。2.如图各电场中,a、b两点电场强度相同的是()【解析

2、】选c。a、b是同一圆上的两点,场强大小相等,但方向不同,则电场强度不同,a、b错误;电场线的疏密表示场强的大小,电场线的方向表示电场方向,故c中的两点电场强度相同,而d中两点的电场强度大小不同,故选c。3.如图所示,一个绝缘圆环,当它的14均匀带电且电荷量为+q时,圆心o处的电场强度大小为e,现使半圆abc均匀带电+2q,而另一半圆adc均匀带电-2q,则圆心o处的电场强度的大小和方向为()a.22e,方向由o指向db.4e,方向由o指向dc.22e,方向由o指向bd.0【解析】选a。由题意可知,若14圆ab带电荷量为q,ab在圆心处场强为e,方向由o指向cd中点,若14圆cd带电荷量为-q

3、,cd在圆心处的场强也是e,且方向与14圆ab在圆心处场强相同;同理,14圆bc、ad在圆心处的场强也是e,方向由o指向ad中点。合成各场强可得,圆心o处的场强大小为22e,方向由o指向d。因此a正确。4.(多选)如果在某电场中将电荷量为5.010-4 c的正电荷,仅在静电力作用下由a点移到b点,静电力做功为2.010-3 j,则()a.电荷在b点的动能比在a点的动能小2.010-3 jb.电荷在b点的电势能比在a点的电势能小2.010-3 jc.a、b两点间电势差为-4 vd.若在a、b两点间移动一个1.010-4 c的负电荷,电荷将克服静电力做4.010-4 j的功【解析】选b、d。由a点

4、移到b点电场力做正功,电荷的动能增加,故a错误;电场力做正功,电荷的电势能减小,电场力做功为2.010-3 j,b点电势能比a点的电势能小2.010-3 j,故b正确;a、b两点间的电势差uab=wabq=2.010-35.010-4 v=4 v,选项c错误;在a、b两点间移动1.010-4 c的负电荷时,a、b间的电势差不变,则电场力做功为wab=quab=-1.010-44 j=-4.010-4 j,即电荷将克服静电力做4.010-4 j的功,故d正确。故选b、d。5.如图,直线mn为某点电荷q所产生的电场中的一条电场线,a、b为电场线上的两点。已知正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能。

5、下列说法正确的是()a.点电荷q一定在m端b.a点电势一定高于b点电势c.a点场强一定大于b点场强d.将正电荷从a点移动到b点过程中,电场力一定做负功【解析】选b。正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能,所以a点的电势高于b点的电势,电场线的方向从a到b;若是正电荷的电场线,则电荷在m端,若是负电荷的电场线,则电荷在n端,故a错误,b正确;电场线越密的地方电场强度越大,由于只有一条电场线,无法看出电场线的疏密,故c错误;正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能,所以将正电荷从a点移动到b点过程中,电势能减小,电场力一定做正功,故d错误。6.(多选)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等

6、的一组等势面,已知平面b上的电势为2 v。一电子经过a时的动能为10 ev,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 ev。下列说法正确的是()a.平面c上的电势为零b.该电子可能到达不了平面fc.该电子经过平面d时,其电势能为4 evd.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍【解析】选a、b。虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,一电子经过a时的动能为10 ev,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 ev,动能减小了6 ev,电势能增加了6 ev,因此等势面间的电势差为2 v,因平面b上的电势为2 v,由于电子的电势能增加,电势由a到f是降低的,因此平面c上的电势为零,

7、故a正确。由以上分析可知,当电子由a向f方向运动,则电子到达平面f的动能为2 ev,由于题目中没有说明电子如何运动,因此电子也可能在匀强电场中做抛体运动,则可能不会到达平面f,故b正确。在平面b上电势为2 v,则电子的电势能为-2 ev,动能为8 ev,电势能与动能之和为6 ev,当电子经过平面d时,动能为4 ev,其电势能为2 ev,故c错误。电子经过平面b时的动能是平面d的动能的2倍,电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍,故d错误。7.如图所示,a、b、c、d、e、f为匀强电场中一个边长为1 m的正六边形的六个顶点(匀强电场和六边形所在平面平行),b、c、f三点电势分别为1 v、2 v、

8、3 v,则下列说法正确的是()a.d点的电势为4.5 vb.电子在b点的电势能比在c点低1 evc.电子从b点到e点电场力做功为-3 evd.匀强电场的场强大小为213 v/m【解析】选d。因c-b=e-f,则e=4 v;fc连线中点的电势为0=2.5 v,则由0-c=e-d可知d=3.5 v,选项a错误;b点电势比c点低1 v,则电子在b点的电势能比在c点高1 ev,选项b错误;e点电势比b点高3 v,电子从b点到e点电场力做功为3 ev,选项c错误;可求得a点的电势为a=1.5 v,设场强方向与cb夹角为,则elcos =c-b=1 v;同理elcos(120-)=a-b=0.5 v;联立

9、解得e=213 v/m,选项d正确。8.(多选)如图所示,一平行板电容器充电后与电源断开,这时电容器的电荷量为q,p是电容器内一点,电容器的下极板与大地相连,下列说法正确的是()a.若将电容器的上极板左移一点,则两板间电场强度减小b.若将电容器的上极板下移一点,则p点的电势不变c.若将电容器的上极板下移一点,则两板间电势差减小d.若将电容器的上极板下移一点,则两板间电势差不变【解析】选b、c。平行板电容器充电后与电源断开后,电容器的电荷量不变,电容器上极板左移,正对面积减小,c=s4kd,电容c减小,u=qc,分析可知u增大,板间场强e=ud,d不变,则e增大。故a错误。将电容器的上极板下移一

10、点,d变小,c=s4kd,电容变大,u=qc,电势差变小;e=ud=qcd=4kqs,场强不变,根据u=ed可知,因为场强与间距不变,所以p与下极板电势差不变,则p点的电势不变,故b、c正确,d错误。9.如图所示,匀强电场中的六个点a、b、c、d、e、f为正八面体的六个顶点,已知be中点o的电势为零,a、b、c三点的电势分别为7 v、-1 v、3 v,则e、f两点的电势分别为()a.2 v、-2 vb.1 v、-3 vc.1 v、-5 vd.-2 v、-4 v【解析】选b。在匀强电场中,由公式u=ed知,沿着任意方向前进相同距离,电势差必定相等。由bo=oe有b-o=o-e,得e=2o-b=0

11、-(-1 v)=1 v,由acef,且ac=ef,有a-c=e-f,得f=c+e-a=3 v+1 v-7 v=-3 v,b正确。10.如图所示,ab、cd是一个圆的两条直径,该圆处于匀强电场中,电场强度方向平行该圆所在平面。在圆周所在的平面内将一个带正电的粒子从a点先后以相同的速率v沿不同方向射向圆形区域,粒子将经过圆周上的不同点,其中经过c点时粒子的动能最小。若不计粒子所受的重力和空气阻力,则下列判断中正确的是()a.电场强度方向由a指向bb.电场强度方向由d指向cc.粒子到达b点时动能最大d.粒子到达d点时电势能最小【解析】选d。仅在电场力作用下从a点进入,离开c点的动能最小,电势能最大,

12、则c点沿电场强度方向离a点最近,所以电场线与过c的切线相垂直,因为带电微粒带正电,故匀强电场的方向沿cd方向,故a、b错误;由上述分析可以知道,电场线方向从c到d,由沿着电场线方向,电势降低,则d点的电势能最小,动能最大,故c错误,d正确。11.如图所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆ac与半径为r的圆周交于b、c两点,在圆心处有一固定的正点电荷,b点为ac的中点,c点位于圆周的最低点。现有一质量为m、电荷量为-q,套在杆上的带负电小球(可视为质点)从a点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为g,a点距过c点的水平面的竖直高度为3r,小球滑到b点时的速度大小为2gr。(1)求小球滑至c点时的速度大小

13、。(2)求a、b两点间的电势差uab。(3)若以c点为参考点(零电势点),试确定a点的电势。【解析】(1)由几何关系可得bc的竖直高度hbc=32r。因b、c两点电势相等,故小球从b到c的过程中电场力做功为零。对小球从b到c过程应用动能定理,有mg32r=12mvc2-12mvb2,解得vc=7gr(2)对小球从a到b过程应用动能定理,有:mg32r+wab=12mvb2wab=12mgr;uab=wab-q=-mgr2q(3)因b=c,故uab=uac=-mgr2q;又uac=a-c,c=0,因此a=c+uac=-mgr2q答案:(1)7gr(2)-mgr2q(3)-mgr2q12.如图所示,在绝缘水平面上,相距为l的a、b两点处分别固定着两个等量正电荷,a、b是ab连线上两点,其中aa=bb=14l,o为ab的中点,一质量为m带电量为+q的小滑块(可视为质点)以初动能e0从a点出发,沿ab直线向b点运动,其中小滑块第一次经过o点时的动能为初动能的n倍(n1),到达b点时动能恰好为零,小滑块最终停在o点,求:(1)小