2022高考物理一轮复习 课时作业二十一 电场能的性质新人教版

1、2022高考物理一轮复习 课时作业二十一 电场能的性质新人教版2022高考物理一轮复习 课时作业二十一 电场能的性质新人教版年级：姓名：- 10 -电场能的性质(建议用时40分钟)1.关于静电场下列说法正确的是()a.将负电荷由电势低的地方移到电势高的地方,电势能一定增加b.无论是正电荷还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处时,静电力做的正功越多,电荷在该点的电势能越大c.在同一个等势面上的各点,场强的大小必然是相等的d.电势下降的方向就是电场场强的方向【解析】选b。将负电荷由低电势点移到高电势点,电场力做正功,电势能减小,选项a错误;无论是正电荷还是负电荷,从电场中某点移到无穷远处时,因无穷远

2、处电势能为零,因此静电力做正功越多,电荷在该点的电势能越大,选项b正确;在同一等势面上,电势处处相等,场强不一定相等,选项c错误;电势下降最快的方向才是电场场强的方向,选项d错误。2.在静电场中,将一正电荷从a点移到b点,静电力做了负功,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ac.b点的电势一定比a点高d.该电荷的动能一定减小【解析】选c。电场力做负功,该电荷电势能增加。正电荷在电势高处电势能较大,选项c正确;电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用,总功不一定为负。由动能定理可知,动能不一定减小,选项d错误;电势高低与场强大小无必然联系,选项a错误;b点电势高于a点,但

3、a、b可能不在同一条电场线上,选项b错误。3.(多选)(2021太原模拟)如图所示,a、b、c、d是某匀强电场中的四个点,它们是一个四边形的四个顶点,abcd,abbc,2ab=cd=bc=2l,电场方向与四边形所在平面平行。已知a点电势为24 v,b点电势为28 v,d点电势为12 v。一个质子(不计重力)经过b点的速度大小为v0,方向与bc成45角,一段时间后经过c点,则下列说法正确的是()a.c点电势为20 vb.质子从b运动到c所用的时间为lc.场强的方向由a指向cd.质子从b运动到c电场力做功为8 ev【解析】选a、b、d。三角形bcd是等腰直角三角形,具有对称性,如图所示,bm=b

4、n=bd,已知a点电势为24 v,b点电势为28 v,d点电势为12 v,且abcd,abbc,2ab=cd=bc=2l,因此根据几何关系,可得m点的电势为24 v,与a点电势相等,从而连接am,即为等势面;bd连线中点n的电势与c相等,为20 v,a项正确;质子从b运动到c做类平抛运动,沿初速度方向分位移为l,此方向做匀速直线运动,则t=l,b项正确;cn为等势线,其垂线bd为场强方向,场强方向由b指向d,c项错误;电势差ubc=8 v,则质子从b运动到c电场力做功为8 ev,d项正确。4.如图所示,带正电的a球固定,质量为m、电荷量为+q的粒子b从a处以速度v0射向a,虚线abc是b运动的

5、一段轨迹,b点距离a最近,粒子经过b点时速度为v,重力忽略不计,则()a.粒子从a运动到b的过程中动能不断增大b.粒子从b运动到c的过程中加速度不断增大c.可求出a产生的电场中a、b两点间的电势差d.可求出a产生的电场中b点的电场强度大小【解析】选c。由题图知,带电粒子受到a处正电荷的排斥力作用,粒子从a运动到b的过程中库仑力做负功,其动能不断减小,故选项a错误;粒子从b运动到c的过程中粒子离正电荷越来越远,所受的库仑力减小,加速度减小,故选项b错误;根据动能定理得qua b=mv2-m,可求出a产生的电场中a、b两点间的电势差uab,故选项c正确;ab间不是匀强电场,不能根据公式u=ed求b

6、点的电场强度,故选项d错误。5. (多选)图中虚线1、2、3、4表示匀强电场的等势面。一带正电的粒子只在电场力的作用下从a点运动到b点,轨迹如图中实线所示。下列说法中正确的是()a.等势面1电势最低b.粒子从a运动到b,动能减小c.粒子从a运动到b,电势能减小d.粒子从a运动到b的过程中电势能与动能之和不变【解析】选c、d。电场线与等势面垂直,正电荷所受电场力的方向与场强方向相同,曲线运动所受合力指向曲线的凹侧;带正电的粒子只在电场力的作用下,从a点运动到b点,轨迹如图中实线所示,可画出速度和电场线及受力方向。则电场力的方向向右,电场线的方向向右,顺着电场线电势降低,等势面1电势最高,故选项a

7、错误;粒子从a运动到b,只受电场力,电场力的方向与运动方向成锐角,电场力做正功,粒子的电势能减小,故选项c正确;根据动能定理,电场力做正功,动能增加,故选项b错误;只受电场力作用,粒子的电势能与动能之和不变,故选项d正确。6.(多选)在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有()a.q1和q2带有异种电荷b.x1处的电场强度为零c.负电荷从x1移到x2,电势能减小d.负电荷从x1移到x2,受到的电场力增大【解析】选a、c。从题图中看到,中间电势高,两边电势低,且图形左右不对称,判断q1和q2带有异种不等量电荷,a项正确;从图线斜率看,x1处的电场强度不

8、为零,b项错误;负电荷从x1移到x2,即由低电势到高电势,电场力做正功,电势能减小,c项正确;x2处电场强度为零,所以负电荷从x1移到x2,受到的电场力减小,d项错误。7. (多选)电场中的a、b、c三点在同一直线上,如图所示,其中c为ab的中点。已知a、b两点的电势分别为a和b,且ba0,则下列叙述正确的是()a.该电场在c点处的电势一定为b.正电荷从b点运动到a点,电势能一定减少c.正电荷只受电场力作用从a点运动到c点,动能可能增加d.正电荷从b点运动到c点,电场力一定做正功【解析】选b、c。因不确定该电场为匀强电场,由题中所述条件无法确定c点电势的高低,故选项a错误;根据电势能的定义可知

9、,正电荷所在位置的电势越高,其电势能也越大,选项b正确;因c点的电势无法判定,故正电荷只受电场力作用从a点运动到c点,动能的增减无法判定,正电荷从b点运动到c点,电场力做功的正负也无法判定,选项c正确,d错误。8. (2021红河模拟)如图所示是一个电荷形成的电场,虚线a、b和c是该静电场中的三个等势面,它们的电势分别为a、b和c。一个电子从k点射入电场中,其运动轨迹如实线klmn所示,由图可判定()a.这是由正电荷形成的静电场b.a的电势a大于b的电势bc.电子从k到l的过程中,电场力做正功d.电子在k点的电势能等于在n点的电势能【解析】选d。从运动轨迹可知,场源电荷与带负电的电子相互排斥,

10、场源电荷为负电荷,故a错误;越靠近负电荷电势越低,a的电势a小于b的电势b故b错误;电子从k到l的过程中,电势降低,电子的电势能增加,电场力做负功,故c错误;根据电势能ep=q可知,k点和n点处于同一等势面上,电势相等,电子在k点的电势能等于在n点的电势能,故d正确。9. (多选)如图所示,水平面内有a、b、c、d、e、f六个点,它们均匀分布在圆心为o、半径为r=2 cm的同一圆周上,空间有一方向与圆平面平行的匀强电场。已知a、c、e三点的电势分别为a=(2-) v、c=2 v、e=(2+) v,下列判断正确的是()a.电场强度的方向由a指向db.电场强度的大小为100 v/mc.该圆周上的点

11、电势最高为4 vd.将电子沿圆弧从d点移到f点,电场力始终做负功【解析】选b、c。由于圆周处于匀强电场中,且a=(2-) v、e=(2+) v,则线段ae的中点电势为2 v,等于c点电势,故过c点和o点的直线与f点在同一等势线上,ae和等势线垂直,故场强方向由e指向a,故选项a错误;dae=2rsin60 =2 cm,则电场强度的大小为e=100 v/m,选项b正确;ed中点位置的电势最高,大小为max=4 v,选项c正确;电子从d点沿圆周移到f点,电势先升高后降低,电子的电势能先减少后增加,故电场力先做正功后做负功,选项d错误。10.(多选)如图所示,在点电荷q产生的电场中,实线mn是一条方

12、向未标出的电场线,虚线ab是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在a、b两点的加速度大小分别为aa、ab,电势能分别为epa、epb。下列说法正确的是()a.电子一定从a向b运动b.若aaab,则q靠近m端且为正电荷c.无论q为正电荷还是负电荷一定有epaab,说明电子在a点受到的电场力较大,a点的电场强度较大,根据点电荷的电场分布可知,靠近m端为场源电荷的位置,应为正电荷,故选项b正确;无论q为正电荷还是负电荷,一定有电势ab,电子电势能ep=-e,电势能是标量,所以一定有epaepb,故选项c正确,d错误。11.(多选)如图甲所示,有一绝缘圆环,圆环上均匀分布着正电荷,圆环平面与竖直

13、平面重合。一光滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环,细杆上套有一个质量为m=10 g的带正电的小球,小球所带电荷量q=510-4 c。小球从c点由静止释放,其沿细杆由c经b向a运动的v-t图象如图乙所示。小球运动到b点时,速度图象的切线斜率最大(图中标出了该切线)。则下列说法正确的是()a.在o点右侧杆上,b点场强最大,场强大小为e=1.2 v/mb.由c到a的过程中,小球的电势能先减小后变大c.由c到a电势逐渐降低d.c、b两点间的电势差ucb=0.9 v【解析】选a、c、d。v-t图象切线的斜率表示小球运动的加速度,由加速度定义式可知,a= m/s2=0.06 m/s2,由牛顿第二定律得eq

14、=ma,解得e=1.2 v/m,选项a正确;由v-t 图象及动能定理可知,小球由c到a过程中,电场力一直做正功,故小球的电势能一直减小,选项b错误;由电势能与电势关系ep=q可知,由c到a过程中,电势不断降低,选项c正确;小球由c到b过程中,quc b=mv2,解得uc b=0.9 v,选项d正确。12.如图所示,表面均匀带电的圆盘水平放置,从靠近圆心o处以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m、带电荷量为-q的小球(看作试探电荷),小球上升的最高点为b点,经过a点时速度最大,已知oa=h1,ob=h2,重力加速度为g,取o点电势为零,不计空气阻力,则可以判断()a.小球与圆盘带异种电荷b.a点的

15、场强大小为c.b点的电势为(-2gh2)d.若uoa=uab,则h1=h2-h1【解析】选b。小球过a点时速度最大,因此先加速后减速,电场力向上,圆盘与小球带同种电荷,选项a错误;小球速度最大时加速度为零,因此mg-qe=0,a点场强大小e=,选项b正确;由动能定理得-quob-mgh2=0-m,uob=o-b,o=0,得b=(2gh2-),选项c错误;由于沿ob方向场强逐渐减小,若uoa=uab,则h1mg,最大静摩擦力fmaxmg,虚线右侧的水平面光滑。一轻弹簧右端固定在墙上,处于原长时,左端恰好位于虚线位置,把滑块放到虚线左侧l处,并给滑块一个向左的初速度v0,已知滑块与绝缘水平面间的动摩擦因数为,求:(1)弹簧的最大弹性势能;(2)滑块在整个运动过程中产生的热量。【解析】(1)设滑块向左运动s时减速到零,由动能定理有-(qe+mg)s=-m,解得s=之后滑块向右