2019届一轮复习人教版电场能的性质作业

1、电场能的性质1.如图所示，分别在 M、N两点固定放置两个等量异种点电荷+Q和一Q,以MN连线的中点。为圆心的圆周上有四点 A、B、C、D,关于这四点的场强和电势，下列说法中不正确 的是（）C * 八/1+Q:：:-Q*KfA5：BN、中产 : /DA. A点电势高于 B点电势B. A点场强大于 B点场强C. C点电势等于 D点电势D. C点场强等于D点场强解题思路：等量异种点电荷形成的电场中，电场线方向由 M指向N,顺着电场线电势 逐渐降低.电场线越密，电场强度越大.根据对称性，分析电势关系、场强关系.解析：MN间的电场线方向从 M指向N,根据顺着电场线电势逐渐降低，则知 A点电 势高于B点电

2、势，所以 A选项正确；M、N两点固定放置两个等量异种点电荷+Q和一Q,A点和B点关于。点对称，A、B两点处电场线的疏密程度相同，方向相同，则电场强度相 同，故B不正确；C、D两点位于同一等势面上，电势相等，所以 C选项正确；C、D关于 。点对称，电场强度相同，所以 D选项正确.答案：B2.如图所示，a, b, c为电场中同一条电场线上的三点，其中c为ab的中点.已知a, b两点的电势分别为 本=3 V,a=9 V,则下列叙述正确的是（）A.该电场在c点处的电势一定为 6 VB. a点处的场强Ea一定小于b点处的场强EbC.正电荷从a点运动到b点的过程中电势能一定增大D.正电荷只受电场力作用从a

3、点运动到b点过程中动能一定增大【答案】C3 .如图所示，在两等量异种点电荷连线上有D, E, F三点，且DE = EF, K, M, L分别为过D, E, F三点的等势面.一不计重力的带负电粒子，从a点射入电场，运动轨迹如图中实线所示，以 Wab|表示该粒子从a点到b点电场力做功的数值，以|Wbc|表示该粒子从b点到 c点电场力做功的数值，则（）M、A. |Wab|=|Wbc| B. |Wab|V|Wbc| C.粒子由a点到b点，动能减少 D. a点的电势较b点的电势低 【答案】C4 .正方形的四个顶点处分别固定了电荷量均为q、电性如图所示的点电荷， A、B、C、D分别是正方形四边的中点，下列

4、说法中正确的是（）®-一却-eI»I:i5A ：；：CIIIt'O2）；A. A点和C点的电场强度相同B. B点和D点的电场强度相同C. 一电子沿图中虚线 BD从B点运动到D点的过程中，该电子受到的电场力先减小后 增大D. 一电子沿图中虚线 BD从B点运动到D点的过程中，该电子的电势能先减小后增大 解析：可以认为 A、B、C、D分别处于等量异种电荷的中垂线上，其场强方向都是平 行指向负电荷的，A点合场强方向向下，C点合场强方向向上，根据对称性可知场强大小相 等，但是电场强度是矢量，所以不能说A点和C点的电场强度相同，故 A错误；同理B点场强方向向右，D点场强方向向左

5、，故 B点和D点的电场强度也不相同，故 B错误；B、D 两点中点处场强为 0,所以电子从 B点运动到D点的过程中，受到的电场力先减小后增大， 故C正确；由于A、B、C、D四点在同一等势面上，所以电子从 B点运动到D点的过程中， 电势能始终相同，故 D错误.答案：C5 .如图所示，在绝缘水平面上方存在着足够大的水平向右的匀强电场，带正电的小金属块以初动能Ek从A点开始沿水平面向左做直线运动，经 L长度到达B点，速度变为零.此过程, 2 ,中，金属块损失的动能有2转化为电势能.金属块克服摩擦力做功的大小为()31A.Ek3C.EkB. -Ek2 k3D. 4Ek解题思路：根据动能定理列式判断动能的

6、变化，电场力做功等于电势能的减小量，克服摩擦力做功等于系统内能的增加量.解析：由动能定理 W电+Wf= 0-Ek,所以 Wf= Ek亚电=Ek -；Ek,金31属块克服摩擦力做功的大小为 ；Ek, A项正确.3答案：A6.半径为R,电荷量为 Q的均匀带正电的球体在空间产生球对称的电场，场强大小沿半径分布如图所示，图中 Eo已知.取无穷远处电势为零，距球心中k为静电力常量.下列说法错误的是()r处的电势为kQ(r>R),式A.球心处的电势最高1B.球心与球表面间的电势差等于2EoRC.只在电场力作用下，紧靠球体表面一带电荷量为一q(q>0)的粒子能挣脱带电球的引力的最小初动能为kQq

7、RD.只在电场力作用下，紧靠球体表面一带电荷量为一q(q>0)的粒子能挣脱带电球的引1力的取小初动能为2EoRq【答案】D【解析】沿着电场线，电势降低，则球心处的电势最高，由Er图象可得，球心与球表面间的电势差等于 2eoR(即图象与r包围的面积)，A、B两项均正确；球体表面上，该粒EpT，子的电势能为Ep= q Q 二qQ则粒子挣脱带电球的引力的最小初动能为Ek=R选项C正确，D错误.本题选D.7 .某静电场中有一条电场线与 x轴重合，纵轴 。表示该条电场线上对应各点的电势。随x的变化规律，如图所示. x轴上坐标为Xi = Xo点的电势和电场强度大小分别为新和Ei,坐标X2= X0点的

8、电势和电场强度大小分别为也和E2,下列有关判断正确的是 （）*0A.帆 Ei>E2cc E1VE2B .加V加 E1 > E2D.也< 如，Ei<E2（图象的斜率解题思路：电势是标量，由题图直接读出电势的高低.由电势的变化特点 表示电场强度的大小及方向）可以判断电场强度的大小.解析：由题意可知电场线方向沿 x负方向，沿着电场线方向电势降低， 故有电，A、C错；在*x图象中某点的斜率表示电场强度的大小，故有Ei>E2, B正确，D错.8 .如图所示，一质量为 m,带电荷量为q的粒子，以初速度 vo从a点竖直向上射入匀强电场中，匀强电场方向水平向右.粒子通过电场中的b

9、点时，速率为2v0,方向与电场方向一致，则a, b两点间的电势差为（2 mvo A- 2q2B mvoq22mvoC.qD.23mvo-2T【解析】由题意可知，粒子受重力和水平方向的电场力作用，由加速度定义a = 4t，可得加速度的大小 ax=2ay= 2g,则由牛顿第二定律可知 qE=2mg,水平位移x=vOt,竖直位 移丫=*,即x=2y,因此电场力做功 Wi = qEx=qUab,重力做功 W?=mgy=一詈，由动 能定理得 Wi + W2=1mX（2vo）21mv2,解得 Uab = 2my°.22q9.如图所示，虚线 a、b、c为三个同心圆面，圆心处有一个点电荷，现从b、c

10、之间一点P以相同的速率发射两个带电粒子，分别沿PM、PN运动到M、N点，M、N两点都处于圆周c上，以下判断正确的是（）A.到达M、N时两粒子速率仍相等B.到达 M、N时两粒子速率 vm>VnC.到达M、N时两粒子的电势能相等D .两个粒子的电势能都是先减小后增大解题思路：根据轨迹的弯曲方向确定带电粒子所受的电场力方向，根据动能定理确定到达M、N时两粒子速率关系.由电场力做功正负分析电势能的变化.解析：由轨迹看出，点电荷左侧的带电粒子受排斥力，右侧的带电粒子受吸引力， 由题，M、N两点都处于圆周 c上，电势相等，两带电粒子又是从同一点P出发，则电势差 Upm =Upn,而从P到M的粒子电场

11、力总功为正功，从P到N的粒子电场力总功为负功，根据动能定理得到，到达 M、N时两粒子速率Vm>Vn,故A错误，B正确；由轨迹看出，点电荷 左侧的带电粒子有排斥力，与中心点电荷电性相同； 对右侧的带电粒子有吸引力，与中心点电荷电性相反，则两粒子带异种电荷， 由公式Ep=q（f）知两个粒子到达 M、N时电势能不等， 故C错误；电场力对左侧的粒子先做负功后做正功，电势能先增大后减小，故 D错误.答案：B10 .已知一个均匀带电的薄球壳上的电荷在壳内任意一点产生的电场强度均为零，在壳外某 点产生的电场强度，等同于把壳上电荷量全部集中在球心处的点电荷所产生的电场强度，即”<R）E=S Q式中

12、R为球壳的半径，r为某点到球壳球心的距离，Q为球壳所带的电荷J（r>R ）量，k为静电力常量.在真空中有一半径为R、电荷量为一Q的均匀带负电薄球壳，球心位置O固定，P为球壳外一点，M为球壳内一点,如图所示，以无穷远处为电势零点， 关于P、M两点的电场强度和电势，下列说法中正确的是（）A.若Q不变，M点的位置也不变，而令R变小（M点仍在壳内），则M点的电势降低B.若Q不变，M点的位置也不变，而令R变小（M点仍在壳内），则M点的场强不变C.若Q不变，P点的位置也不变，而令R变小，则P点的场强不变D.若Q不变，P点的位置也不变，而令R变小，则P点的电势升高解题思路：均匀带电的球壳，壳外某点的电

13、场强度可由点电荷的电场强度公式求解，是将带电荷的球壳看成处于 O点的点电荷来处理，而壳内任一点的电场强度全是零.对于电势则可以由该点移动到电势为零处电场力做功与电荷量的比值来确定.解析：若Q不变，M点的位置也不变，而令 R变小（M点仍在壳内），根据题意可知，M 点的电场强度仍为零， 因此球壳内的电势处处相等，由于球壳的变小，导致电荷从球壳移到电势为零处电场力做功增加，所以球壳处的电势增加，A错误，B正确；若Q不变，P点的位置也不变，属于处于球壳外的某一点，由£=艰知，P到Q的距离r不变，无论球半径怎么变小，P点的电场强度仍不变，所以电荷从该点移到电势为零处，电场力做功不变，因而P点的

14、电势不变，C正确，D错误.答案：BC11 .如图所示，在平面直角坐标系中有一底角是60。的等腰梯形，坐标系中有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中 0（0,0）点电势为6 V, A（1, J3）点电势为3 V, B（3,、/3）点电势为0V,则由此可判定（）A. C点电势为3 VB. C点电势为0C.该匀强电场的电场强度大小为100 V/mD.该匀强电场的电场强度大小为100M3 V/m【答案】BD【解析】由题意可知 C点坐标为（4,0）,在匀强电场中，任意两条平行的线段，两点间电势差与其长度成正比，所以选项UAB=U0C,代入数值得 出=0,选项A错、B对；作ADAB OC/BC,如图所示，则

15、 加=3 V,即AD是一等势线，电场强度方向 0GLAD,由几何关系得0G=gcm,由 E = "d 得 E=10043 V/m,选项 C 错，D 对.12. A, B是一条电场线上的两点，若在 A点释放一初速度为零的电子，电子仅在电场力作用下沿电场线从 A运动到B,其电势能Ep随位移s变化的规律如右下图所示. 的电场强度分别为 Ea和Eb,电势分别为 M和 必则（）设A, B两点A. Ea= EbC. M> 帕【答案】ADD.【解析】以向右为正方向，根据动能定理有一s变化的规律为直线，所以为匀强电场，Ea= Eb,A正确，B错误.电子仅在电场力作用下沿电场线从B.M帕qEs=

16、Ek=Ep,由于电势能 W随位移且由斜率可得 E<0,即方向向左，故选项A运动到B,电势能减小，电场力做正功，电场线方向从 B至IJA,弧<加，故选项D正确，C错误.13.如图，MN是边长为L的等边三角形 + Q的点电荷.下列说法正确的是 (abc的中位线，在M、N两点分别固定着电荷量均为 )A. a点的电场强度大小为B. a点的电势高于 c点的电势C. a、b两点间的电势差大于b、c两点间的电势差E = 2-kQ-cos30 =L 22D.负点电荷从b点移到c点的过程中电势能先增大后减小解析：根据电场强度的叠加，a点的电场强度方向竖直向上，大小(如图)可知(j)b=和V4a，噜Q

17、, A错误；根据等量同种点电荷的电场线和等势线分布情况B正确；b、c间电势差为零，所以 C正确；负点电荷从 b点移到c点的过程中，电场力先 做正功后做负功，电势能先减小后增大，D错误.答案：BC14.如图所示，空间有电场强度 E=1.0X103 v/m竖直向下的匀强电场，长 L=0.4 m不可伸 长的轻绳一端固定于 。点，另一端系一质量 m= 0.05 kg带正电荷q=5X104 C的小球，拉 起小球至绳水平后在 A点无初速度释放，当小球运动至。点的正下方B点时，绳恰好断裂，0= 30°、无限大的挡板 MN上的C点,小球继续运动并垂直打在同一竖直平面且与水平面成 重力加速度g = 1

18、0 m/s2试求：(1)绳子能承受的最大拉力;(2)A、C两点间的电势差.解析：(1)A-B由动能定理及圆周运动知识有12(mg+ Eq)L = 2miVB,2亚F (mg+ qE)= m ,联立解得F = 3 N.(2)vb = .(mgmqEL = 4 m/s,vbvC = sin30 十8 m/s'12W 电+ Wg = 2qUac= 2mvc,解得 Uac= 1 600 V.答案：(1)3 N (2)1 600 V15.在绝缘粗糙的水平面上相距为6L的A, B两处分别固定电量不等的正电荷，两电荷的位置坐标如图甲所示，已知B处电荷的电量为+ Q.图乙是AB连线之间的电势 。与位置x之间 的关系图象，图中x= L点为图线的最低点，x= 2L处的纵坐标 后如，x= 0处的纵坐标() =H8，x= 2L处的纵坐标(f)= 3M若